Spesifikasi Teknikal SMD LED 17-215/S2C-AQ1R2B/3T - Jingga Terang - 2.0x1.25x0.8mm - 2.35V Maks - 60mW - Dokumen Teknikal MS

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk diod pemancar cahaya (LED) peranti permukaan (SMD) 17-215/S2C-AQ1R2B/3T. Komponen ini adalah jenis satu warna, memancarkan cahaya jingga terang, dan dibina menggunakan bahan semikonduktor AlGaInP yang disalut dalam resin jernih air. Kelebihan reka bentuk utamanya ialah faktor bentuknya yang padat, yang membolehkan pengurangan ketara dalam saiz papan litar bercetak (PCB), membolehkan ketumpatan pek komponen yang lebih tinggi, meminimumkan ruang penyimpanan yang diperlukan, dan akhirnya menyumbang kepada pembangunan peralatan pengguna akhir yang lebih kecil. Sifat pakej yang ringan menjadikannya pilihan yang sesuai untuk aplikasi miniatur dan ruang terhad.

1.1 Ciri Utama dan Pematuhan

LED ini dibekalkan pada pita 8mm yang dililit pada gegelung berdiameter 7 inci, memastikan keserasian dengan peralatan pemasangan pick-and-place automatik standard. Ia direka untuk digunakan dengan proses pematerian refluks inframerah dan fasa wap, memudahkan integrasi ke dalam barisan pembuatan moden. Produk ini dihasilkan sebagai komponen bebas plumbum dan kekal mematuhi arahan Sekatan Bahan Berbahaya (RoHS). Ia juga mematuhi peraturan EU REACH dan memenuhi keperluan bebas halogen, dengan kandungan bromin (Br) dan klorin (Cl) masing-masing di bawah 900 ppm dan jumlah gabungannya di bawah 1500 ppm.

1.2 Aplikasi Sasaran

LED ini sesuai untuk pelbagai fungsi penunjuk dan lampu latar. Kawasan aplikasi biasa termasuk lampu latar untuk papan pemuka dan suis automotif, penunjuk status dan lampu latar kekunci dalam peranti telekomunikasi seperti telefon dan mesin faks, unit lampu latar rata untuk paparan kristal cecair (LCD), dan penggunaan penunjuk tujuan am di mana isyarat jingga terang diperlukan.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan maksimum mutlak menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Nilai-nilai ini ditentukan pada suhu ambien (Ta) 25°C dan tidak boleh dilampaui di bawah sebarang keadaan operasi. Voltan songsang maksimum (VR) ialah 5V. Arus hadapan berterusan maksimum (IF) ialah 25 mA. Untuk operasi berdenyut, arus hadapan puncak (IFP) 60 mA dibenarkan di bawah kitar tugas 1/10 pada 1 kHz. Penyerakan kuasa maksimum (Pd) ialah 60 mW. Peranti ini boleh menahan nyahcas elektrostatik (ESD) 2000V mengikut Model Badan Manusia (HBM). Julat suhu operasi (Topr) adalah dari -40°C hingga +85°C, manakala julat suhu penyimpanan (Tstg) sedikit lebih luas, dari -40°C hingga +90°C. Untuk pematerian, komponen ini boleh menahan profil refluks dengan suhu puncak 260°C sehingga 10 saat, atau pematerian tangan dengan suhu hujung besi 350°C untuk maksimum 3 saat setiap terminal.

2.2 Ciri Elektro-Optik

Ciri elektro-optik adalah parameter prestasi teras, diukur pada Ta=25°C dan arus ujian standard IF=20 mA. Keamatan bercahaya (Iv) mempunyai julat tipikal, dengan nilai minimum dan maksimum tertentu ditakrifkan oleh sistem bin. Sudut pandangan (2θ1/2), di mana keamatan bercahaya adalah separuh daripada nilai pada paksi, biasanya 130 darjah, menyediakan corak pancaran yang luas. Output cahaya dicirikan oleh sifat spektrumnya: panjang gelombang puncak (λp) biasanya 611 nm, manakala panjang gelombang dominan (λd) berjulat antara 600.5 nm dan 612.5 nm bergantung pada bin. Lebar jalur spektrum (Δλ) biasanya 17 nm. Ciri elektrik ditakrifkan oleh voltan hadapan (VF), yang berjulat dari 1.75V hingga 2.35V. Arus songsang (IR) dijamin 10 μA atau kurang apabila voltan songsang 5V dikenakan, dengan perhatian bahawa peranti ini tidak direka untuk beroperasi dalam bias songsang.

2.3 Pertimbangan Terma

Walaupun tidak diterangkan secara terperinci dalam bahagian berasingan, pengurusan terma tersirat dalam spesifikasi. Penyerakan kuasa maksimum 60 mW dan julat suhu operasi sehingga +85°C mentakrifkan tetingkap operasi terma. Pereka bentuk mesti memastikan suhu simpang tidak melebihi had maksimumnya, yang dipengaruhi oleh susun atur PCB, kawasan kuprum, dan keadaan ambien. Penyingkiran haba yang betul melalui pad PCB adalah penting untuk mengekalkan kebolehpercayaan jangka panjang dan mencegah degradasi output bercahaya.

3. Penjelasan Sistem Bin

Produk ini disusun ke dalam bin berdasarkan tiga parameter utama untuk memastikan konsistensi dalam lot pengeluaran dan membolehkan pereka bentuk memilih komponen yang memadani keperluan toleransi khusus mereka.

3.1 Bin Keamatan Bercahaya

Keamatan bercahaya dikategorikan kepada empat kod bin: Q1, Q2, R1, dan R2. Bin Q1 meliputi keamatan dari 72.00 mcd hingga 90.00 mcd. Q2 berjulat dari 90.00 mcd hingga 112.00 mcd. R1 merangkumi 112.00 mcd hingga 140.00 mcd. Bin output tertinggi, R2, termasuk LED dari 140.00 mcd hingga 180.00 mcd. Toleransi ±11% digunakan dalam setiap bin.

3.2 Bin Panjang Gelombang Dominan

Panjang gelombang dominan, yang berkorelasi dengan warna yang dilihat, dibin kepada empat kod: D8, D9, D10, dan D11. D8 meliputi 600.50 nm hingga 603.50 nm. D9 meliputi 603.50 nm hingga 606.50 nm. D10 meliputi 606.50 nm hingga 609.50 nm. D11 meliputi 609.50 nm hingga 612.50 nm. Toleransi ketat ±1 nm dikekalkan dalam setiap bin.

3.3 Bin Voltan Hadapan

Voltan hadapan disusun ke dalam tiga bin untuk membantu reka bentuk pengawalan arus. Bin 0 meliputi 1.75V hingga 1.95V. Bin 1 meliputi 1.95V hingga 2.15V. Bin 2 meliputi 2.15V hingga 2.35V. Toleransi ±0.1V ditentukan untuk setiap bin.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Spesifikasi merujuk kepada lengkung ciri elektro-optik tipikal. Walaupun graf khusus tidak disediakan dalam teks, lengkung standard untuk LED sedemikian biasanya termasuk hubungan antara arus hadapan (IF) dan voltan hadapan (VF), menunjukkan ciri IV eksponen diod. Lengkung penting lain akan menggambarkan keamatan bercahaya relatif sebagai fungsi arus hadapan, menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus sehingga penarafan maksimum. Graf ketiga yang penting akan menunjukkan variasi keamatan bercahaya dengan suhu ambien, biasanya menunjukkan penurunan output apabila suhu meningkat. Akhirnya, graf taburan spektrum akan menunjukkan kuasa sinaran relatif sebagai fungsi panjang gelombang, berpusat di sekitar puncak 611 nm, dengan lebar jalur 17 nm jelas kelihatan. Lengkung ini adalah penting untuk pereka bentuk meramalkan prestasi di bawah keadaan ujian bukan standard.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

LED ini ditempatkan dalam pakej SMD standard. Dimensi utama (dalam milimeter) adalah seperti berikut, dengan toleransi umum ±0.1mm melainkan dinyatakan sebaliknya: Panjang keseluruhan pakej ialah 2.0 mm. Lebar ialah 1.25 mm. Ketinggian ialah 0.8 mm. Pengenal katod biasanya takuk atau tanda hijau pada pakej. Lukisan terperinci termasuk jarak pad (contohnya, 1.5 mm antara pusat pad) dan cadangan corak landasan untuk memastikan pematerian yang betul dan kestabilan mekanikal.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Polariti yang betul adalah kritikal untuk operasi. Pakej ini menggabungkan penanda visual, seperti sudut serong atau titik berwarna, untuk mengenal pasti terminal katod. Pereka bentuk mesti menyelaraskan penanda ini dengan pad katod yang sepadan pada susun atur PCB untuk mengelakkan sambungan songsang, yang boleh menyebabkan kegagalan serta-merta atau prestasi terdegradasi jika voltan songsang maksimum dilampaui.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Refluks

Untuk pematerian refluks bebas plumbum, profil suhu tertentu mesti diikuti. Zon pemanasan awal harus meningkat dari ambien ke antara 150°C dan 200°C dalam 60 hingga 120 saat. Zon refluks kritikal memerlukan suhu melebihi 217°C (titik lebur pateri bebas plumbum tipikal) selama 60 hingga 150 saat, dengan suhu puncak tidak melebihi 260°C selama lebih daripada 10 saat. Kadar peningkatan maksimum ke puncak harus 6°C per saat, dan masa di atas 255°C harus dihadkan kepada maksimum 30 saat. Kadar penyejukan tidak boleh melebihi 3°C per saat. Pematerian refluks tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali pada komponen yang sama.

6.2 Arahan Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan, penjagaan yang melampau diperlukan. Suhu hujung besi pemateri mestilah di bawah 350°C. Masa sentuhan untuk setiap terminal mesti dihadkan kepada 3 saat atau kurang. Kuasa besi pemateri hendaklah 25W atau kurang. Selang sekurang-kurangnya 2 saat harus ditinggalkan antara pematerian dua terminal untuk mengelakkan pengumpulan haba yang berlebihan. Amat dinasihatkan untuk menggunakan besi pemateri berkepala dua untuk sebarang kerja pembaikan untuk memanaskan kedua-dua terminal secara serentak dan mengelakkan tekanan mekanikal.

6.3 Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan

Komponen ini sensitif kepada kelembapan. Beg kalis lembap tidak boleh dibuka sehingga bahagian sedia untuk digunakan. Selepas dibuka, LED yang tidak digunakan mesti disimpan dalam persekitaran 30°C atau kurang dan kelembapan relatif (RH) 60% atau kurang. "Jangka hayat lantai" selepas beg dibuka ialah 168 jam (7 hari). Jika masa ini dilampaui atau jika penunjuk kelembapan (silika gel) telah berubah warna, komponen mesti dibakar pada 60°C ±5°C selama 24 jam sebelum digunakan untuk mengeluarkan kelembapan yang diserap dan mencegah "popcorning" semasa refluks.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Gegelung dan Pita

LED dibungkus dalam pita pembawa timbul dengan lebar 8 mm. Pita dililit pada gegelung standard berdiameter 7 inci (178 mm). Setiap gegelung mengandungi 3000 keping. Dimensi terperinci untuk gegelung, termasuk diameter hab dan lebar flens, disediakan, begitu juga dimensi tepat poket pita pembawa dan pita penutup.

7.2 Penjelasan Label

Label gegelung mengandungi maklumat kritikal untuk kebolehjejakan dan pengenalan: CPN (Nombor Produk Pelanggan), P/N (Nombor Produk Pengilang, contohnya, 17-215/S2C-AQ1R2B/3T), QTY (Kuantiti Pembungkusan), CAT (Pangkat/Keamatan Bercahaya), HUE (Koordinat Kromatisiti & Pangkat/Panjang Gelombang Dominan), REF (Pangkat/Voltan Hadapan), dan LOT No (Nombor Lot Pembuatan untuk kebolehjejakan).

7.3 Pembungkusan Tahan Lembap

Gegelung dimeterai di dalam beg kalis lembap lamina aluminium bersama paket penyerap lembap dan kad penunjuk kelembapan. Pembungkusan ini memastikan komponen kekal kering semasa penghantaran dan penyimpanan sehingga titik penggunaan.

8. Cadangan Reka Bentuk Aplikasi

8.1 Had Arus dan Perlindungan

Perintang had arus luaran adalah wajib untuk operasi selamat. Voltan hadapan LED mempunyai pekali suhu negatif dan toleransi pembuatan. Peningkatan sedikit dalam voltan bekalan atau penurunan VF boleh menyebabkan peningkatan besar, berpotensi merosakkan, dalam arus hadapan. Nilai perintang mesti dikira berdasarkan voltan bekalan (Vs), voltan hadapan maksimum (VF_max dari bin) pada arus yang dikehendaki, dan arus hadapan sasaran (IF, tidak melebihi 25 mA berterusan). Formulanya ialah R = (Vs - VF) / IF. Menggunakan VF minimum untuk pengiraan memastikan arus tidak melebihi had di bawah keadaan paling teruk.

8.2 Pertimbangan Susun Atur PCB

Corak landasan PCB harus sepadan dengan tapak kaki yang disyorkan untuk memastikan pembentukan fillet pateri yang betul dan kekuatan mekanikal. Kawasan kuprum yang mencukupi disambungkan ke pad terma (jika ada) atau jejak anod/katod membantu menyerakkan haba. Elakkan meletakkan LED berhampiran sumber haba penting lain. Pastikan penanda polarity pada skrin sutera PCB jelas sepadan dengan penanda pakej.

8.3 Sekatan Aplikasi

LED gred komersial standard ini tidak direka atau diperakui khusus untuk aplikasi kebolehpercayaan tinggi di mana kegagalan boleh membawa kepada kecederaan serius atau kerugian. Ini termasuk, tetapi tidak terhad kepada, sistem ketenteraan dan aeroangkasa, sistem keselamatan dan keselamatan automotif (contohnya, beg udara, brek), dan peralatan perubatan sokongan hayat. Untuk aplikasi sedemikian, komponen dengan kelayakan automotif atau perubatan yang sesuai mesti diperoleh. Spesifikasi dalam dokumen ini menjamin prestasi hanya apabila peranti digunakan dalam penarafan maksimum mutlak yang dinyatakan dan keadaan operasi yang disyorkan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED berwaya tradisional, jenis SMD ini menawarkan kelebihan ketara: tapak kaki yang jauh lebih kecil membolehkan susun atur ketumpatan lebih tinggi, kesesuaian untuk pemasangan automatik mengurangkan kos buruh, dan gandingan terma yang lebih baik ke PCB melalui sendi pateri. Dalam segmen LED jingga SMD, bahagian khusus ini dibezakan oleh penggunaan teknologi AlGaInP, yang biasanya menawarkan kecekapan lebih tinggi dan ketulenan warna lebih baik daripada teknologi lama seperti GaAsP untuk warna jingga/merah. Sudut pandangan luas 130 darjah menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan keterlihatan luas, berbanding dengan LED sudut sempit yang digunakan untuk pencahayaan fokus. Pematuhannya dengan piawaian bebas halogen dan RoHS menyelaraskannya dengan peraturan alam sekitar moden.

10. Soalan Lazim (FAQ)

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

J: Panjang gelombang puncak (λp) ialah panjang gelombang di mana kuasa optik yang dipancarkan adalah maksimum. Panjang gelombang dominan (λd) ialah panjang gelombang tunggal cahaya monokromatik yang sepadan dengan warna yang dilihat dari output LED. Untuk LED dengan spektrum simetri, mereka sering hampir, tetapi λd lebih relevan untuk aplikasi berasaskan warna.

S: Bolehkah saya memandu LED ini tanpa perintang had arus jika saya menggunakan sumber voltan malar sama dengan VF tipikalnya?

J: Tidak. Ini amat berbahaya dan berkemungkinan besar akan memusnahkan LED. VF mempunyai toleransi dan berbeza dengan suhu. Sumber voltan "malar" yang dipanggil mesti mempunyai impedans output yang secara aktif menghadkan arus, yang secara efektif adalah apa yang dilakukan oleh perintang siri.

S: Mengapakah julat suhu penyimpanan lebih luas daripada julat operasi?

J: Julat operasi mempertimbangkan tekanan elektrik dan terma aktif yang boleh mempercepatkan mekanisme kegagalan. Julat penyimpanan adalah untuk komponen pasif di mana hanya kestabilan bahan dan kemasukan lembapan adalah kebimbangan utama, membolehkan tetingkap suhu sedikit lebih luas.

S: Apa yang berlaku jika saya melebihi jangka hayat lantai 7 hari selepas membuka beg?

J: Komponen menyerap lembapan dari udara. Semasa pematerian refluks, lembapan ini boleh mengewap dengan cepat, menyebabkan penyahlaminaan dalaman atau keretakan ("popcorning"), membawa kepada kegagalan serta-merta atau terpendam. Pembakaran seperti yang ditentukan diperlukan untuk mengeluarkan lembapan ini.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Kes: Mereka bentuk panel penunjuk status dengan kecerahan seragam.Seorang pereka bentuk memerlukan 20 penunjuk jingga pada panel kawalan. Untuk memastikan keseragaman visual, mereka harus menentukan LED dari bin keamatan bercahaya yang sama (contohnya, semua R1) dan bin panjang gelombang dominan yang sama (contohnya, semua D10). Mereka merancang untuk menggunakan bekalan 5V. Memilih VF_max kes terburuk 2.35V dari bin 2 dan arus sasaran 20 mA, nilai perintang siri ialah R = (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5 Ohm. Nilai standard terdekat ialah 130 Ohm. Kuasa yang diserakkan dalam perintang ialah (5V-2.35V)*0.02A = 0.053W, jadi perintang standard 1/8W (0.125W) adalah mencukupi. Susun atur PCB harus menggunakan corak landasan yang disyorkan, dan semua LED harus diletakkan pada papan dan dipateri dalam satu laluan refluks untuk memastikan sejarah terma yang konsisten.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Pancaran cahaya dalam LED ini adalah berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor yang diperbuat daripada Aluminium Gallium Indium Phosphide (AlGaInP). Apabila voltan hadapan melebihi potensi terbina dalam simpang dikenakan, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau aktif. Di sana, elektron bergabung semula dengan lubang, membebaskan tenaga. Dalam semikonduktor jurang jalur langsung seperti AlGaInP, sebahagian besar tenaga ini dibebaskan sebagai foton (cahaya). Komposisi khusus aloi AlGaInP menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan. Untuk jingga terang, jurang jalur sepadan dengan foton dengan panjang gelombang sekitar 611 nm. Resin epoksi jernih air melindungi cip semikonduktor, menyediakan sokongan mekanikal, dan membentuk pancaran output cahaya.

13. Trend dan Perkembangan Teknologi

Trend umum dalam LED SMD adalah ke arah keberkesanan bercahaya yang lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per watt elektrik), peningkatan konsistensi warna melalui bin yang lebih ketat, dan peningkatan kebolehpercayaan di bawah keadaan suhu dan arus yang lebih tinggi. Pembungkusan terus berkembang untuk pengurusan terma yang lebih baik, membolehkan arus pacuan yang lebih tinggi dalam tapak kaki yang lebih kecil. Terdapat juga dorongan ke arah pilihan spektrum yang lebih luas dalam platform pakej tunggal. Tambahan pula, integrasi dengan elektronik kawalan atas papan (contohnya, pemacu arus malar, pengawal PWM) ke dalam pakej LED adalah trend yang semakin berkembang, memudahkan reka bentuk litar untuk pengguna akhir. Pematuhan alam sekitar, seperti bahan bebas halogen dan pengurangan bahan berbahaya, kekal sebagai pemacu pembangunan utama di seluruh industri.