Dokumen Teknikal SMD LED 19-21/G6C-AL1M2LY/3T - Saiz 2.0x1.25x0.8mm - Voltan 1.7-2.3V - Kuning Hijau Gemilang

1. Gambaran Keseluruhan Produk

19-21/G6C-AL1M2LY/3T ialah peranti pemasangan permukaan (SMD) LED yang direka untuk aplikasi elektronik moden yang memerlukan saiz padat, kebolehpercayaan tinggi, dan prestasi konsisten. Komponen ini tergolong dalam keluarga pakej 19-21, yang dicirikan oleh tapaknya yang mini, menjadikannya sesuai untuk reka bentuk yang mempunyai ruang terhad.

1.1 Kelebihan Teras dan Penentududukan Produk

Kelebihan utama LED ini ialah saiznya yang jauh berkurangan berbanding komponen jenis bingkai plumbum tradisional. Pengecilan ini membolehkan beberapa faedah utama untuk pereka dan pengilang:

• Saiz Papan Lebih Kecil:Membolehkan susun atur PCB yang lebih padat.
• Ketumpatan Pembungkusan Lebih Tinggi:Membolehkan lebih banyak komponen diletakkan pada satu papan, meningkatkan fungsi.
• Ruang Penyimpanan Dikurangkan:Saiz fizikal komponen dan pembungkusannya (pita 8mm pada gegelung 7 inci) yang lebih kecil mengoptimumkan logistik dan pengurusan inventori.
• Reka Bentuk Ringan:Berat minimum adalah penting untuk aplikasi mudah alih dan mini di mana setiap gram dikira.
• Keserasian Pembuatan:Peranti ini serasi sepenuhnya dengan peralatan penempatan automatik standard dan proses pematerian arus perdana, termasuk reflow inframerah dan fasa wap, memudahkan pengeluaran volum tinggi.

1.2 Pematuhan dan Piawaian Alam Sekitar

Produk ini direka dengan mengambil kira peraturan alam sekitar dan keselamatan moden, memastikan penerimaan pasaran yang luas:

• Bebas Plumbum:Dikeluarkan tanpa plumbum, mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya).
• Bebas Halogen:Mematuhi keperluan bebas halogen, dengan kandungan Bromin (Br) dan Klorin (Cl) masing-masing di bawah 900 ppm, dan jumlahnya di bawah 1500 ppm.
• Pematuhan REACH:Mematuhi peraturan REACH EU mengenai pendaftaran, penilaian, kebenaran dan sekatan bahan kimia.

2. Spesifikasi Teknikal dan Tafsiran Objektif

Bahagian ini memberikan analisis objektif terperinci tentang parameter elektrik, optik dan termal peranti seperti yang ditakrifkan dalam lembaran data.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada had ini tidak dijamin dan harus dielakkan dalam reka bentuk yang boleh dipercayai.

• Voltan Songsang (V_R):5V. Melebihi voltan ini dalam bias songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang serta-merta.
• Arus Hadapan Berterusan (I_F):25 mA. Arus DC maksimum untuk operasi berterusan.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):60 mA (Duti 1/10 @1kHz). Sesuai untuk operasi denyut pendek tetapi bukan untuk DC.
• Pelesapan Kuasa (P_d):60 mW. Kuasa maksimum yang boleh dipancarkan oleh pakej pada Ta=25°C. Penurunan adalah perlu pada suhu persekitaran yang lebih tinggi.
• Nyahcas Elektrostatik (ESD) HBM:2000V. Memberikan ukuran ketahanan peranti terhadap elektrik statik, dikelaskan sebagai Kelas 2 mengikut Model Badan Manusia (HBM).
• Suhu Operasi (T_opr):-40°C hingga +85°C. Julat suhu persekitaran untuk operasi yang boleh dipercayai.
• Suhu Penyimpanan (T_stg):-40°C hingga +90°C.
• Suhu Pematerian:Menentukan had profil termal untuk pemasangan.
  • Pematerian Reflow: 260°C puncak untuk maksimum 10 saat.
  • Pematerian Tangan: 350°C pada hujung besi pemateri untuk maksimum 3 saat setiap terminal.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik (Ta=25°C)

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur di bawah keadaan ujian piawai (I_F= 5mA).

• Keamatan Bercahaya (I_v):Julat dari 11.5 mcd (Min) hingga 28.5 mcd (Maks), dengan toleransi tipikal ±11%. Ini mentakrifkan kecerahan yang dilihat.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):100 darjah (Tipikal). Sudut pandangan yang luas ini menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana LED mungkin tidak dilihat secara terus.
• Panjang Gelombang Puncak (λ_p):575 nm (Tipikal). Panjang gelombang di mana pancaran spektrum paling kuat.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):569.5 nm hingga 577.5 nm. Parameter ini lebih berkait rapat dengan warna yang dilihat (Kuning Hijau Gemilang) dan tertakluk kepada binning.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):20 nm (Tipikal). Lebar spektrum yang dipancarkan pada separuh keamatan maksimum (FWHM).
• Voltan Hadapan (V_F):1.70V hingga 2.30V pada I_F=5mA, dengan toleransi tipikal ±0.05V. Julat ini adalah kritikal untuk pengiraan perintang had arus.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 10 μA pada V_R=5V. Lembaran data secara jelas menyatakan bahawa peranti tidak direka untuk operasi songsang; parameter ini adalah untuk tujuan ujian sahaja.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin. Peranti ini menggunakan tiga parameter binning bebas.

3.1 Binning Keamatan Bercahaya

LED dikumpulkan berdasarkan keamatan bercahaya yang diukur pada I_F=5mA. Kod bin (L1, L2, M1, M2) mewakili tahap kecerahan menaik, dari 11.5-14.5 mcd (L1) hingga 22.5-28.5 mcd (M2). Pereka boleh memilih bin untuk memenuhi keperluan kecerahan tertentu.

3.2 Binning Panjang Gelombang Dominan

Binning ini memastikan konsistensi warna. Panjang gelombang dominan disusun dalam langkah 2nm, dengan kod bin C16 (569.5-571.5nm) hingga C19 (575.5-577.5nm). Pemilihan bin yang lebih ketat menghasilkan penampilan warna yang lebih seragam merentasi pelbagai LED dalam satu tatasusunan.

3.3 Binning Voltan Hadapan

Voltan hadapan dibin dalam langkah 0.1V, dari kod 19 (1.70-1.80V) hingga kod 24 (2.20-2.30V). Mengetahui bin V_Fboleh membantu mengoptimumkan reka bentuk litar had arus untuk kecekapan dan memastikan kecerahan konsisten apabila LED didorong secara selari.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data menyediakan beberapa lengkung ciri yang penting untuk memahami tingkah laku peranti di bawah keadaan bukan standard.

4.1 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan

Lengkung ini menunjukkan bahawa output cahaya tidak berkadar linear dengan arus. Ia meningkat dengan arus tetapi mungkin tepu atau menjadi kurang cekap pada arus yang lebih tinggi. Beroperasi berhampiran arus maksimum (25mA) mungkin tidak menghasilkan peningkatan kecerahan berkadar dan meningkatkan haba.

4.2 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Persekitaran

Kecekapan LED berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Lengkung ini biasanya menunjukkan penurunan output cahaya apabila suhu persekitaran meningkat dari 25°C ke arah suhu operasi maksimum (+85°C). Ini mesti diambil kira dalam reka bentuk untuk persekitaran suhu tinggi.

4.3 Lengkung Penurunan Arus Hadapan

Ini adalah graf kritikal untuk pengurusan haba. Ia menunjukkan arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu persekitaran. Apabila Ta meningkat, I_Fmaksimum mesti dikurangkan untuk mengelakkan suhu simpang melebihi had selamat dan mengekalkan kebolehpercayaan jangka panjang.

4.4 Taburan Spektrum dan Corak Sinaran

Plot taburan spektrum mengesahkan output kuning-hijau monokromatik berpusat sekitar 575nm. Gambar rajah sinaran (plot kutub) mewakili sudut pandangan 100 darjah secara visual, menunjukkan taburan sudut keamatan cahaya.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Pakej 19-21 mempunyai dimensi nominal 2.0mm panjang, 1.25mm lebar, dan 0.8mm tinggi (toleransi ±0.1mm melainkan dinyatakan sebaliknya). Lembaran data termasuk lukisan dimensi terperinci yang menunjukkan susun atur pad, garis besar komponen, dan tanda pengenalan katod. Reka bentuk tapak yang tepat berdasarkan lukisan ini adalah penting untuk pematerian dan penjajaran yang betul.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Katod ditanda dengan jelas pada peranti, seperti yang ditunjukkan dalam gambar rajah pakej. Polarity yang betul mesti diperhatikan semasa penempatan untuk memastikan operasi litar yang betul.

6. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Reflow

Profil reflow bebas plumbum terperinci disediakan:

• Pemanasan Awal:150-200°C selama 60-120 saat.
• Masa Melebihi Likuidus (217°C):60-150 saat.
• Suhu Puncak:260°C maksimum.
• Masa di Puncak:10 saat maksimum.
• Kadar Pemanasan/Penyejukan:Maksimum 6°C/saat pemanasan, 3°C/saat penyejukan.

Adalah kritikal untuk mematuhi profil ini untuk mengelakkan kejutan terma dan memastikan sambungan pateri yang boleh dipercayai tanpa merosakkan epoksi atau die LED.

6.2 Langkah Berjaga-jaga Kritikal

• Had Arus:Perintang had arus luaran adalah wajib. LED ialah peranti yang didorong arus; perubahan kecil dalam voltan hadapan boleh menyebabkan perubahan besar dalam arus, membawa kepada kegagalan pantas (terbakar).
• Kitaran Reflow:Pematerian reflow tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali untuk mengelakkan tekanan terma yang berlebihan.
• Tekanan Mekanikal:Elakkan menggunakan tekanan pada badan LED semasa pemanasan atau membengkokkan PCB selepas pematerian.
• Pematerian Tangan:Jika perlu, gunakan besi pemateri pada ≤350°C untuk ≤3 saat setiap terminal, dengan penarafan kuasa ≤25W. Benarkan selang penyejukan ≥2 saat antara terminal. Pematerian tangan mempunyai risiko kerosakan yang lebih tinggi.
• Pembaikan:Elakkan kerja semula selepas pematerian. Jika benar-benar perlu, gunakan besi pemateri berkepala dua untuk memanaskan kedua-dua terminal secara serentak dan mengangkat komponen secara sekata untuk mengelakkan kerosakan pad.

7. Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan

Komponen ini sensitif terhadap kelembapan. Pengendalian yang tidak betul boleh menyebabkan "popcorning" (retak pakej) semasa reflow disebabkan pengewapan cepat kelembapan yang diserap.

• Beg Tidak Dibuka:Jangan buka beg penghalang kalis lembapan sehingga sedia untuk digunakan.
• Jangka Hayat Lantai:Selepas dibuka, LED mesti digunakan dalam masa 168 jam (7 hari) jika disimpan pada ≤30°C dan ≤60% Kelembapan Relatif.
• Pembakaran Semula:Jika masa penyimpanan dilebihi atau penunjuk desikan menunjukkan tepu, pembakaran pada 60±5°C selama 24 jam diperlukan sebelum digunakan.
• Pembungkusan Semula:LED yang tidak digunakan harus dimeterai semula dalam beg kalis lembapan dengan desikan baru.

8. Pembungkusan dan Maklumat Pesanan

8.1 Pembungkusan Standard

Peranti dibekalkan dalam pembungkusan tahan lembapan:

• Pita Pembawa:Pita lebar 8mm.
• Gegelung:Gegelung diameter 7 inci.
• Kuantiti:3000 keping setiap gegelung.
• Pembungkusan:Termasuk desikan dan dimeterai dalam beg kalis lembapan aluminium dengan label yang sesuai.

8.2 Penjelasan Label

Label gegelung mengandungi maklumat utama untuk kebolehjejakan dan pengenalan:

• CPN:Nombor Produk Pelanggan.
• P/N:Nombor Produk Pengilang (cth., 19-21/G6C-AL1M2LY/3T).
• QTY:Kuantiti pembungkusan.
• CAT:Kod bin Keamatan Bercahaya (cth., L1, M2).
• HUE:Kod bin Kromatisiti/Panjang Gelombang Dominan (cth., C17, C19).
• REF:Kod bin Voltan Hadapan (cth., 20, 23).
• LOT No:Nombor lot pembuatan untuk kebolehjejakan.

9. Cadangan Aplikasi

9.1 Senario Aplikasi Biasa

• Pencahayaan Belakang:Sesuai untuk penunjuk papan pemuka, pencahayaan belakang suis, dan pencahayaan belakang rata untuk LCD dan simbol kerana sudut pandangannya yang luas dan warna yang konsisten.
• Peralatan Telekomunikasi:Penunjuk status dan pencahayaan belakang papan kekunci dalam telefon, mesin faks, dan peranti komunikasi lain.
• Penunjuk Umum:Status kuasa, penunjuk mod, dan maklum balas visual lain untuk kegunaan umum dalam elektronik pengguna, perkakas, dan kawalan industri.

9.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pendorongan Arus:Sentiasa gunakan perintang siri atau pemacu arus malar. Kira nilai perintang menggunakan R = (V_bekalan- V_F) / I_F, menggunakan V_Fmaksimum dari bin atau lembaran data untuk memastikan arus tidak melebihi had di bawah keadaan paling teruk.
• Pengurusan Haba:Untuk operasi berterusan pada suhu persekitaran tinggi atau berhampiran arus maksimum, pertimbangkan susun atur PCB untuk penyingkiran haba. Elakkan meletakkan LED berhampiran sumber haba lain.
• Perlindungan ESD:Laksanakan prosedur pengendalian ESD standard semasa pemasangan. Walaupun peranti mempunyai perlindungan HBM 2kV, perlindungan tambahan di peringkat litar mungkin diperlukan dalam persekitaran berisiko ESD tinggi.
• Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan yang luas mungkin memerlukan pandu cahaya atau penyebar jika pancaran yang lebih fokus dikehendaki. Kanta resin jernih air memberikan pengekstrakan cahaya yang baik.

10. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED lubang melalui lama atau pakej SMD yang lebih besar, 19-21 menawarkan gabungan menarik antara pengecilan dan prestasi. Pembeza utamanya ialah tapaknya yang sangat kecil 2.0x1.25mm dalam kategori LED penunjuk kuasa rendah dan penggunaan bahan semikonduktor AlGaInP, yang memberikan kecekapan tinggi dan warna tepu dalam spektrum kuning-hijau. Berbanding dengan beberapa pakej miniatur lain, ia mengekalkan susun atur pad yang agak standard dan tahap kepekaan kelembapan yang kukuh, menjadikannya pilihan yang boleh dipercayai untuk pemasangan automatik.

11. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya mendorong LED ini terus dari bekalan logik 3.3V atau 5V?

J: Tidak. Anda mesti sentiasa menggunakan perintang had arus. Contohnya, dengan bekalan 3.3V dan V_Ftipikal 2.0V pada 5mA, perintang (3.3V - 2.0V) / 0.005A = 260Ω diperlukan. Sentiasa gunakan V_Fmaksimum dari lembaran data (2.3V) untuk reka bentuk konservatif: (3.3V - 2.3V) / 0.005A = 200Ω.

S: Mengapa prosedur penyimpanan dan pembakaran begitu penting?

J: Komponen SMD menyerap kelembapan dari udara. Semasa proses pematerian reflow suhu tinggi, kelembapan ini boleh bertukar menjadi wap dengan cepat, mewujudkan tekanan dalaman yang cukup untuk memecahkan pakej epoksi ("popcorning"), membawa kepada kegagalan serta-merta atau terpendam.

S: Apakah maksud kod bin untuk reka bentuk saya?

J: Jika aplikasi anda memerlukan penampilan seragam (cth., tatasusunan LED), anda harus menentukan bin yang ketat untuk Panjang Gelombang Dominan (HUE) dan Keamatan Bercahaya (CAT). Untuk penunjuk tunggal, bin standard biasanya mencukupi. Bin Voltan Hadapan (REF) boleh membantu jika anda mendorong banyak LED secara selari untuk memastikan pengagihan arus yang sekata.

12. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

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

Seorang pereka memerlukan 5 LED kuning-hijau yang sama untuk menunjukkan bateri, sambungan, dan status mod pada alat kecil berkuasa bateri.

1. Pemilihan Komponen:LED 19-21 dipilih kerana saiznya yang kecil, penggunaan kuasa rendah, dan warna yang sesuai.
2. Spesifikasi Binning:Untuk memastikan semua 5 LED kelihatan sama, pereka menentukan satu bin yang ketat untuk kedua-dua CAT (cth., M1 sahaja) dan HUE (cth., C18 sahaja) pada pesanan pembelian.
3. Reka Bentuk Litar:Peranti dikuasakan oleh sel syiling 3.0V. Menggunakan V_Fmaksimum 2.3V dan sasaran I_F5mA untuk kecerahan mencukupi dan jangka hayat bateri panjang, perintang had arus dikira: R = (3.0V - 2.3V) / 0.005A = 140Ω. Perintang standard 150Ω dipilih.
4. Susun Atur PCB:Tapak padat 19-21 membolehkan 5 LED diletakkan rapat antara satu sama lain. Tanda katod pada skrin sutera memastikan orientasi yang betul.
5. Pemasangan:Kilang menerima gegelung, yang disimpan dalam beg tertutup sehingga barisan pengeluaran sedia. PCB menjalani satu kitaran reflow menggunakan profil yang ditentukan.
6. Keputusan:Produk akhir mempunyai panel penunjuk yang bersih dan kelihatan profesional dengan LED yang seragam cerah dan warna konsisten, terima kasih kepada pemilihan bin dan reka bentuk litar yang betul.

13. Pengenalan Prinsip Operasi

LED ini berdasarkan teknologi semikonduktor Aluminium Gallium Indium Phosphide (AlGaInP). Apabila voltan hadapan melebihi potensi simpang diod dikenakan, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif dari bahan jenis-n dan jenis-p, masing-masing. Pembawa cas ini bergabung semula, membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Komposisi khusus aloi AlGaInP menentukan tenaga jurang jalur, yang seterusnya mentakrifkan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, Kuning Hijau Gemilang (~575nm). Enkapsulan resin epoksi jernih air melindungi die semikonduktor, bertindak sebagai kanta untuk membentuk output cahaya, dan meningkatkan pengekstrakan cahaya dari cip.

14. Trend dan Konteks Teknologi

Pakej 19-21 mewakili trend berterusan dalam elektronik ke arah pengecilan dan teknologi pemasangan permukaan. Pergerakan dari pakej berplumbum ke SMD seperti ini membolehkan pemasangan pick-and-place automatik berkelajuan tinggi, mengurangkan kos pembuatan dengan ketara dan meningkatkan kebolehpercayaan dengan menghapuskan langkah pematerian manual. Penggunaan bahan AlGaInP mewakili kemajuan berbanding teknologi lama seperti GaAsP, menawarkan kecekapan bercahaya yang lebih tinggi dan warna yang lebih hidup dan tepu. Tambahan pula, pematuhan kepada piawaian bebas plumbum, bebas halogen, dan REACH mencerminkan peralihan seluruh industri ke arah proses dan bahan pembuatan yang mampan alam sekitar, yang kini merupakan keperluan kritikal untuk akses pasaran global.