Dokumen Teknikal SMD LED 19-218/GHC-YR1S2M/3T - Hijau Cemerlang - 20mA - 3.2V Tipikal

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi teknikal untuk peranti LED jenis permukaan-pasang (SMD) yang memancarkan cahaya hijau cemerlang. Komponen ini direka untuk pemasangan berketumpatan tinggi pada papan litar bercetak (PCB), menawarkan kelebihan dalam pengecilan saiz dan proses pemasangan automatik.

1.1 Ciri dan Kelebihan Teras

LED dibekalkan pada pita 8mm yang dililit pada gegelung berdiameter 7 inci, menjadikannya serasi dengan peralatan "pick-and-place" automatik standard. Ia sesuai untuk kedua-dua proses pateri alir balik inframerah dan fasa wap. Ini adalah jenis LED satu warna (mono-warna). Produk ini mematuhi peraturan alam sekitar: ia bebas plumbum (Pb-free), mematuhi arahan RoHS, mematuhi peraturan REACH EU, dan memenuhi keperluan bebas halogen (Bromin <900 ppm, Klorin <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

Pakej SMD padat ini membolehkan faedah reka bentuk yang ketara berbanding komponen bingkai plumbum tradisional. Ini termasuk ruang papan yang dikurangkan, ketumpatan pek komponen yang lebih tinggi, keperluan penyimpanan yang diminimumkan, dan akhirnya potensi untuk peralatan produk akhir yang lebih kecil. Sifat pakej yang ringan juga menjadikannya sesuai untuk aplikasi miniatur dan mudah alih.

1.2 Aplikasi Sasaran

LED ini sesuai untuk pelbagai fungsi penunjuk dan lampu latar, termasuk:

• Lampu latar papan pemuka dan suis dalam kawalan automotif atau industri.
• Penunjuk status dan lampu latar kekunci dalam peranti telekomunikasi seperti telefon dan mesin faks.
• Lampu latar rata untuk paparan kristal cecair (LCD), suis, dan simbol.
• Aplikasi penunjuk kegunaan am.

2. Spesifikasi Teknikal

2.1 Pemilihan Peranti dan Bahan

Cip LED dibina menggunakan bahan semikonduktor Indium Gallium Nitride (InGaN), yang menghasilkan warna pancaran hijau cemerlang. Resin pengkapsul adalah jernih air.

2.2 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan berikut menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada keadaan ini tidak dijamin.

• Voltan Songsang (V_R):5 V
• Arus Kehadapan (I_F):25 mA (Berterusan)
• Arus Kehadapan Puncak (I_FP):100 mA (Kitaran Tugas 1/10 @ 1 kHz)
• Pelesapan Kuasa (P_d):110 mW
• Nyahcas Elektrostatik (ESD) Model Badan Manusia (HBM):150 V
• Suhu Operasi (T_opr):-40°C hingga +85°C
• Suhu Penyimpanan (T_stg):-40°C hingga +90°C
• Suhu Pateri (T_sol):
  • Pateri Alir Balik: 260°C puncak untuk maksimum 10 saat.
  • Pateri Tangan: 350°C untuk maksimum 3 saat.

2.3 Ciri Elektro-Optik

Parameter ini ditetapkan pada suhu ambien 25°C dan mewakili prestasi operasi tipikal.

• Keamatan Bercahaya (I_v):112 - 285 mcd (diukur pada I_F= 20 mA). Toleransi ialah ±11%.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):120 darjah (tipikal).
• Panjang Gelombang Puncak (λ_p):518 nm (tipikal).
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):520 - 535 nm. Toleransi ialah ±1 nm.
• Lebar Jalur Spektrum Sinaran (Δλ):20 nm (tipikal).
• Voltan Kehadapan (V_F):2.75 - 3.95 V (pada I_F= 20 mA). Toleransi ialah ±0.05 V.
• Arus Songsang (I_R):50 μA maksimum (pada V_R= 5 V).

3. Penjelasan Sistem Pengelasan

Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, LED dikelaskan ke dalam tong berdasarkan parameter utama. Ini membolehkan pereka memilih komponen yang memenuhi keperluan aplikasi khusus.

3.1 Pengelasan Keamatan Bercahaya

LED dikategorikan kepada empat tong (R1, R2, S1, S2) berdasarkan keamatan bercahaya yang diukur pada 20 mA.

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

3.2 Pengelasan Panjang Gelombang Dominan

Panjang gelombang dominan, yang berkaitan dengan warna yang dilihat, dikelaskan kepada tiga kumpulan (X, Y, Z).

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

3.3 Pengelasan Voltan Kehadapan

Voltan kehadapan dikelaskan kepada empat kod (5, 6, 7, 8) dalam kumpulan M. Ini penting untuk reka bentuk litar pembatas arus.

• 5:2.75 - 3.05 V
• 6:3.05 - 3.35 V
• 7:3.35 - 3.65 V
• 8:3.65 - 3.95 V

4. Analisis Lengkuk Prestasi

Dokumen data menyediakan beberapa lengkuk ciri yang menggambarkan tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan. Ini adalah penting untuk reka bentuk litar yang teguh.

4.1 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Ambien

Lengkuk ini menunjukkan bagaimana output cahaya berkurangan apabila suhu ambien meningkat. Pereka mesti mengambil kira penurunan kuasa terma ini, terutamanya dalam persekitaran suhu tinggi atau aplikasi kuasa tinggi, untuk memastikan kecerahan yang mencukupi dikekalkan.

4.2 Lengkuk Penurunan Arus Kehadapan

Graf ini menentukan arus kehadapan berterusan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu ambien. Apabila suhu meningkat, arus selamat maksimum berkurangan untuk mengelakkan kepanasan berlebihan dan memastikan kebolehpercayaan jangka panjang. Maksimum mutlak 25 mA hanya sah pada atau di bawah suhu ambien 25°C.

4.3 Keamatan Bercahaya vs. Arus Kehadapan

Lengkuk ini menggambarkan hubungan tak linear antara arus pacuan dan output cahaya. Walaupun peningkatan arus meningkatkan kecerahan, ia juga meningkatkan pelesapan kuasa dan suhu simpang, yang memberi kesan kepada kecekapan dan jangka hayat.

4.4 Taburan Spektrum

Lengkuk output spektrum menunjukkan keamatan cahaya yang dipancarkan merentasi panjang gelombang yang berbeza, berpusat di sekitar panjang gelombang puncak kira-kira 518 nm. Lebar jalur yang sempit adalah ciri LED hijau berasaskan InGaN.

4.5 Arus Kehadapan vs. Voltan Kehadapan (Lengkuk I-V)

Lengkuk asas ini menunjukkan hubungan eksponen antara voltan dan arus dalam diod. Voltan "lutut" adalah di mana konduksi bermula dengan ketara. Cerun di kawasan operasi menunjukkan rintangan dinamik.

4.6 Corak Sinaran

Gambar rajah kutub menggambarkan taburan ruang keamatan cahaya. Sudut pandangan 120 darjah menunjukkan corak pancaran yang luas, seperti lambertian, sesuai untuk pencahayaan kawasan dan penunjuk pandangan luas.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Dokumen data termasuk lukisan dimensi terperinci pakej LED. Dimensi kritikal termasuk panjang badan, lebar, ketinggian, dan penempatan terminal katod/anod. Semua toleransi yang tidak dinyatakan adalah ±0.1 mm.

5.2 Susun Atur Pad Pateri Disyorkan

Satu jejak kaki yang dicadangkan untuk PCB disediakan untuk memastikan pateri yang boleh dipercayai dan kestabilan mekanikal. Dimensi pad yang disyorkan adalah untuk rujukan; pereka harus mengubah suainya berdasarkan proses pembuatan PCB khusus mereka dan keperluan terma.

6. Maklumat Label dan Pembungkusan

6.1 Penjelasan Label

Label gegelung mengandungi beberapa kod untuk kebolehjejakan dan pengenalan:

• CPN:Nombor Produk Pelanggan.
• P/N:Nombor Produk Pengilang (cth., 19-218/GHC-YR1S2M/3T).
• QTY:Kuantiti Pembungkusan.
• CAT:Pangkat Keamatan Bercahaya (cth., R1, S2).
• HUE:Koordinat Kromatisiti & Pangkat Panjang Gelombang Dominan (cth., X, Y, Z).
• REF:Pangkat Voltan Kehadapan (cth., 5, 6, 7, 8).
• LOT No:Nombor Lot Pembuatan untuk kebolehjejakan.

6.2 Dimensi Gegelung dan Pita

Dimensi untuk pita pembawa dan gegelung berdiameter 7 inci ditetapkan. Kuantiti muatan standard ialah 3000 keping setiap gegelung.

6.3 Pembungkusan Tahan Lembapan

LED dibungkus dalam beg penghalang lembapan (beg kalis lembapan aluminium) bersama dengan bahan pengering untuk menyerap kelembapan ambien. Label pada beg menunjukkan tahap kepekaan lembapan (MSL) dan arahan pengendalian. Pembungkusan ini adalah kritikal untuk komponen yang sensitif kepada kerosakan yang disebabkan oleh lembapan semasa proses pateri alir balik ("popcorning").

7. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

7.1 Langkah Berjaga-jaga Kritikal

Perlindungan Arus Berlebihan:LED adalah peranti yang didorong oleh arus. Perintang pembatas arus luaranmestidigunakan secara bersiri. Perubahan kecil dalam voltan kehadapan boleh menyebabkan perubahan besar dalam arus, berpotensi membawa kepada kegagalan serta-merta (terbakar).

7.2 Penyimpanan dan Pengendalian

• Jangan buka beg kalis lembapan sehingga komponen sedia untuk digunakan.
• Sebelum dibuka: Simpan pada ≤30°C dan ≤90% Kelembapan Relatif (RH).
• Selepas dibuka: "Jangka hayat lantai" (masa komponen boleh terdedah kepada udara kilang ambien) ialah 1 tahun pada ≤30°C dan ≤60% RH. Bahagian yang tidak digunakan harus dimeterai semula dalam pakej kalis lembapan dengan bahan pengering.
• Jika penunjuk bahan pengering telah berubah warna atau masa penyimpanan terlampaui, rawatan pembakaran diperlukan: 60 ±5°C selama 24 jam.

7.3 Keadaan Pateri

Profil Pateri Alir Balik (Bebas Plumbum):

• 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 puncak: 10 saat maksimum.
• Kadar Pemanasan: 3°C/saat maksimum (pra-panas ke puncak).
• Kadar Penyejukan: 6°C/saat maksimum.

Pateri alir balik tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali. Elakkan tekanan mekanikal pada LED semasa pemanasan, dan jangan meledingkan PCB selepas pateri.

Pateri Tangan:Gunakan besi pateri dengan suhu hujung <350°C untuk tidak lebih daripada 3 saat setiap terminal. Kuasa besi harus 25W atau kurang. Benarkan selang sekurang-kurangnya 2 saat antara pateri setiap terminal. Pateri tangan membawa risiko kerosakan terma yang lebih tinggi.

Pembaikan:Pembaikan selepas pateri tidak disyorkan. Jika tidak dapat dielakkan, gunakan besi pateri berkepala dua untuk memanaskan kedua-dua terminal secara serentak dan mengangkat komponen secara sekata untuk mengelakkan kerosakan pada pad pateri atau LED itu sendiri. Sahkan fungsi peranti selepas sebarang pembaikan.

8. Nota Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Reka Bentuk Litar

Sentiasa gunakan perintang bersiri untuk menghadkan arus kehadapan. Kira nilai perintang menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Gunakan V_Fmaksimum dari tong atau dokumen data untuk memastikan arus tidak melebihi had di bawah keadaan terburuk. Pertimbangkan penarafan kuasa perintang (P = I_F²* R). Untuk memacu berbilang LED, konfigurasi bersiri adalah lebih baik untuk pemadanan arus, tetapi memerlukan voltan bekalan yang lebih tinggi. Konfigurasi selari memerlukan perintang pembatas arus individu untuk setiap LED untuk mengelakkan "current hogging".

8.2 Pengurusan Terma

Walaupun komponen SMD kecil, pengurusan terma adalah penting untuk jangka hayat dan prestasi stabil. Lengkuk penurunan kuasa jelas menunjukkan kehilangan prestasi dengan suhu. Pastikan kawasan kuprum PCB yang mencukupi (pad pelepasan terma) untuk meleraikan haba, terutamanya apabila beroperasi berhampiran penarafan arus maksimum atau dalam suhu ambien tinggi. Elakkan meletakkan LED berhampiran komponen lain yang menjana haba.

8.3 Integrasi Optik

Sudut pandangan luas 120 darjah menjadikan LED ini sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan luas. Untuk cahaya yang lebih diarahkan, kanta luaran atau pandu cahaya mungkin diperlukan. Resin jernih air menyediakan warna asas neutral untuk aplikasi di mana LED mungkin digunakan dengan penapis warna atau penyebar.

9. Perbandingan dan Kedudukan Teknikal

LED hijau berasaskan InGaN ini menawarkan penyelesaian tipikal dalam pasaran LED penunjuk SMD. Pembeza utama adalah pematuhannya terhadap piawaian alam sekitar moden (Bebas Halogen, REACH) dan spesifikasinya untuk proses alir balik bebas plumbum. Maklumat pengelasan yang disediakan menawarkan tahap konsistensi warna dan kecerahan yang penting untuk tatasusunan atau paparan berbilang LED. Gabungan keamatan bercahaya yang agak tinggi (sehingga 285 mcd pada 20mA) dan jejak kaki SMD standard menjadikannya pilihan serba boleh untuk kedua-dua tugas penunjuk dan lampu latar tahap rendah. Pereka harus membandingkan pengelasan voltan kehadapan dan tong keamatan bercahaya dengan keperluan khusus aplikasi untuk ruang kepala voltan dan keseragaman kecerahan.

10. Soalan Lazim (FAQ)

S: Apakah tujuan kod pengelasan?

J: Pengelasan memastikan konsistensi elektrik dan optik. Contohnya, menggunakan LED dari tong V_Fyang sama memastikan kecerahan seragam apabila didorong oleh perintang pembatas arus biasa. Menggunakan LED dari tong panjang gelombang yang sama memastikan padanan warna.

S: Bolehkah saya memacu LED ini tanpa perintang pembatas arus jika bekalan kuasa saya tepat 3.2V?

J: Tidak. Voltan kehadapan mempunyai julat (2.75V-3.95V). Bekalan 3.2V boleh menyebabkan arus berlebihan dalam LED dengan V_Frendah, membawa kepada kegagalan. Perintang bersiri sentiasa wajib untuk pacuan voltan malar.

S: Bagaimana saya mentafsir penarafan "Arus Kehadapan Puncak" 100mA?

J: Ini adalah penarafan arus berdenyut (kitaran tugas 1/10 pada 1kHz). Ia tidak boleh digunakan untuk operasi berterusan. Arus DC berterusan tidak boleh melebihi 25mA.

S: Mengapa pembungkusan sensitif lembapan penting?

J> Lembapan yang diserap ke dalam pakej plastik boleh mengewap dengan cepat semasa proses pateri alir balik suhu tinggi, menyebabkan pengelupasan dalaman, retakan, atau "popcorning," yang memusnahkan komponen.

11. Contoh Kes Penggunaan Reka Bentuk

Senario: Mereka bentuk panel penunjuk status dengan 10 LED hijau yang seragam cerah.

1. Tetapan Arus:Pilih arus pacuan. Untuk keseimbangan kecerahan dan jangka hayat, pilih I_F= 20 mA.
2. Pemilihan Tong Voltan:Untuk memastikan kecerahan seragam dengan satu nilai perintang pembatas arus, tentukan LED dari tong voltan kehadapan yang sama (cth., Tong 6: 3.05-3.35V). Gunakan V_Fmaksimum dari tong itu (3.35V) untuk pengiraan perintang kes terburuk.
3. Pemilihan Tong Kecerahan:Tentukan tong keamatan bercahaya yang diperlukan (cth., S1: 180-225 mcd) untuk menjamin tahap kecerahan minimum.
4. Reka Bentuk Litar:Dengan bekalan 5V (V_bekalan), kira perintang bersiri: R = (5V - 3.35V) / 0.020A = 82.5Ω. Gunakan nilai standard terdekat, 82Ω. Kuasa perintang: P = (0.020A)²* 82Ω = 0.0328W. Perintang standard 1/10W (0.1W) adalah mencukupi.
5. Susun Atur:Letakkan LED pada PCB menggunakan susun atur pad yang disyorkan. Sambungkan semua LED secara selari, setiap satu dengan perintang bersiri 82Ω sendiri untuk mengelakkan ketidakseimbangan arus.
6. Pemasangan:Ikuti garis panduan profil alir balik. Simpan gegelung yang dibuka dalam kabinet kering jika tidak digunakan serta-merta.

12. Prinsip Operasi

LED ini adalah peranti fotonik semikonduktor. Terasnya adalah cip yang diperbuat daripada bahan InGaN (Indium Gallium Nitride), membentuk simpang p-n. Apabila voltan kehadapan melebihi ambang simpang dikenakan, elektron dan lubang disuntik merentasi simpang. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, mereka membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi InGaN menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung sepadan dengan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, hijau cemerlang (~518-535 nm). Resin epoksi jernih air mengkapsulkan cip, memberikan perlindungan mekanikal, membentuk corak sinaran, dan bertindak sebagai medium biasan.

13. Trend Teknologi

Pembangunan LED SMD seperti ini didorong oleh trend pengecilan saiz elektronik, automasi, dan kecekapan tenaga. Terdapat dorongan berterusan untuk keberkesanan bercahaya yang lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per watt elektrik), yang meningkatkan kecekapan sistem dan mengurangkan beban terma. Kemajuan dalam teknologi fosfor dan reka bentuk cip sedang mengembangkan gamut warna dan keupayaan pembiakan warna LED. Tambahan pula, integrasi adalah trend utama, dengan pakej berbilang cip (RGB, putih) dan juga IC pemacu digabungkan ke dalam modul tunggal. Penekanan pada pematuhan alam sekitar (Bebas Halogen, REACH) dan proses pembuatan kebolehpercayaan tinggi untuk aplikasi automotif dan industri terus membentuk spesifikasi komponen dan keperluan ujian.