Dokumen Teknikal SMD LED 19-213/G6W-FN1P1B/3T - Kuning Hijau Gemilang - 2.0x1.25x1.1mm - 2.35V Maks - 60mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

19-213/G6W-FN1P1B/3T ialah LED peranti permukaan-pasang (SMD) yang direka untuk pemasangan elektronik berketumpatan tinggi. Ia mempunyai faktor bentuk padat yang membolehkan reka bentuk papan litar bercetak (PCB) yang lebih kecil, keperluan penyimpanan yang berkurangan, dan akhirnya menyumbang kepada pengecilan peralatan akhir. Pembinaan ringannya menjadikannya amat sesuai untuk aplikasi di mana ruang dan berat adalah kekangan kritikal.

LED ini ialah jenis satu warna, memancarkan cahaya Kuning Hijau Gemilang. Ia dibina menggunakan bahan semikonduktor AlGaInP (Aluminium Gallium Indium Phosphide), yang terkenal dengan kecekapannya yang tinggi dalam spektrum panjang gelombang kuning hingga merah. Peranti ini dibungkus dalam pakej resin tersebar air, yang membantu mencapai sudut pandangan yang luas.

Produk ini mematuhi piawaian alam sekitar dan keselamatan utama, termasuk bebas Pb (bebas plumbum), mematuhi RoHS, mematuhi EU REACH, dan Bebas Halogen, dengan kandungan bromin (Br) dan klorin (Cl) dikawal ketat di bawah had yang ditetapkan (Br<900 ppm, Cl<900 ppm, Br+Cl<1500 ppm).

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Rating Maksimum Mutlak

Rating Maksimum Mutlak menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Rating ini ditentukan pada suhu persekitaran (Ta) 25°C dan tidak boleh dilampaui di bawah sebarang keadaan operasi.

• Voltan Songsang (VR):5 V. Menggunakan voltan lebih tinggi daripada ini dalam arah songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Arus Ke Hadapan Berterusan (IF):25 mA. Ini ialah arus DC maksimum yang boleh dilalui secara berterusan melalui LED.
• Arus Ke Hadapan Puncak (IFP):60 mA. Rating ini terpakai di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 pada 1 kHz. Ia membenarkan arus serta-merta yang lebih tinggi untuk tempoh yang singkat, seperti dalam litar multipleks.
• Pelesapan Kuasa (Pd):60 mW. Ini ialah jumlah kuasa maksimum yang boleh dipancarkan peranti sebagai haba. Melebihi had ini boleh menyebabkan terlalu panas dan mengurangkan jangka hayat.
• Suhu Operasi (Topr):-40°C hingga +85°C. LED direka untuk berfungsi dalam julat suhu persekitaran ini.
• Suhu Penyimpanan (Tstg):-40°C hingga +90°C. Peranti boleh disimpan dalam julat ini apabila tidak beroperasi.
• Nyahcas Elektrostatik (ESD) Model Badan Manusia (HBM):2000 V. Ini menunjukkan sensitiviti LED terhadap elektrik statik. Prosedur pengendalian ESD yang betul mesti diikuti semasa pemasangan dan pengendalian.
• Suhu Pematerian (Tsol):Peranti boleh menahan pematerian refluks pada 260°C untuk maksimum 10 saat atau pematerian tangan pada 350°C untuk maksimum 3 saat setiap terminal.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Ciri-ciri Elektro-Optik diukur pada Ta=25°C dan IF 20 mA, yang merupakan keadaan ujian biasa. Parameter ini menentukan output cahaya dan tingkah laku elektrik LED.

• Keamatan Bercahaya (Iv):Julat dari minimum 28.5 mcd hingga maksimum 57.0 mcd. Nilai sebenar ditentukan oleh proses binning (lihat Seksyen 3). Toleransi ±11% terpakai pada keamatan bercahaya.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):Biasanya 130 darjah. Ini ialah sudut penuh di mana keamatan bercahaya adalah separuh daripada keamatan pada 0 darjah (paksi). Sudut pandangan yang luas adalah hasil daripada resin tersebar air, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan luas.
• Panjang Gelombang Puncak (λp):Biasanya 575 nm. Ini ialah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum cahaya yang dipancarkan berada pada maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):Julat dari 570.0 nm hingga 574.5 nm. Ini ialah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia yang paling sesuai dengan warna cahaya yang dipancarkan. Ia mempunyai toleransi ±1 nm.
• Lebar Jalur Radiasi Spektrum (Δλ):Biasanya 20 nm. Parameter ini menunjukkan lebar spektrum cahaya yang dipancarkan, diukur pada separuh keamatan maksimum (Lebar Penuh pada Separuh Maksimum - FWHM).
• Voltan Ke Hadapan (VF):Julat dari 1.75 V hingga 2.35 V pada IF=20mA. Nilai khusus ditentukan oleh bin voltan (lihat Seksyen 3). Toleransi ±0.1V terpakai.
• Arus Songsang (IR):Maksimum 10 μA apabila voltan songsang (VR) 5V digunakan. Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa peranti ini tidak direka untuk operasi songsang; keadaan ujian ini adalah untuk pencirian sahaja.

3. Penjelasan Sistem Binning

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

3.1 Binning Keamatan Bercahaya

LED dikategorikan kepada tiga bin (N1, N2, P1) berdasarkan keamatan bercahaya yang diukur pada IF=20mA.

• Bin N1:28.5 mcd (Min) hingga 36.0 mcd (Maks)
• Bin N2:36.0 mcd (Min) hingga 45.0 mcd (Maks)
• Bin P1:45.0 mcd (Min) hingga 57.0 mcd (Maks)

Memilih bin yang lebih ketat (cth., P1 sahaja) memastikan semua LED dalam tatasusunan akan mempunyai kecerahan yang sangat serupa.

3.2 Binning Panjang Gelombang Dominan

LED disusun ke dalam tiga bin (CC2, CC3, CC4) untuk mengawal warna cahaya kuning-hijau yang tepat.

• Bin CC2:570.0 nm (Min) hingga 571.5 nm (Maks)
• Bin CC3:571.5 nm (Min) hingga 573.0 nm (Maks)
• Bin CC4:573.0 nm (Min) hingga 574.5 nm (Maks)

Binning ini adalah kritikal untuk aplikasi di mana konsistensi warna adalah paling penting, seperti dalam penunjuk berbilang LED atau unit lampu latar.

3.3 Binning Voltan Ke Hadapan

LED dikumpulkan ke dalam tiga bin voltan (0, 1, 2) untuk mengurus reka bentuk bekalan kuasa dan padanan arus dalam litar siri/selari.

• Bin 0:1.75 V (Min) hingga 1.95 V (Maks)
• Bin 1:1.95 V (Min) hingga 2.15 V (Maks)
• Bin 2:2.15 V (Min) hingga 2.35 V (Maks)

Menggunakan LED dari bin voltan yang sama memudahkan pengiraan perintang pembatas arus dan meningkatkan keseragaman dalam arus yang dikendalikan.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Dokumen data menyediakan beberapa lengkung ciri yang menggambarkan tingkah laku LED di bawah pelbagai keadaan. Memahami ini adalah kunci kepada reka bentuk litar yang teguh.

4.1 Arus Ke Hadapan vs. Voltan Ke Hadapan (Lengkung I-V)

Lengkung I-V menunjukkan hubungan eksponen antara arus dan voltan. Untuk LED ini, pada arus operasi biasa 20 mA, voltan ke hadapan jatuh antara 1.75V dan 2.35V bergantung pada bin. Lengkung ini menekankan kepentingan menggunakan peranti pembatas arus (perintang atau pemacu arus malar) dan bukannya sumber voltan malar, kerana peningkatan kecil dalam voltan boleh menyebabkan peningkatan besar, yang berpotensi merosakkan, dalam arus.

4.2 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Persekitaran

Lengkung ini menunjukkan pergantungan suhu output cahaya. Keamatan bercahaya biasanya berkurangan apabila suhu persekitaran meningkat. Sebagai contoh, pada suhu operasi maksimum +85°C, output cahaya mungkin jauh lebih rendah daripada pada 25°C. Pereka mesti mengambil kira penurunan ini dalam aplikasi yang beroperasi pada suhu persekitaran tinggi untuk memastikan kecerahan yang mencukupi dikekalkan.

4.3 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Ke Hadapan

Graf ini menunjukkan bahawa output cahaya meningkat dengan arus ke hadapan, tetapi hubungannya tidak linear sempurna, terutamanya pada arus yang lebih tinggi. Mengendalikan di atas arus berterusan yang disyorkan (25 mA) mungkin menghasilkan pulangan berkurangan dalam kecerahan sambil meningkatkan penjanaan haba dengan ketara dan mempercepatkan penyusutan lumen.

4.4 Taburan Spektrum

Lengkung taburan spektrum mengesahkan sifat monokromatik LED, dengan satu puncak sekitar 575 nm (kuning-hijau) dan FWHM biasa 20 nm. Lebar jalur yang sempit adalah ciri LED berasaskan AlGaInP.

4.5 Lengkung Penurunan Arus Ke Hadapan

Lengkung kritikal ini menentukan arus ke hadapan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu persekitaran. Apabila suhu meningkat, arus maksimum yang dibenarkan mesti dikurangkan untuk kekal dalam had pelesapan kuasa dan terma peranti. Untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai, lengkung penurunan mesti diikuti dengan ketat.

4.6 Gambarajah Radiasi

Corak radiasi (atau taburan spatial) biasanya Lambertian atau hampir Lambertian untuk pakej tersebar, mengesahkan sudut pandangan luas 130 darjah. Corak ini sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan luas yang sekata dan bukannya pancaran fokus.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej

LED mempunyai tapak SMD padat. Dimensi utama (dalam mm, toleransi ±0.1mm melainkan dinyatakan) termasuk:

• Panjang Keseluruhan: 2.0 mm
• Lebar Keseluruhan: 1.25 mm
• Ketinggian Keseluruhan: 1.1 mm
• Dimensi dan jarak Lead (Terminal) disediakan untuk reka bentuk corak tanah PCB.

Katod biasanya dikenal pasti oleh tanda pada pakej atau geometri pad khusus (cth., takuk atau tanda hijau). Pereka mesti merujuk lukisan dimensi terperinci untuk mengenal pasti polariti dengan betul dan mereka bentuk susun atur pad pateri.

5.2 Pembungkusan Tahan Lembapan dan Maklumat Gegelung

LED dibekalkan dalam pembungkusan tahan lembapan untuk mengelakkan kerosakan daripada kelembapan persekitaran, yang penting untuk pematuhan MSL (Tahap Kepekaan Lembapan).

• Pembungkusan:Peranti dibungkus pada pita pembawa lebar 8mm, dililit pada gegelung diameter 7 inci.
• Kuantiti:3000 keping setiap gegelung.
• Beg Penghalang Lembapan:Gegelung dimeterai di dalam beg kalis lembapan aluminium bersama dengan bahan pengering dan kad penunjuk kelembapan.
• Maklumat Label:Label gegelung termasuk maklumat kritikal seperti Nombor Bahagian (P/N), kuantiti (QTY), dan Kod Binning khusus untuk Keamatan Bercahaya (CAT), Panjang Gelombang Dominan (HUE), dan Voltan Ke Hadapan (REF).

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

Pengendalian dan pematerian yang betul adalah penting untuk kebolehpercayaan.

6.1 Penyimpanan dan Pengendalian

• Jangan buka beg kalis lembapan sehingga sedia untuk digunakan.
• Selepas dibuka, LED yang tidak digunakan hendaklah disimpan pada ≤30°C dan ≤60% Kelembapan Relatif.
• "Jangka Hayat Lantai" selepas beg dibuka ialah 168 jam (7 hari). Jika dilampaui, atau jika penunjuk bahan pengering menunjukkan tepu, LED mesti dibakar pada 60 ±5°C selama 24 jam sebelum digunakan.
• Sentiasa ikut langkah berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik) semasa pengendalian.

6.2 Profil Pematerian Refluks (Bebas Plumbum)

Profil refluks yang disyorkan adalah penting untuk aloi pateri bebas plumbum (SAC).

• Pemanasan Awal:150-200°C selama 60-120 saat.
• Masa Di Atas Likuidus (TAL):60-150 saat di atas 217°C.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C, dipegang untuk maksimum 10 saat.
• Kadar Ramp:Kadar pemanasan maksimum 6°C/saat ke puncak; kadar penyejukan maksimum 3°C/saat.
• Penting:Pematerian refluks tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali pada peranti yang sama.

6.3 Pematerian Tangan

Jika pembaikan manual diperlukan, penjagaan melampau diperlukan:

• Gunakan besi pemateri dengan suhu hujung ≤350°C.
• Gunakan haba pada setiap terminal untuk ≤3 saat.
• Gunakan besi berkuasa rendah (≤25W).
• Benarkan sekurang-kurangnya 2 saat antara pematerian setiap terminal untuk mengelakkan kejutan terma.
• Untuk penyingkiran, besi pemateri dua hujung disyorkan untuk memanaskan kedua-dua terminal serentak dan mengelakkan tekanan mekanikal pada LED.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Biasa

• Lampu Latar:Sesuai untuk lampu latar suis, simbol, dan penunjuk papan pemuka kecil dalam elektronik automotif dan pengguna.
• Penunjuk Status:Sempurna untuk penunjuk kuasa, sambungan, atau status dalam peralatan telekomunikasi (telefon, faks), perkakasan rangkaian, dan panel kawalan industri.
• Pencahayaan Am:Sesuai untuk tujuan penunjuk am tahap rendah dalam pelbagai peranti elektronik.
• Lampu Latar Rata LCD:Boleh digunakan dalam tatasusunan untuk menyediakan pencahayaan tepi untuk paparan LCD monokrom kecil.

7.2 Pertimbangan dan Langkah Berjaga-jaga Reka Bentuk

• Pembatasan Arus Adalah Wajib:Perintang pembatas arus luaran atau pemacu arus-malar MESTI sentiasa digunakan secara bersiri dengan LED. Ciri I-V eksponen bermaksud perubahan voltan kecil menyebabkan perubahan arus besar, yang boleh memusnahkan LED serta-merta.
• Pengurusan Terma:Walaupun pakejnya kecil, pelesapan kuasa (sehingga 60mW) menjana haba. Pastikan kawasan kuprum PCB yang mencukupi atau via terma digunakan, terutamanya apabila beroperasi pada suhu persekitaran tinggi atau berhampiran arus maksimum.
• Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan luas 130 darjah menyediakan pancaran luas. Untuk cahaya yang lebih diarahkan, kanta luaran atau pandu cahaya mungkin diperlukan.
• Binning untuk Keseragaman:Untuk aplikasi berbilang LED (tatasusunan, lampu latar), nyatakan bin ketat untuk Panjang Gelombang Dominan (HUE) dan Keamatan Bercahaya (CAT) untuk mencapai warna dan kecerahan seragam.
• Elakkan Tekanan Mekanikal:Jangan bengkokkan atau gunakan daya pada PCB di sekitar LED yang dipateri, kerana ini boleh memecahkan die semikonduktor atau ikatan wayar di dalam pakej.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

LED 19-213 menawarkan beberapa kelebihan utama dalam kategorinya:

• Kelebihan Saiz:Tapak 2.0 x 1.25 mmnya jauh lebih kecil daripada LED berlead tradisional (cth., bulat 3mm atau 5mm), membolehkan ketumpatan komponen yang lebih tinggi pada PCB.
• Sudut Pandangan Luas:Sudut 130 darjah daripada pakej tersebar air adalah lebih baik daripada banyak LED SMD kanta jernih, menyediakan pencahayaan lebih sekata di kawasan yang lebih luas tanpa optik sekunder.
• Pematuhan Alam Sekitar:Pematuhan penuh dengan piawaian RoHS, REACH, dan Bebas Halogen menjadikannya sesuai untuk peraturan alam sekitar global terkini dan aplikasi sensitif seperti bahagian dalam automotif.
• Binning Teguh:Matriks binning 3x3x3 yang ditakrifkan dengan baik (Keamatan, Panjang Gelombang, Voltan) memberikan kawalan tepat kepada pereka ke atas prestasi optik dan elektrik produk akhir mereka, meningkatkan hasil dan konsistensi.
• Keserasian:Dibungkus pada pita standard 8mm dan serasi dengan mesin pick-and-place automatik, ia sesuai dengan lancar ke dalam talian pemasangan automatik volum tinggi.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

9.1 Mengapakah perintang pembatas arus amat diperlukan?

Voltan ke hadapan LED mempunyai julat (1.75V-2.35V) dan pekali suhu negatif (VF berkurangan apabila suhu meningkat). Jika disambung terus ke sumber voltan walaupun sedikit di atas VFnya, arus akan meningkat tanpa kawalan, hanya dihadkan oleh rintangan parasit litar, hampir pasti melebihi Rating Maksimum Mutlak 25mA dan menyebabkan kegagalan serta-merta. Perintang menetapkan arus operasi yang boleh diramal dan selamat.

9.2 Bolehkah saya mengendalikan LED ini dengan bekalan 3.3V atau 5V?

Ya, tetapi anda mesti menggunakan perintang siri. Sebagai contoh, dengan bekalan 3.3V dan arus sasaran 20mA, mengandaikan VF biasa 2.1V: R = (Vsupply - VF) / IF = (3.3V - 2.1V) / 0.020A = 60 Ohm. Anda akan memilih nilai standard terdekat (cth., 62 Ohm) dan mengira arus sebenar dan pelesapan kuasa dalam perintang. Sentiasa gunakan VF maksimum dari bin untuk reka bentuk konservatif untuk memastikan arus tidak menjadi terlalu rendah, atau VF minimum untuk memastikan ia tidak menjadi terlalu tinggi.

9.3 Apakah yang berlaku jika saya mengendalikan LED pada arus puncaknya (60mA) secara berterusan?

Mengendalikan pada rating arus puncak berdenyut secara berterusan adalah pelanggaran Rating Maksimum Mutlak. Ia akan menyebabkan terlalu panas yang teruk, mempercepatkan penyusutan lumen secara dramatik (LED akan malap dengan cepat), dan hampir pasti membawa kepada kegagalan bencana dalam masa yang singkat. Rating 60mA adalah untuk denyutan yang sangat singkat sahaja.

9.4 Bagaimanakah saya mentafsir kod bin pada label gegelung?

Label mengandungi kod seperti CAT:N2, HUE:CC3, REF:1. Ini memberitahu anda bahawa semua LED pada gegelung itu mempunyai keamatan bercahaya antara 36.0 dan 45.0 mcd (N2), panjang gelombang dominan antara 571.5 dan 573.0 nm (CC3), dan voltan ke hadapan antara 1.95 dan 2.15V (1). Anda boleh menentukan bin tepat ini semasa membuat pesanan untuk menjamin konsistensi prestasi untuk aplikasi anda.

9.5 Mengapakah prosedur penyimpanan dan pembakaran begitu penting?

Pakej SMD boleh menyerap lembapan dari udara. Semasa proses pematerian refluks suhu tinggi, lembapan yang terperangkap ini bertukar menjadi wap dengan cepat, mencipta tekanan dalaman yang besar. Ini boleh menyebabkan "popcorning" – penyahlaminaan resin epoksi dari bingkai lead atau bahkan keretakan die silikon. Beg tahan lembapan dan peraturan jangka hayat lantai/pembakaran yang ketat menghalang mod kegagalan ini.

10. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

10.1 Mereka Bentuk Panel Penunjuk Status Berbilang LED

Senario:Mereka bentuk panel kawalan dengan 10 penunjuk status kuning-hijau yang sama.

Langkah Reka Bentuk:

1. Nyatakan Bin:Untuk memastikan semua 10 LED kelihatan sama, nyatakan satu bin ketat untuk kedua-dua Keamatan Bercahaya (cth., P1: 45-57mcd) dan Panjang Gelombang Dominan (cth., CC3: 571.5-573.0nm). Ini mungkin sedikit lebih mahal tetapi menjamin keseragaman visual.
2. Reka Bentuk Litar:Rancang untuk mengendalikan setiap LED secara bebas dengan perintang pembatas arusnya sendiri dari rel 5V biasa. Ini mengelakkan isu perebutan arus yang boleh berlaku dalam sambungan selari. Kira nilai perintang menggunakan VF maksimum dari bin voltan yang ditentukan (cth., Bin 1 Maks VF=2.15V). R = (5V - 2.15V) / 0.020A = 142.5Ω. Gunakan perintang standard 150Ω. IF sebenar akan menjadi ~19mA, yang selamat dan memberikan margin sedikit.
3. Susun Atur PCB:Letakkan LED dengan orientasi yang konsisten. Sediakan tuangan kuprum kecil di bawah pad terma LED (jika terpakai) atau di sekitar leadnya untuk membantu penyebaran haba, terutamanya jika panel beroperasi dalam persekitaran yang hangat.
4. Pemasangan:Ikut profil refluks dengan tepat. Selepas pemasangan, periksa secara visual di bawah pembesaran rendah untuk fillet pateri dan penjajaran yang betul.

11. Pengenalan Prinsip Pengendalian

LED ini beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor. Kawasan aktif terdiri daripada AlGaInP (Aluminium Gallium Indium Phosphide). Apabila voltan ke hadapan melebihi potensi terbina dalam simpang digunakan, elektron dari kawasan jenis-n dan lubang dari kawasan jenis-p disuntik ke dalam kawasan aktif. Di sana, mereka bergabung semula, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi AlGaInP menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung sepadan dengan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, kira-kira 575 nm (kuning-hijau). Enkapsulan resin tersebar air menyebarkan cahaya, meluaskan corak pancaran untuk mencapai sudut pandangan luas 130 darjah.

12. Trend dan Konteks Teknologi

LED SMD seperti 19-213 mewakili trend berterusan dalam optoelektronik ke arah pengecilan, peningkatan kebolehpercayaan, dan keserasian dengan proses pembuatan automatik volum tinggi. Peralihan daripada pembungkusan melalui-lubang ke permukaan-pasang didorong oleh keperluan untuk pemasangan elektronik yang lebih kecil, ringan, dan lebih teguh. Penggunaan bahan AlGaInP menyediakan kecekapan tinggi dan ketepuan warna yang sangat baik dalam spektrum ambar-ke-merah. Trend masa depan dalam kelas peranti ini mungkin termasuk pengurangan saiz lanjut, peningkatan dalam kecekapan bercahaya (lebih banyak output cahaya per watt elektrik), dan pakej prestasi terma yang dipertingkatkan untuk membenarkan arus kendalian dan kecerahan yang lebih tinggi dari tapak yang semakin kecil. Penekanan pada pematuhan alam sekitar (RoHS, Bebas Halogen) juga merupakan trend kekal dan berkembang merentasi industri elektronik.