Dokumen Teknikal SMD LED 18-225A/R6GHW-B01/3T - Pakej 3.2x1.6x1.3mm - Voltan 2.0V/3.3V - Merah/Hijau Cemerlang

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Siri 18-225A mewakili penyelesaian LED Peranti Permukaan Terpasang (SMD) yang padat dan berprestasi tinggi. Dokumen data ini merangkumi dua varian bahan cip utama: R6 (AlGaInP) untuk pancaran merah cemerlang dan GH (InGaN) untuk pancaran hijau cemerlang. Peranti ini dibungkus dalam resin putih resap. Kelebihan utamanya terletak pada tapaknya yang jauh lebih kecil berbanding LED jenis bingkai plumbum tradisional, membolehkan ketumpatan pekatan yang lebih tinggi pada PCB, mengurangkan keperluan ruang penyimpanan, dan akhirnya menyumbang kepada pengecilan peralatan akhir. Pembinaan ringan ini menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana ruang dan berat adalah kekangan kritikal.

2. Penerokaan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Mengendalikan peranti melebihi had ini boleh menyebabkan kerosakan kekal. Penarafan dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C.

• Voltan Songsang (V_R):5 V (untuk kedua-dua R6 dan GH). Melebihi ini boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Arus Hadapan (I_F):25 mA (DC Berterusan untuk kedua-dua R6 dan GH).
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):60 mA untuk R6, 100 mA untuk GH. Ini dinyatakan pada kitar tugas 1/10 dan frekuensi 1 kHz, sesuai untuk operasi berdenyut.
• Pelesapan Kuasa (P_d):60 mW untuk R6, 95 mW untuk GH. Ini adalah kuasa maksimum yang dibenarkan yang boleh dilesapkan oleh pakej tanpa melebihi had termanya.
• Lepasan Elektrostatik (ESD) Model Badan Manusia (HBM):2000 V untuk R6, 150 V untuk GH. Varian GH (InGaN) lebih sensitif kepada ESD, memerlukan langkah berjaga-jaga pengendalian yang lebih ketat.
• Suhu Operasi (T_opr):-40°C hingga +85°C. Ini mentakrifkan julat suhu ambien untuk operasi yang boleh dipercayai.
• Suhu Penyimpanan (T_stg):-40°C hingga +90°C.
• Suhu Pateri (T_sol):Pateri refluks: puncak 260°C selama maksimum 10 saat. Pateri tangan: 350°C selama maksimum 3 saat.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Parameter ini diukur pada Ta=25°C dan arus ujian piawai I_F=10mA, melainkan dinyatakan sebaliknya. Ia mentakrifkan output cahaya dan tingkah laku elektrik LED.

• Keamatan Pencahayaan (I_v):R6: 28.5 hingga 72.0 mcd (biasa). GH: 72.0 hingga 180 mcd (biasa). Cip GH menghasilkan keamatan pencahayaan yang jauh lebih tinggi di bawah keadaan pacuan yang sama.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):130 darjah (biasa). Sudut pandangan lebar ini adalah ciri pakej resin putih resap, menyediakan corak pancaran seperti Lambertian yang sesuai untuk pencahayaan kawasan dan penunjuk.
• Panjang Gelombang Puncak (λ_p):R6: 632 nm (biasa). GH: 518 nm (biasa). Ini adalah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):R6: 615-625 nm. GH: 520-535 nm. Ini adalah persepsi panjang gelombang tunggal warna LED oleh mata manusia. Toleransi adalah ±1nm.
• Lebar Jalur Spektrum Sinaran (Δλ):R6: 20 nm (biasa). GH: 35 nm (biasa). Ini menunjukkan ketulenan spektrum; jalur lebar yang lebih kecil bermaksud warna yang lebih tepu.
• Voltan Hadapan (V_F):R6: 1.7-2.4 V (Biasa 2.0V). GH: 2.7-3.7 V (Biasa 3.3V). Susut voltan adalah fungsi jurang jalur bahan semikonduktor. Toleransi adalah ±0.10V.
• Arus Songsang (I_R):R6: 10 μA maks pada V_R=5V. GH: 50 μA maks pada V_R=5V.

3. Penjelasan Sistem Binning

LED disusun (dibin) berdasarkan parameter optik utama untuk memastikan konsistensi dalam kelompok pengeluaran dan untuk tujuan reka bentuk.

3.1 Binning Keamatan Pencahayaan

R6 (Merah):

• Bin N: 28.5 - 45.0 mcd
• Bin P: 45.0 - 72.0 mcd

GH (Hijau):

• Bin Q1: 72.0 - 90.0 mcd
• Bin Q2: 90.0 - 112 mcd
• Bin R1: 112 - 140 mcd
• Bin R2: 140 - 180 mcd

Toleransi untuk keamatan pencahayaan adalah ±11%.

3.2 Binning Panjang Gelombang Dominan (GH Hijau sahaja)

LED hijau dibin lebih lanjut mengikut panjang gelombang dominan untuk mengawal konsistensi warna.

• Bin 1: 520 - 525 nm
• Bin 2: 525 - 530 nm
• Bin 3: 530 - 535 nm

Toleransi untuk panjang gelombang dominan adalah ±1nm.

4. Analisis Lengkung Prestasi

4.1 Ciri-ciri R6 (Merah AlGaInP)

Lengkung yang disediakan menggambarkan hubungan utama:

• Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V):Menunjukkan hubungan eksponen. Voltan hadapan meningkat dengan arus dan menurun sedikit dengan kenaikan suhu.
• Keamatan Pencahayaan vs. Arus Hadapan:Output cahaya meningkat secara linear dengan arus dalam julat operasi normal sebelum kesan tepu.
• Keamatan Pencahayaan vs. Suhu Ambien:Output cahaya berkurangan apabila suhu ambien meningkat disebabkan oleh kecekapan kuantum dalaman yang berkurangan dan peningkatan rekombinasi bukan sinaran. Pengurangan ini adalah kritikal untuk pengurusan haba.
• Lengkung Pengurangan Arus Hadapan:Menentukan arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu ambien. Arus mesti dikurangkan pada suhu yang lebih tinggi untuk kekal dalam had pelesapan kuasa.
• Taburan Spektrum:Menunjukkan puncak pancaran sekitar 632 nm dengan jalur lebar biasa 20 nm.
• Gambar Rajah Sinaran:Menggambarkan taburan keamatan spatial, mengesahkan sudut pandangan lebar 130 darjah dengan corak hampir-Lambertian.

4.2 Ciri-ciri GH (Hijau InGaN)

Lengkung GH menunjukkan hubungan yang serupa tetapi dengan nilai kuantitatif yang berbeza:

• Voltan hadapan yang lebih tinggi (biasa 3.3V berbanding 2.0V untuk R6).
• Kebergantungan suhu yang berbeza untuk keamatan pencahayaan dan voltan hadapan.
• Spektrum berpusat sekitar 518 nm dengan jalur lebar 35 nm yang lebih luas.
• Profil pengurangan arus hadapan yang berbeza disebabkan oleh penarafan pelesapan kuasa yang berbeza (95 mW berbanding 60 mW).

5. Maklumat Mekanikal & Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Pakej SMD mempunyai dimensi utama berikut (dalam mm, toleransi ±0.1mm melainkan dinyatakan):

• Panjang: 3.2 mm
• Lebar: 1.6 mm
• Ketinggian: 1.3 mm ±0.2 mm
• Lebar Kaki: 0.4 mm ±0.15 mm
• Panjang Kaki: 0.7 mm ±0.1 mm
• Jarak Kaki: 1.6 mm

5.2 Pengenalpastian Pola dan Reka Bentuk Pad

Katod ditanda. Susun atur pad pateri yang disyorkan disediakan dengan dimensi: lebar pad 0.8mm, panjang pad 0.8mm, dengan jurang 0.4mm antara pad. Ini adalah cadangan; reka bentuk pad harus dioptimumkan berdasarkan proses pembuatan PCB khusus dan keperluan terma. Dokumen menekankan bahawa dimensi pad boleh diubah berdasarkan keperluan individu.

6. Garis Panduan Pateri & Pemasangan

6.1 Proses Pateri

Peranti ini serasi dengan proses refluks inframerah dan fasa wap. Profil pateri refluks bebas plumbum dinyatakan:

• Pra-pemanasan: 150-200°C selama 60-120 saat.
• Masa di atas likuidus (217°C): 60-150 saat.
• Suhu Puncak: 260°C maksimum.
• Masa dalam 5°C dari puncak: 10 saat maksimum.
• Kadar Pemanasan: 3°C/saat maksimum.
• Kadar Penyejukan: 6°C/saat maksimum.

Nota Kritikal:Pateri refluks tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali. Tiada tekanan harus dikenakan pada badan LED semasa pemanasan. PCB tidak boleh meleding selepas pateri.

6.2 Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan

Komponen dibungkus dalam beg penghalang tahan lembapan dengan penyerap lembapan.

• Sebelum dibuka:Simpan pada ≤30°C dan ≤90% RH.
• Selepas dibuka:"Jangka hayat lantai" adalah 1 tahun pada ≤30°C dan ≤60% RH. Bahagian yang tidak digunakan mesti dimeterai semula dalam pakej kalis lembapan.
• Pembakaran:Jika penunjuk penyerap lembapan berubah atau masa penyimpanan dilebihi, bakar pada 60±5°C selama 24 jam sebelum digunakan untuk membuang lembapan yang diserap dan mencegah kesan "popcorn" semasa refluks.

7. Maklumat Pembungkusan & Pesanan

7.1 Spesifikasi Reel dan Pita

LED dibekalkan dalam pita pembawa timbul lebar 8mm pada reel diameter 7 inci. Kuantiti yang dimuatkan adalah 3000 keping setiap reel. Dimensi reel dan pita pembawa terperinci disediakan dalam dokumen data.

7.2 Penjelasan Label

Label reel mengandungi beberapa kod:

• P/N: Nombor Produk (cth., 18-225A/R6GHW-B01/3T).
• QTY: Kuantiti Pembungkusan.
• CAT: Pangkat Keamatan Pencahayaan (Kod bin, cth., P, R1).
• HUE: Koordinat Kromatisiti & Pangkat Panjang Gelombang Dominan (cth., Bin 2).
• REF: Pangkat Voltan Hadapan.
• LOT No: Nombor Lot Boleh Dikesan.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

Seperti yang disenaraikan dalam dokumen data:

• Pencahayaan belakang untuk papan pemuka dan suis automotif.
• Peralatan telekomunikasi: Penunjuk status dan pencahayaan belakang kekunci dalam telefon dan mesin faks.
• Pencahayaan belakang rata untuk LCD kecil, suis, dan simbol.
• Penunjuk kegunaan am dan lampu status dalam elektronik pengguna, kawalan industri, dan perkakas.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk Kritikal

Pembatasan Arus:Perintang pembatas arus luaran adalahsangat wajib. Voltan hadapan LED mempunyai pekali suhu negatif dan toleransi yang ketat. Peningkatan kecil dalam voltan bekalan boleh menyebabkan peningkatan besar, berpotensi merosakkan, dalam arus hadapan. Nilai perintang mesti dikira berdasarkan voltan bekalan (V_CC), voltan hadapan biasa LED (V_F), dan arus hadapan yang dikehendaki (I_F): R = (V_CC- V_F) / I_F. Pengurusan Haba:Walaupun peranti SMD kecil, pelesapan kuasa (sehingga 95mW untuk GH) mesti dipertimbangkan, terutamanya pada suhu ambien tinggi. Patuhi lengkung pengurangan arus hadapan. Pastikan kawasan kuprum PCB yang mencukupi (menggunakan reka bentuk pad terma) untuk mengalirkan haba dari simpang LED.Perlindungan ESD:Laksanakan prosedur pengendalian ESD piawai, terutamanya untuk varian GH (InGaN) yang lebih sensitif. Pertimbangkan untuk menggunakan peranti perlindungan ESD pada talian sensitif jika LED berada di kawasan yang boleh diakses pengguna.

9. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Siri 18-225A menawarkan kelebihan yang jelas berbanding LED lubang melalui yang lebih besar dari segi ruang papan dan keserasian pemasangan automatik. Dalam landskap LED SMD, pembeza utamanya adalah:

• Sudut Pandangan Lebar (130°):Resin putih resap menyediakan corak pancaran yang sangat luas dan seragam, sesuai untuk aplikasi yang memerlukan kebolehlihatan sudut lebar berbanding pancaran fokus.
• Pilihan Bahan Cip Dual:Menawarkan kedua-dua AlGaInP (R6) dan InGaN (GH) dalam tapak pakej yang sama memberikan fleksibiliti reka bentuk untuk pasangan penunjuk merah/hijau atau aplikasi pelbagai warna.
• Binning Terperinci:Penyediaan pelbagai bin keamatan pencahayaan dan panjang gelombang membolehkan pereka memilih bahagian untuk aplikasi yang memerlukan konsistensi kecerahan atau warna yang ketat.
• Keserasian Refluks Teguh:Profil refluks bebas plumbum yang ditakrifkan dengan jelas dan maklumat pengendalian kepekaan lembapan menyokong proses pembuatan moden, volum tinggi.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S1: Bolehkah saya memacu LED ini terus dari bekalan logik 5V atau 3.3V?J:No.Anda mesti sentiasa menggunakan perintang pembatas arus bersiri. Contohnya, dengan bekalan 5V dan LED hijau (V_F~3.3V) pada I_F=20mA: R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 Ohm. Gunakan nilai piawai seterusnya (cth., 82 atau 100 Ohm) dan semak arus sebenar dan pelesapan kuasa.

S2: Mengapakah penarafan ESD untuk LED hijau (GH) lebih rendah daripada merah (R6)?J: Ini adalah sifat bahan asas. LED berasaskan InGaN (biru, hijau, putih) secara amnya mempunyai voltan tahan ESD yang lebih rendah berbanding LED berasaskan AlGaInP (merah, ambar). Ini memerlukan pengendalian yang lebih berhati-hati untuk varian hijau.

S3: Apakah maksud warna resin "putih resap" untuk output cahaya?J: Resin resap menyebarkan cahaya yang dipancarkan dari cip, mencipta sudut pandangan yang lebih luas dan seragam (130°) dan memberikan LED yang tidak dikuasakan rupa putih. Ia melembutkan output cahaya, menjadikannya kurang seperti titik dan lebih sesuai untuk pencahayaan panel.

S4: Bagaimanakah saya mentafsir kod bin semasa membuat pesanan?J: Nyatakan kod bin CAT (kecerahan) dan HUE (warna untuk hijau) yang diperlukan berdasarkan toleransi aplikasi anda untuk variasi kecerahan dan perubahan warna. Untuk penunjuk bukan kritikal, bin yang lebih luas mungkin boleh diterima dan kos efektif. Untuk tatasusunan pencahayaan belakang di mana keseragaman adalah kunci, menetapkan bin yang ketat adalah penting.

11. Kajian Kes Reka Bentuk Masuk

Senario:Mereka bentuk panel kawalan padat dengan penunjuk status pelbagai.Keperluan:Merah untuk "Ralat," Hijau untuk "Sedia." Ruang sangat terhad. Penunjuk mesti jelas kelihatan dari sudut lebar. Proses pemasangan menggunakan penempatan SMD automatik dan pateri refluks.Pelaksanaan Penyelesaian:

1. Pemilihan Bahagian:Gunakan 18-225A/R6 untuk merah dan 18-225A/GH untuk hijau. Tapak yang sama 3.2x1.6mm memudahkan susun atur PCB.
2. Reka Bentuk Litar:Untuk rel sistem 3.3V:
   • LED Merah: R = (3.3V - 2.0V) / 0.010A = 130 Ohm. Gunakan perintang 130Ω atau 120Ω. Kuasa dalam R: (1.3V^2)/130Ω ≈ 13mW.
   • LED Hijau: R = (3.3V - 3.3V) / 0.010A = 0 Ohm. Ini bermasalah. Bekalan 3.3V berada pada V_Fbiasa LED hijau, tidak meninggalkan ruang kepala voltan untuk perintang. Penyelesaian: a) Gunakan arus yang lebih rendah (cth., 5mA), b) Gunakan voltan bekalan yang lebih tinggi untuk litar LED, atau c) Gunakan pemacu arus malar.
3. Susun Atur PCB:Letakkan LED berhampiran tepi panel. Gunakan pad pateri yang disyorkan atau sedikit lebih besar yang disambungkan kepada tuangan kuprum kecil untuk penyebaran haba. Pastikan tanda pola pada skrin sutera sepadan dengan tanda katod pada LED.
4. Pembuatan:Atur mesin pick-and-place untuk saiz badan 3.2x1.6mm. Ikuti profil refluks yang ditetapkan dengan tepat. Simpan reel yang dibuka dalam kabinet kering jika tidak digunakan serta-merta.
5. Binning:Untuk panel ini dengan pelbagai penunjuk yang sama, nyatakan bin kecerahan tunggal (cth., CAT P untuk merah, CAT R1 untuk hijau) untuk memastikan rupa seragam merentasi semua unit.

12. Pengenalan Prinsip Teknologi

LED adalah diod semikonduktor yang memancarkan cahaya melalui elektroluminesens. Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif di mana mereka bergabung semula. Tenaga yang dibebaskan semasa penggabungan semula ini dipancarkan sebagai foton (cahaya). Warna (panjang gelombang) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor yang digunakan dalam kawasan aktif.

• R6 (AlGaInP):Aluminium Gallium Indium Phosphide adalah sistem bahan yang digunakan untuk menghasilkan LED kecekapan tinggi dalam spektrum merah, oren, dan ambar. Ia mempunyai jurang jalur langsung yang sesuai untuk pancaran cahaya yang cekap.
• GH (InGaN):Indium Gallium Nitride adalah sistem bahan untuk LED biru, hijau, dan putih. Dengan mengubah kandungan indium, jurang jalur boleh ditala. Mencapai pancaran hijau kecekapan tinggi ("jurang hijau") telah menjadi cabaran sejarah dalam sistem bahan ini.

Cahaya dari cip semikonduktor kecil disalut dalam pakej resin epoksi atau silikon. Resin "putih resap" mengandungi zarah penyebaran yang merawak arah foton, mencipta corak pancaran yang luas dan seragam. Pakej juga memberikan perlindungan mekanikal, kenalan elektrik, dan membantu dalam penyebaran haba.

13. Trend Industri

Pasaran LED SMD terus berkembang didorong oleh permintaan untuk pengecilan, kecekapan lebih tinggi, dan kos lebih rendah. Trend yang berkaitan dengan peranti seperti 18-225A termasuk:

• Kecekapan Meningkat:Penambahbaikan berterusan dalam pertumbuhan epitaksial dan reka bentuk cip membawa kepada keberkesanan pencahayaan yang lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per watt elektrik), membolehkan sama ada penunjuk yang lebih terang atau penggunaan kuasa yang lebih rendah.
• Konsistensi Warna yang Lebih Baik:Kemajuan dalam kawalan pembuatan dan strategi binning yang lebih canggih membolehkan toleransi warna dan kecerahan yang lebih ketat, yang kritikal untuk aplikasi seperti tatasusunan pencahayaan belakang dan paparan warna penuh.
• Gamut Warna Diperluas:Pembangunan fosfor baru dan pemancar jalur sempit (seperti titik kuantum) membolehkan LED dengan warna yang lebih tepu, mengembangkan ruang warna yang boleh dicapai untuk paparan.
• Integrasi:Trend ke arah mengintegrasikan pelbagai cip LED (RGB, RGBW), IC kawalan, dan juga komponen pasif ke dalam modul pakej tunggal terus, memudahkan pemasangan produk akhir.
• Fokus Kebolehpercayaan:Apabila LED menembusi pasaran automotif, industri, dan perubatan, terdapat penekanan yang meningkat pada data kebolehpercayaan jangka panjang, analisis mod kegagalan, dan kelayakan di bawah keadaan persekitaran yang keras (suhu tinggi, kelembapan, kitaran terma).

Walaupun format pakej yang lebih baru dan lebih kecil (cth., 0201, 01005) wujud, tapak 3.2x1.6mm kekal sebagai kuda kerja yang popular dan teguh untuk aplikasi penunjuk kegunaan am dan pencahayaan belakang, menawarkan keseimbangan yang baik antara saiz, kecerahan, kemudahan pengendalian, dan prestasi terma.