Dokumen Teknikal SMD LED 22-21/GHC-YR1S2/2C - Hijau Cemerlang - 2.2x2.1mm - 3.3V - 20mA

1. Gambaran Keseluruhan Produk

22-21/GHC-YR1S2/2C ialah peranti pemasangan permukaan (SMD) LED yang direka untuk aplikasi elektronik moden dan padat. LED hijau cemerlang ini dibina menggunakan teknologi cip InGaN dan disalut dalam resin jernih air. Kelebihan utamanya terletak pada saiznya yang mini, yang membolehkan pengurangan ketara dalam saiz papan litar bercetak (PCB), membolehkan ketumpatan pek komponen yang lebih tinggi, dan menyumbang kepada peminaturan keseluruhan peralatan pengguna akhir. Sifat pakej yang ringan menjadikannya sesuai untuk aplikasi mudah alih dan terhad ruang.

Produk ini mematuhi sepenuhnya piawaian alam sekitar dan pembuatan kontemporari. Ia bebas plumbum (Pb-free), mematuhi arahan RoHS, mematuhi peraturan EU REACH, dan memenuhi keperluan bebas halogen (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Ia dibekalkan dalam pita 8mm piawai industri pada gegelung berdiameter 7 inci, menjadikannya serasi sepenuhnya dengan peralatan pemasangan pick-and-place automatik dan sesuai untuk kedua-dua proses pematerian aliran balik inframerah dan fasa wap.

2. Spesifikasi Teknikal

2.1 Rating Maksimum Mutlak

Rating berikut menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada keadaan ini tidak dijamin dan harus dielakkan untuk prestasi yang boleh dipercayai.

• Voltan Songsang (V_R):5 V
• Arus Hadapan Berterusan (I_F):25 mA
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):100 mA (Kitaran Tugas 1/10 @ 1 kHz)
• Pelesapan Kuasa (P_d):95 mW
• Nyahcas Elektrostatik (ESD) Model Badan Manusia (HBM):150 V
• Julat Suhu Operasi (T_opr):-40 °C hingga +85 °C
• Julat Suhu Penyimpanan (T_stg):-40 °C hingga +90 °C
• Suhu Pematerian (T_sol):Aliran Balik: 260 °C selama 10 saat maksimum; Pematerian Tangan: 350 °C selama 3 saat maksimum.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Parameter ini diukur pada suhu ambien (T_a) 25 °C dan arus hadapan piawai (I_F) 20 mA, melainkan dinyatakan sebaliknya. Ia menentukan prestasi tipikal LED.

• Keamatan Bercahaya (I_v):Minimum 112 mcd, Nilai tipikal tidak dinyatakan, Maksimum 285 mcd. Toleransi: ±11%.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):130 darjah (tipikal).
• Panjang Gelombang Puncak (λ_p):518 nm (tipikal).
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Minimum 520 nm, Maksimum 535 nm. Toleransi: ±1 nm.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):35 nm (tipikal).
• Voltan Hadapan (V_F):Minimum 2.7 V, Tipikal 3.3 V, Maksimum 3.7 V pada I_F=20mA.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 50 μA pada V_R=5V.

3. Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan keamatan bercahaya dan panjang gelombang dominan.

3.1 Binning Keamatan Bercahaya

LED dikategorikan kepada empat pangkat keamatan (R1, R2, S1, S2) diukur pada I_F= 20 mA.

• R1:112 mcd hingga 140 mcd
• R2:140 mcd hingga 180 mcd
• S1:180 mcd hingga 225 mcd
• S2:225 mcd hingga 285 mcd

3.2 Binning Panjang Gelombang Dominan

LED dikategorikan kepada tiga pangkat panjang gelombang (X, Y, Z) diukur pada I_F= 20 mA.

• X:520 nm hingga 525 nm
• Y:525 nm hingga 530 nm
• Z:530 nm hingga 535 nm

4. Analisis Lengkung Prestasi

Dokumen data ini menyediakan beberapa lengkung ciri yang penting untuk reka bentuk litar dan pengurusan haba. Graf ini menggambarkan hubungan antara parameter utama di bawah pelbagai keadaan.

• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Ambien:Lengkung ini menunjukkan bagaimana output cahaya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Pereka bentuk mesti mengambil kira penurunan nilai ini dalam persekitaran suhu tinggi.
• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan:Graf ini menunjukkan hubungan tidak linear antara arus pacuan dan output cahaya. Beroperasi di atas arus yang disyorkan membawa kepada kecekapan yang berkurangan dan penuaan dipercepatkan.
• Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan:Lengkung IV adalah penting untuk memilih perintang had arus yang sesuai. V_Ftipikal 3.3V pada 20mA ialah parameter reka bentuk utama.
• Arus Hadapan vs. Suhu Ambien:Lengkung penurunan nilai ini menunjukkan arus hadapan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu ambien untuk kekal dalam had pelesapan kuasa.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Garis Luar Pakej

SMD LED 22-21 mempunyai pakej segi empat tepat padat. Dimensi nominal ialah 2.2 mm panjang dan 2.1 mm lebar, dengan ketinggian biasanya sekitar 1.0-1.2 mm (ketinggian tepat harus disahkan daripada lukisan dimensi). Pakej ini mempunyai dua terminal anod/katod di bahagian bawah. Semua toleransi yang tidak dinyatakan ialah ±0.1 mm. Susunan pad yang dicadangkan disediakan untuk reka bentuk PCB, tetapi jurutera dinasihatkan untuk mengubahsuainya berdasarkan proses pemasangan khusus dan keperluan haba mereka.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Katod biasanya ditanda, selalunya dengan titik hijau, takuk dalam pakej, atau sudut serong. Polarity yang betul mesti diperhatikan semasa pemasangan untuk mengelakkan kerosakan bias songsang.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Aliran Balik

Profil aliran balik bebas plumbum (Pb-free) disyorkan:

• Pemanasan Awal:150–200°C selama 60–120 saat.
• Masa Melebihi Likuidus (217°C):60–150 saat.
• Suhu Puncak:260°C maksimum, dipegang selama maksimum 10 saat.
• Kadar Pemanasan:Maksimum 6°C/saat.
• Masa Melebihi 255°C:Maksimum 30 saat.
• Kadar Penyejukan:Maksimum 3°C/saat.

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan, penjagaan yang melampau mesti diambil. Suhu hujung besi pemateri harus di bawah 350°C, dan masa sentuhan dengan setiap terminal tidak boleh melebihi 3 saat. Gunakan besi berkuasa rendah (≤25W) dan benarkan selang penyejukan sekurang-kurangnya 2 saat antara pematerian setiap terminal. Elakkan menggunakan tekanan mekanikal pada badan LED semasa pemanasan.

6.3 Penyimpanan dan Pengendalian

LED dibungkus dalam beg penghalang sensitif lembapan dengan penyerap lembapan.

• Sebelum Dibuka:Simpan pada ≤30°C dan ≤90% Kelembapan Relatif (RH).
• Selepas Dibuka (Jangka Hayat Lantai):1 tahun pada ≤30°C dan ≤60% RH. Bahagian yang tidak digunakan harus dimeterai semula dalam beg kalis lembapan.
• Pembakaran:Jika penunjuk penyerap lembapan berubah warna atau masa penyimpanan terlampaui, bakar pada 60 ±5 °C selama 24 jam sebelum digunakan.

7. Pembungkusan dan Maklumat Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

Produk dibekalkan dalam pita pembawa timbul dengan lebar 8 mm, dililit pada gegelung diameter piawai 7 inci (178 mm). Setiap gegelung mengandungi 2000 keping. Dimensi gegelung dan pita pembawa terperinci disediakan untuk keserasian dengan feeder automatik.

7.2 Maklumat Label

Label gegelung mengandungi maklumat kritikal untuk kebolehjejakan dan aplikasi yang betul:

• CPN:Nombor Produk Pelanggan
• P/N:Nombor Produk Pengilang (cth., 22-21/GHC-YR1S2/2C)
• QTY:Kuantiti Pembungkusan
• CAT:Pangkat Keamatan Bercahaya (cth., S2)
• HUE:Pangkat Kromatisiti/Panjang Gelombang Dominan (cth., Y)
• REF:Pangkat Voltan Hadapan
• LOT No:Nombor Lot Pembuatan

8. Nota Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Aplikasi Tipikal

LED ini sesuai untuk pelbagai fungsi penunjuk dan lampu latar berkuasa rendah:

• Telekomunikasi:Penunjuk status dan lampu latar kekunci dalam telefon dan mesin faks.
• Elektronik Pengguna:Lampu latar rata untuk panel LCD kecil, lampu latar untuk suis dan simbol pada panel kawalan.
• Penunjuk Tujuan Umum:Status kuasa, penunjuk mod, dan maklum balas visual lain dalam pelbagai peranti elektronik.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk Kritikal

Pembatasan Arus Adalah Wajib:Perintang pembatasan arus luaran mesti sentiasa digunakan secara bersiri dengan LED. Voltan hadapan mempunyai pekali suhu negatif dan julat toleransi yang ketat. Peningkatan kecil dalam voltan bekalan boleh menyebabkan peningkatan besar, berpotensi merosakkan, dalam arus hadapan jika tidak dibataskan dengan betul. Nilai perintang boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Sentiasa gunakan V_Fmaksimum daripada dokumen data untuk reka bentuk yang konservatif.

Pengurusan Haba:Walaupun pelesapan kuasa rendah, memastikan kawasan kuprum PCB yang mencukupi di sekitar pad LED membantu menyebarkan haba, mengekalkan output bercahaya dan jangka hayat, terutamanya dalam keadaan suhu ambien tinggi.

Perlindungan ESD:Walaupun dinilai untuk 150V HBM, langkah berjaga-jaga pengendalian ESD piawai harus diikuti semasa pemasangan dan pengendalian.

8.3 Sekatan Aplikasi

Komponen ini direka untuk aplikasi komersial dan industri am. Ia tidak khusus diperakui atau dijamin untuk digunakan dalam sistem kebolehpercayaan tinggi atau kritikal keselamatan seperti peralatan ketenteraan/aeroangkasa, sistem keselamatan automotif (cth., beg udara, brek), atau peralatan perubatan sokongan hayat. Untuk aplikasi sedemikian, komponen dengan kelayakan dan data kebolehpercayaan yang sesuai harus diperoleh.

9. Perbandingan Teknikal dan Penentuan Kedudukan

Pakej 22-21 mewakili keseimbangan antara peminaturan dan kemudahan pengendalian. Berbanding dengan LED berlead yang lebih besar (cth., 3mm atau 5mm), ia menawarkan saiz yang jauh lebih kecil dan sesuai untuk pemasangan automatik. Berbanding dengan pakej skala cip (CSP) yang lebih kecil, ia menyediakan ciri pengendalian yang lebih baik untuk proses SMT piawai dan selalunya mempunyai sudut pandangan yang lebih jelas disebabkan oleh lensa acuannya. Warna hijau cemerlang, dicapai dengan teknologi InGaN, menawarkan kecekapan bercahaya yang lebih tinggi dan ketepuan warna yang lebih baik berbanding teknologi lama seperti GaP, menjadikannya sesuai untuk aplikasi penunjuk yang jelas.

10. Soalan Lazim (FAQ)

S: Apakah perbezaan antara panjang gelombang puncak dan panjang gelombang dominan?

J: Panjang gelombang puncak (λ_p) ialah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum. Panjang gelombang dominan (λ_d) ialah panjang gelombang tunggal cahaya monokromatik yang sepadan dengan warna yang dilihat LED. λ_dlebih relevan untuk spesifikasi warna.

S: Bolehkah saya memacu LED ini tanpa perintang jika bekalan kuasa saya tepat 3.3V?

J: Tidak. Ini sangat berbahaya. Voltan hadapan berbeza dari unit ke unit (2.7V hingga 3.7V) dan berkurangan dengan suhu. Bekalan 3.3V boleh dengan mudah memacu berlebihan LED dengan V_Frendah, membawa kepada kegagalan pantas. Sentiasa gunakan perintang siri.

S: Bagaimanakah saya mentafsir kod bin (cth., S2/Y) semasa membuat pesanan?

J: Kod bin menentukan gred prestasi. \"S2/Y\" bermaksud LED itu berasal dari bin keamatan bercahaya tertinggi (225-285 mcd) dan bin panjang gelombang dominan pertengahan (525-530 nm). Menentukan bin membolehkan konsistensi yang lebih ketat dalam penampilan produk anda.

S: Adakah pembersihan selepas pematerian diperlukan?

J: Resin jernih air secara amnya tahan terhadap pelarut pembersihan biasa, tetapi keserasian harus disahkan. Elakkan pembersihan ultrasonik kerana ia boleh merosakkan ikatan wayar dalaman.

11. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka Bentuk Penunjuk Status untuk Peranti Mudah Alih

Seorang pereka bentuk mencipta pembesar suara Bluetooth padat. Penunjuk kuasa hidup yang terang dan boleh dipercayai diperlukan. LED hijau cemerlang 22-21 dipilih untuk saiznya yang kecil dan keterlihatan tinggi.

Langkah-langkah Reka Bentuk:

1. Peranti menggunakan landasan kuasa USB 5V.

2. Arus hadapan sasaran (I_F) ditetapkan kepada 15 mA untuk keseimbangan kecerahan dan penggunaan kuasa.

3. Menggunakan V_Fmaksimum 3.7V untuk reka bentuk konservatif: R = (5V - 3.7V) / 0.015A = 86.7 Ω. Nilai piawai terdekat 91 Ω dipilih.

4. Kuasa dalam perintang: P = I²R = (0.015)²* 91 = 0.0205 W. Perintang 1/10W atau 1/8W piawai adalah mencukupi.

5. Susun atur PCB termasuk pad pelepasan haba sederhana yang disambungkan ke satah bumi kecil untuk penyebaran haba.

6. BOM menentukan LED dengan kod bin \"S1/Y\" untuk memastikan warna hijau terang yang konsisten merentasi semua unit pengeluaran.

Pendekatan ini memastikan penunjuk yang kukuh dan tahan lama yang memenuhi keperluan estetik dan fungsi produk.

12. Prinsip Operasi

LED ini ialah peranti fotonik semikonduktor. Ia berdasarkan cip Indium Gallium Nitride (InGaN). Apabila voltan hadapan melebihi potensi simpang diod dikenakan, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif masing-masing dari lapisan semikonduktor jenis-n dan jenis-p. Pembawa cas ini bergabung semula, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi InGaN menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung mentakrifkan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, hijau cemerlang sekitar 518-535 nm. Enkapsulan resin epoksi jernih air melindungi cip, bertindak sebagai kanta untuk membentuk output cahaya menjadi sudut pandangan 130 darjah, dan mungkin mengandungi fosfor atau penyebar (walaupun untuk jenis mono-warna ini, ia mungkin jernih).

13. Trend Teknologi

Pakej 22-21 adalah sebahagian daripada trend industri jangka panjang ke arah peminaturan, peningkatan kecekapan, dan peningkatan kebolehpengilangan dalam optoelektronik. Penggunaan bahan InGaN untuk LED hijau mewakili kemajuan ketara berbanding teknologi lama, menawarkan kecekapan yang lebih tinggi dan kestabilan warna yang lebih baik. Pembangunan masa depan dalam kelas peranti ini mungkin memberi tumpuan kepada peningkatan lanjut kecekapan bercahaya (lumen per watt), meningkatkan pemulihan warna untuk aplikasi spektrum yang lebih luas, dan meningkatkan kebolehpercayaan di bawah keadaan suhu dan kelembapan yang lebih tinggi. Dorongan untuk bahan bebas halogen dan mesra alam akan terus menjadi pengaruh peraturan dan pasaran yang kuat. Integrasi dengan pemacu pintar untuk pemudaran dan kawalan warna juga merupakan kawasan yang semakin berkembang, walaupun biasanya dilaksanakan pada peringkat sistem dan bukannya dalam pakej LED diskret itu sendiri.