Dokumen Teknikal SMD LED 17-21/R6C-AP1Q2L/3T - Saiz 1.6x0.8x0.6mm - Voltan 1.7-2.3V - Merah Cemerlang

1. Gambaran Keseluruhan Produk

17-21/R6C-AP1Q2L/3T ialah peranti pematerian permukaan (SMD) LED yang menggunakan teknologi semikonduktor AIGaInP untuk menghasilkan output cahaya Merah Cemerlang. Komponen ini direka untuk aplikasi PCB berketumpatan tinggi di mana ruang dan berat adalah kekangan kritikal. Kelebihan utamanya termasuk tapak kaki yang jauh berkurangan berbanding LED jenis bingkai plumbum, membolehkan reka bentuk papan yang lebih padat, ketumpatan pembungkusan yang lebih tinggi, dan akhirnya peralatan pengguna akhir yang lebih kecil. Pembinaan ringan menjadikannya sangat sesuai untuk peranti elektronik miniatur dan mudah alih.

LED ini dibungkus pada pita 8mm yang dililit pada gegelung berdiameter 7 inci, menjadikannya serasi sepenuhnya dengan peralatan pemasangan pick-and-place automatik standard. Ia diformulasikan bebas plumbum dan mematuhi peraturan alam sekitar utama termasuk RoHS, EU REACH, dan piawaian bebas halogen (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Peranti ini serasi dengan kedua-dua proses pematerian alir semula inframerah dan fasa wap.

2. Penerangan Mendalam Spesifikasi Teknikal

2.1 Had Maksimum Mutlak

Peranti ini dinilai untuk beroperasi di bawah keadaan maksimum mutlak berikut, di mana kerosakan kekal mungkin berlaku. Semua penarafan dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C.

• Voltan Songsang (VR):5 V. Melebihi voltan ini dalam bias songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Arus Ke Hadapan Berterusan (IF):25 mA. Ini adalah arus DC maksimum untuk operasi yang boleh dipercayai.
• Arus Ke Hadapan Puncak (IFP):60 mA. Penarafan ini terpakai di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 pada 1 kHz.
• Pelesapan Kuasa (Pd):60 mW. Ini adalah kuasa maksimum yang boleh dilesapkan oleh pakej.
• Nyahcas Elektrostatik (ESD) Model Badan Manusia (HBM):2000 V. Prosedur pengendalian ESD yang betul diperlukan semasa pemasangan.
• Julat Suhu Operasi (Topr):-40°C hingga +85°C.
• Julat Suhu Penyimpanan (Tstg):-40°C hingga +90°C.
• Suhu Pematerian (Tsol):Peranti ini boleh menahan pematerian alir semula dengan suhu puncak 260°C selama 10 saat, atau pematerian tangan pada 350°C selama 3 saat setiap terminal.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Parameter prestasi utama diukur pada Ta=25°C dan arus ujian standard IF=20 mA. Ini menentukan output cahaya teras dan tingkah laku elektrik LED.

• Keamatan Bercahaya (Iv):Julat dari minimum 45.0 mcd hingga maksimum 112.0 mcd. Nilai tipikal berada dalam julat ini berdasarkan kod bin tertentu.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):Sudut pandangan lebar tipikal 140 darjah, memberikan pencahayaan luas dan sekata.
• Panjang Gelombang Puncak (λp):Biasanya 632 nm, menunjukkan panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah tertinggi.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):Julat dari 617.5 nm hingga 633.5 nm. Ini adalah persepsi panjang gelombang tunggal warna LED oleh mata manusia dan merupakan parameter kritikal untuk konsistensi warna.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):Biasanya 20 nm, menentukan ketulenan spektrum cahaya merah yang dipancarkan.
• Voltan Ke Hadapan (VF):Julat dari 1.7 V hingga 2.3 V pada IF=20mA. Parameter ini adalah penting untuk reka bentuk litar dan pengiraan perintang had arus.
• Arus Songsang (IR):Maksimum 10 μA apabila voltan songsang 5V dikenakan. Peranti ini tidak direka untuk beroperasi dalam bias songsang.

Nota Penting:Toleransi dinyatakan sebagai ±11% untuk Keamatan Bercahaya, ±1nm untuk Panjang Gelombang Dominan, dan ±0.05V untuk Voltan Ke Hadapan. Keadaan voltan songsang adalah untuk ujian IR sahaja; LED tidak boleh dikendalikan dalam bias songsang.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan prestasi konsisten dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan parameter utama. Ini membolehkan pereka memilih bahagian yang memenuhi keperluan aplikasi khusus untuk kecerahan dan warna.

3.1 Pembin Keamatan Bercahaya

Dibin pada IF=20mA. Kod bin (cth., P1, Q2) menentukan keamatan bercahaya minimum dan maksimum.

• P1:45.0 - 57.0 mcd
• P2:57.0 - 72.0 mcd
• Q1:72.0 - 90.0 mcd
• Q2:90.0 - 112.0 mcd

3.2 Pembin Panjang Gelombang Dominan

Dibin pada IF=20mA. Kod bin (E4-E7) menentukan titik warna pancaran merah.

• E4:617.5 - 621.5 nm
• E5:621.5 - 625.5 nm
• E6:625.5 - 629.5 nm
• E7:629.5 - 633.5 nm

3.3 Pembin Voltan Ke Hadapan

Dibin pada IF=20mA. Kod bin (19-24) menentukan ciri elektrik untuk reka bentuk bekalan kuasa.

• 19:1.7 - 1.8 V
• 20:1.8 - 1.9 V
• 21:1.9 - 2.0 V
• 22:2.0 - 2.1 V
• 23:2.1 - 2.2 V
• 24:2.2 - 2.3 V

4. Analisis Lengkung Prestasi

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

4.1 Keamatan Bercahaya vs. Arus Ke Hadapan

Lengkung ini menunjukkan hubungan linear umum antara arus ke hadapan (IF) dan keamatan bercahaya relatif sehingga arus maksimum dinilai. Ia mengesahkan bahawa output cahaya berkadar langsung dengan arus pacuan dalam julat operasi.

4.2 Keamatan Bercahaya vs. Suhu Persekitaran

Lengkung menunjukkan pergantungan suhu output cahaya. Keamatan bercahaya biasanya berkurangan apabila suhu ambien (Ta) meningkat, terutamanya di atas suhu bilik. Penurunan kadar ini mesti diambil kira dalam aplikasi dengan suhu ambien tinggi atau pengurusan haba yang lemah.

4.3 Lengkung Penurunan Kadar Arus Ke Hadapan

Graf ini menentukan arus ke hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu ambien. Apabila suhu meningkat, arus maksimum yang dibenarkan mesti dikurangkan untuk kekal dalam had pelesapan kuasa peranti, mencegah pelarian haba dan memastikan kebolehpercayaan jangka panjang.

4.4 Taburan Spektrum

Lengkung output spektrum menunjukkan puncak tunggal sempit berpusat sekitar 632 nm, ciri LED merah berasaskan AIGaInP. Lebar jalur tipikal 20 nm menunjukkan ketepuan warna yang baik.

4.5 Voltan Ke Hadapan vs. Arus Ke Hadapan

Lengkung IV ini menunjukkan hubungan eksponen tipikal diod. Voltan ke hadapan meningkat dengan arus, dan nilainya pada 20mA adalah parameter utama yang digunakan untuk pembin dan reka bentuk litar.

4.6 Gambar Rajah Sinaran

Plot kutub menggambarkan taburan ruang keamatan cahaya, mengesahkan sudut pandangan lebar 140 darjah. Keamatan adalah tertinggi pada 0 darjah (berserenjang dengan muka LED) dan berkurangan ke arah tepi.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

SMD LED 17-21 mempunyai pakej segi empat tepat padat. Dimensi utama (dalam mm, toleransi ±0.1mm melainkan dinyatakan) termasuk panjang badan 1.6 mm, lebar 0.8 mm, dan ketinggian 0.6 mm. Dokumen data teknikal menyediakan lukisan terperinci yang menunjukkan semua dimensi kritikal, termasuk jarak pad dan cadangan tanah pateri.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Katod ditanda dengan jelas pada pakej. Orientasi polarity yang betul adalah penting semasa susun atur PCB dan pemasangan untuk memastikan operasi yang betul. Gambar rajah dokumen data teknikal menunjukkan lokasi penandaan ini berbanding geometri pakej.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Perlindungan Arus Berlebihan

Perintang had arus luaran adalah wajib. Voltan ke hadapan mempunyai pekali suhu negatif, bermakna apabila simpang memanas, VF menurun, yang boleh menyebabkan peningkatan arus yang cepat jika didorong oleh sumber voltan malar. Ini boleh menyebabkan pelarian haba dan kegagalan peranti. Perintang siri menyediakan pacuan arus linear dan stabil.

6.2 Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan

LED dibungkus dalam beg penghalang tahan kelembapan dengan bahan pengering untuk mencegah penyerapan kelembapan, yang boleh menyebabkan "popcorning" (retak pakej) semasa pematerian alir semula.

• Jangan buka beg sehingga sedia untuk digunakan.
• Selepas dibuka, gunakan dalam masa 168 jam (7 hari) jika disimpan pada ≤30°C dan ≤60% RH.
• Jika tidak digunakan dalam tempoh ini, atau jika penunjuk bahan pengering menunjukkan tepu, komponen mesti dibakar pada 60 ±5°C selama 24 jam sebelum digunakan.

6.3 Profil Pematerian Alir Semula

Profil alir semula bebas plumbum dinyatakan:

• Pemanasan Awal:150-200°C selama 60-120 saat.
• Masa Atas Cecair (TAL):60-150 saat di atas 217°C.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C, dipegang untuk maksimum 10 saat.
• Kadar Pemanasan:Maksimum 6°C/saat sehingga 255°C, kemudian maksimum 3°C/saat ke puncak.
• Pematerian alir semula tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali.
• Elakkan tekanan mekanikal pada pakej semasa pemanasan dan penyejukan.

6.4 Pematerian Tangan dan Pembaikan

Jika pematerian tangan diperlukan, gunakan besi pateri dengan suhu hujung <350°C, kenakan haba pada setiap terminal untuk <3 saat, dan gunakan besi dengan kapasiti <25W. Benarkan selang minimum 2 saat antara pematerian setiap terminal. Pembaikan selepas pematerian awal sangat tidak digalakkan. Jika benar-benar tidak dapat dielakkan, gunakan besi pateri berkepala dua untuk memanaskan kedua-dua terminal secara serentak dan angkat komponen untuk mengelakkan tekanan pada sendi pateri. Sentiasa sahkan fungsi peranti selepas sebarang percubaan pembaikan.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Gegelung dan Pita

Komponen dibekalkan dalam pita pembawa timbul pada gegelung berdiameter 7 inci. Lebar pita ialah 8 mm. Setiap gegelung mengandungi 3000 keping. Lukisan terperinci untuk dimensi gegelung, dimensi poket pita pembawa, dan spesifikasi pita penutup disediakan untuk memastikan keserasian dengan peralatan pemasangan automatik.

7.2 Penjelasan Label

Label gegelung mengandungi beberapa pengenal pasti utama:

• CPN:Nombor Produk Pelanggan (pilihan).
• P/N:Nombor bahagian penuh pengeluar (cth., 17-21/R6C-AP1Q2L/3T).
• QTY:Kuantiti pembungkusan setiap gegelung (3000 PCS).
• CAT:Kedudukan bin Keamatan Bercahaya (cth., Q2).
• HUE:Kedudukan bin Kromatisiti/Panjang Gelombang Dominan (cth., E6).
• REF:Kedudukan bin Voltan Ke Hadapan (cth., 21).
• LOT No:Nombor lot pembuatan yang boleh dikesan.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

• Pencahayaan Belakang:Sesuai untuk penunjuk papan pemuka, pencahayaan suis, dan pencahayaan belakang simbol kerana saiznya yang kecil dan sudut pandangan yang sekata.
• Peralatan Telekomunikasi:Penunjuk status dan pencahayaan belakang kekunci dalam telefon, mesin faks, dan peranti komunikasi lain.
• Pencahayaan Belakang Rata LCD:Boleh digunakan dalam tatasusunan untuk paparan LCD kecil dan rendah profil.
• Kegunaan Penunjuk Umum:Status kuasa, penunjuk mod, dan isyarat amaran dalam pelbagai elektronik pengguna dan perindustrian.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pacuan Arus:Sentiasa gunakan sumber arus malar atau sumber voltan dengan perintang siri. Kira nilai perintang menggunakan R = (Vsupply - VF) / IF, menggunakan VF maksimum dari bin atau dokumen data teknikal untuk memastikan arus tidak melebihi 20mA (atau titik operasi yang dipilih) di bawah keadaan paling teruk.
• Pengurusan Haba:Walaupun pakej kecil, pastikan kawasan kuprum PCB atau via haba yang mencukupi jika beroperasi pada suhu ambien tinggi atau berhampiran arus maksimum untuk mengekalkan suhu simpang dalam had.
• Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan lebar 140 darjah memberikan pencahayaan luas. Untuk cahaya fokus, kanta luaran atau pandu cahaya mungkin diperlukan.
• Perlindungan ESD:Laksanakan langkah berjaga-jaga ESD standard semasa pengendalian dan pemasangan. Pertimbangkan untuk menambah penindasan voltan sementara pada talian input jika LED disambungkan ke port yang boleh diakses pengguna.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pakej 17-21 menawarkan kelebihan berbeza dalam landskap LED penunjuk.

• vs. LED Berplumbum (cth., 3mm, 5mm):Kelebihan utama ialah tapak kaki dan ketinggian yang berkurangan secara mendadak, membolehkan reka bentuk moden dan miniatur. Ia juga menghapuskan keperluan untuk penyisipan manual dan pemotongan/lenturan plumbum, merancakkan pemasangan automatik.
• vs. SMD LED Lain (cth., 0402, 0603):Pakej 17-21 (1.6x0.8mm) adalah sedikit lebih besar daripada LED cip terkecil, yang boleh menjadikannya lebih mudah untuk dikendalikan dan dipateri secara manual jika perlu, sementara masih sangat padat. Ia juga mungkin menawarkan output cahaya yang lebih tinggi kerana saiz cip yang berpotensi lebih besar dalam pakej.
• Teknologi Bahan (AIGaInP):Berbanding teknologi lama seperti GaAsP, AIGaInP menyediakan kecekapan lebih tinggi, output lebih cerah, dan ketulenan warna yang lebih baik (merah tepu) untuk arus input yang sama.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

10.1 Apakah nilai perintang yang perlu saya gunakan dengan bekalan 5V?

Menggunakan VF maksimum 2.3V (dari bin 24) dan sasaran IF 20mA untuk keselamatan: R = (5V - 2.3V) / 0.020A = 135 Ohm. Nilai standard terdekat ialah 130 atau 150 Ohm. Penarafan kuasa perintang hendaklah sekurang-kurangnya P = I^2 * R = (0.02^2)*150 = 0.06W, jadi perintang 1/8W (0.125W) adalah mencukupi.

10.2 Bolehkah saya mengendalikan LED ini pada 30mA untuk kecerahan lebih?

Tidak. Had Maksimum Mutlak untuk arus ke hadapan berterusan ialah 25 mA. Beroperasi pada 30 mA melebihi penarafan ini, yang akan mengurangkan kebolehpercayaan, mempercepatkan susut nilai lumen, dan mungkin menyebabkan kegagalan serta-merta. Untuk kecerahan lebih tinggi, pilih LED dari bin keamatan bercahaya lebih tinggi (cth., Q2) atau siri produk yang dinilai untuk arus lebih tinggi.

10.3 Mengapa terdapat had 7 hari selepas membuka beg penghalang kelembapan?

Bahan pembungkusan plastik boleh menyerap kelembapan dari udara. Semasa proses pematerian alir semula suhu tinggi, kelembapan yang diserap ini bertukar dengan cepat menjadi wap, mencipta tekanan dalaman yang boleh melapikkan pakej atau memecahkan kanta epoksi ("popcorning"). Had 7 hari, di bawah kelembapan terkawal, memastikan penyerapan kelembapan kekal di bawah tahap kritikal.

10.4 Apakah maksud kod bin "R6C-AP1Q2L/3T" dalam nombor bahagian?

Walaupun penyahkodan penuh mungkin proprietari, ia biasanya mengkodkan siri produk (17-21), warna (R untuk Merah, 6C mungkin menentukan kromatisiti khusus), dan bin prestasi untuk keamatan, panjang gelombang, dan voltan (diimplikasikan oleh Q2, dll.). "3T" mungkin merujuk kepada pembungkusan pita. Untuk pembin tepat, rujuk kod CAT, HUE, dan REF pada label gegelung.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Senario: Mereka bentuk panel status penunjuk pelbagai untuk peranti perubatan mudah alih.

Peranti memerlukan 5 LED status merah bebas (Bateri Rendah, Pengecasan, Ralat, Mod 1, Mod 2) pada PCB utama yang padat penduduk. Ruang adalah sangat terhad, dan peranti mesti ringan.

Pelaksanaan Penyelesaian:

1. Pemilihan Komponen:LED 17-21/R6C-AP1Q2L/3T dipilih untuk tapak kaki ultra padat 1.6x0.8mm, yang menjimatkan ruang papan berharga berbanding alternatif lebih besar.
2. Reka Bentuk Litar:Mikropengawal sistem beroperasi pada 3.3V. Menggunakan VF tipikal 2.0V (bin 21) dan reka bentuk IF 15mA untuk memastikan hayat panjang dan mengambil kira variasi suhu kecil: R = (3.3V - 2.0V) / 0.015A = 86.7 Ohm. Perintang 82 Ohm 1% dipilih, menghasilkan IF sedikit lebih tinggi ~16mA, yang berada dalam had 25mA.
3. Susun Atur PCB:LED diletakkan dengan jarak pusat-ke-pusat 3.0mm, membenarkan pemisahan visual yang jelas. Pad katod disambungkan ke pin GPIO mikropengawal (dikonfigurasikan sebagai output litar terbuka) untuk menghidupkan/mematikan LED. Pad anod disambungkan ke 3.3V melalui perintang had arus. Kawasan larangan kecil di bawah LED dikekalkan untuk mencegah penyerapan pateri.
4. Pemasangan:LED dibekalkan pada gegelung pita 8mm, serasi dengan mesin pick-and-place. Profil alir semula bebas plumbum dari bahagian 6.3 diprogramkan ke dalam ketuhar. Lantai kilang mengikuti prosedur kawalan kelembapan, membakar gegelung yang telah dibuka untuk pemeriksaan sampel lebih daripada 7 hari sebelum pengeluaran.
5. Keputusan:Satu set penunjuk status yang boleh dipercayai, cerah, dan konsisten dicapai dalam kawasan minimum, menyumbang kepada miniaturisasi dan kebolehpercayaan keseluruhan peranti perubatan akhir.

12. Pengenalan Prinsip Teknologi

LED ini berasaskan bahan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AIGaInP) yang ditumbuhkan pada substrat. Apabila voltan ke hadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau aktif. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, mereka membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang khusus cahaya yang dipancarkan--dalam kes ini, merah cemerlang sekitar 632 nm--ditentukan oleh tenaga jurang jalur komposisi aloi AIGaInP. Dengan mengawal nisbah Aluminium, Indium, Gallium, dan Fosforus dengan teliti semasa pertumbuhan kristal, pengeluar boleh menala jurang jalur untuk menghasilkan warna khusus dalam spektrum merah, oren, dan kuning dengan kecekapan tinggi dan ketulenan warna. Pakej resin epoksi berfungsi untuk melindungi cip semikonduktor halus, bertindak sebagai kanta untuk membentuk pancaran output cahaya (menghasilkan sudut pandangan 140 darjah), dan menyediakan struktur mekanikal untuk pematerian.

13. Trend dan Perkembangan Industri

Trend dalam LED penunjuk dan pencahayaan belakang terus kuat ke arah miniaturisasi, peningkatan kecekapan, dan kebolehpercayaan lebih tinggi. Pakej seperti 17-21 adalah sebahagian daripada evolusi ini, merapatkan jurang antara pakej skala cip terkecil dan SMD yang lebih besar dan lebih tradisional. Terdapat penekanan yang semakin meningkat pada toleransi pembin yang lebih ketat untuk kedua-dua warna dan fluks untuk memenuhi permintaan aplikasi yang memerlukan penampilan seragam, seperti tatasusunan penunjuk dan panel pencahayaan belakang. Tambahan pula, dorongan untuk kecekapan lebih tinggi (lebih lumen per watt) adalah berterusan, mendorong sains bahan untuk meningkatkan kecekapan kuantum dalaman dan pengekstrakan cahaya dari pakej. Integrasi adalah trend lain, dengan pakej pelbagai-LED dan LED dengan IC terbina dalam untuk kawalan atau perlindungan menjadi lebih biasa, walaupun komponen diskret seperti 17-21 kekal penting untuk reka bentuk fleksibel dan kos efektif. Pematuhan alam sekitar (RoHS, REACH, Bebas Halogen) kini adalah keperluan standard merentasi industri, seperti yang dicerminkan dalam spesifikasi komponen ini.