Dokumen Teknikal SMD LED 19-21 Merah Gelap - Dimensi 2.0x1.25x0.8mm - Voltan 1.75-2.35V - Kuasa 60mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk peranti permukaan-pasang (SMD) LED dalam saiz pakej 19-21, yang memancarkan warna merah gelap. Komponen ini direka untuk proses pemasangan elektronik moden, menawarkan tapak yang padat dan prestasi yang boleh dipercayai untuk pelbagai aplikasi penunjuk dan lampu latar.

1.1 Kelebihan Teras dan Penentududukan Produk

Kelebihan utama SMD LED 19-21 ini adalah saiznya yang jauh lebih kecil berbanding LED jenis rangka plumbum tradisional. Pengecilan ini membolehkan beberapa faedah utama untuk pereka produk:

• Saiz Papan yang Lebih Kecil:Membolehkan reka bentuk PCB yang lebih padat.
• Ketumpatan Pembungkusan yang Lebih Tinggi:Lebih banyak komponen boleh diletakkan dalam kawasan yang diberikan.
• Ruang Penyimpanan yang Dikurangkan:Komponen yang lebih kecil memerlukan ruang inventori yang kurang.
• Pembinaan Ringan:Sesuai untuk aplikasi mudah alih dan miniatur di mana berat adalah faktor kritikal.
• Keserasian:Peranti ini dibungkus pada pita 8mm pada gegelung berdiameter 7 inci, menjadikannya serasi sepenuhnya dengan peralatan pick-and-place automatik standard yang digunakan dalam pembuatan volum tinggi.

Produk ini diposisikan sebagai penyelesaian penunjuk dan lampu latar serbaguna, terutamanya sesuai untuk aplikasi di mana ruang dan berat adalah terhad.

1.2 Pasaran Sasaran dan Aplikasi

LED ini direka untuk pelbagai aplikasi elektronik. Pasaran sasaran utamanya termasuk:

• Dalaman Automotif:Lampu latar untuk instrumen papan pemuka, suis, dan panel kawalan.
• Telekomunikasi:Penunjuk status dan lampu latar kekunci dalam telefon, mesin faks, dan peranti komunikasi lain.
• Elektronik Pengguna:Lampu latar rata untuk paparan LCD, pencahayaan simbol, dan lampu latar suis.
• Kegunaan Penunjuk Umum:Mana-mana aplikasi yang memerlukan lampu status atau penunjuk merah yang padat dan boleh dipercayai.

2. Analisis Mendalam Spesifikasi Teknikal

Bahagian ini menyediakan analisis objektif yang terperinci mengenai parameter teknikal LED. Memahami had-had ini adalah penting untuk reka bentuk litar yang boleh dipercayai.

2.1 Rating Maksimum Mutlak

Rating ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada had ini tidak dijamin dan harus dielakkan untuk kebolehpercayaan jangka panjang.

• Voltan Songsang (V_R):5V. Melebihi voltan ini dalam bias songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang serta-merta.
• Arus Hadapan Berterusan (I_F):25mA. Arus DC maksimum untuk operasi berterusan.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):60mA (Kitaran Tugas 1/10 @ 1kHz). Rating ini adalah untuk operasi berdenyut sahaja dan tidak boleh dilebihi walaupun seketika dalam operasi DC.
• Pelesapan Kuasa (P_d):60mW. Kuasa maksimum yang boleh dilesapkan oleh pakej sebagai haba, dikira sebagai V_F* I_F.
• Nyahcas Elektrostatik (ESD) Model Badan Manusia (HBM):2000V. Memberikan ukuran kepekaan peranti terhadap elektrik statik. Prosedur pengendalian ESD yang betul adalah wajib.
• Suhu Operasi (T_opr):-40°C hingga +85°C. Julat suhu ambien di mana peranti ditentukan untuk beroperasi.
• Suhu Penyimpanan (T_stg):-40°C hingga +90°C.
• Suhu Paterian:
  • Paterian Reflow: 260°C puncak untuk maksimum 10 saat.
  • Paterian Tangan: 350°C pada hujung besi untuk maksimum 3 saat setiap terminal.

2.2 Ciri Elektro-Optik (Ta=25°C)

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur di bawah keadaan ujian piawai (25°C ambien, I_F=5mA).

• Keamatan Bercahaya (I_v):7.2 mcd (Min) hingga 18.0 mcd (Maks). Output sebenar adalah binning (lihat Seksyen 3).
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):100 darjah (Tipikal). Ini adalah sudut penuh di mana keamatan bercahaya turun kepada separuh daripada nilai puncaknya.
• Panjang Gelombang Puncak (λ_p):639 nm (Tipikal). Panjang gelombang di mana pancaran spektrum adalah paling kuat.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):625.5 nm (Min) hingga 637.5 nm (Maks). Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia, mentakrifkan warna. Ia juga adalah binning.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):20 nm (Tipikal). Lebar spektrum pancaran pada separuh keamatan maksimum.
• Voltan Hadapan (V_F):1.75V (Min) hingga 2.35V (Maks) pada I_F=5mA. Parameter ini mempunyai toleransi ketat ±0.1V dan adalah binning.
• Arus Songsang (I_R):10 μA (Maks) pada V_R=5V. Adalah kritikal untuk ambil perhatian bahawa peranti initidak direka untuk operasi dalam bias songsang; ujian ini adalah untuk pencirian kebocoran sahaja.

3. Penjelasan Sistem Binning

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

3.1 Binning Keamatan Bercahaya

LED dikategorikan kepada empat bin (K1, K2, L1, L2) berdasarkan output cahaya mereka pada 5mA.

• K1:7.2 - 9.0 mcd
• K2:9.0 - 11.5 mcd
• L1:11.5 - 14.5 mcd
• L2:14.5 - 18.0 mcd

Toleransi ±11% terpakai dalam setiap bin.

3.2 Binning Panjang Gelombang Dominan

Warna (hue) dikawal dengan membinning panjang gelombang dominan kepada tiga julat (E6, E7, E8).

• E6:625.5 - 629.5 nm
• E7:629.5 - 633.5 nm
• E8:633.5 - 637.5 nm

Toleransi ±1nm terpakai dalam setiap bin.

3.3 Binning Voltan Hadapan

Untuk membantu reka bentuk pengawalan arus, terutamanya dalam rentetan selari, voltan hadapan adalah binning.

• Bin 0:1.75 - 1.95 V
• Bin 1:1.95 - 2.15 V
• Bin 2:2.15 - 2.35 V

Toleransi ±0.1V terpakai dalam setiap bin.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Dokumen data menyediakan beberapa lengkung ciri yang penting untuk memahami tingkah laku LED di bawah keadaan bukan piawai.

4.1 Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien

Lengkung ini menunjukkan bahawa keamatan bercahaya berkurangan apabila suhu ambien meningkat. Ini adalah ciri asas sumber cahaya semikonduktor disebabkan oleh kecekapan kuantum dalaman yang berkurangan pada suhu yang lebih tinggi. Pereka mesti menurunkan nilai output cahaya yang dijangkakan jika LED akan beroperasi dalam persekitaran suhu tinggi.

4.2 Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan

Hubungan antara arus (I_F) dan output cahaya secara amnya linear pada arus yang lebih rendah tetapi boleh menjadi sub-linear pada arus yang lebih tinggi disebabkan pemanasan dan penurunan kecekapan. Beroperasi di atas arus yang disyorkan tidak akan menghasilkan peningkatan berkadar dalam kecerahan dan akan mengurangkan jangka hayat.

4.3 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V)

Ini adalah ciri diod asas. Lengkung menunjukkan hubungan eksponen. Perubahan kecil dalam voltan mengakibatkan perubahan besar dalam arus, menekankan keperluan kritikal untuk litar pembatas arus (contohnya, perintang siri atau pemacu arus malar) untuk mencegah pelarian haba dan kemusnahan.

4.4 Lengkung Penurunan Nilai Arus Hadapan

Graf ini mentakrifkan arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu ambien. Apabila suhu meningkat, arus selamat maksimum mesti dikurangkan untuk kekal dalam had pelesapan kuasa peranti dan mencegah terlalu panas.

4.5 Taburan Spektrum

Plot spektrum mengesahkan sifat monokromatik LED berasaskan AlGaInP ini, menunjukkan puncak pancaran sempit berpusat sekitar 639 nm, yang sepadan dengan warna merah gelap. Lebar jalur 20nm menunjukkan ketulenan spektrum.

4.6 Corak Radiasi

Gambar rajah kutub menggambarkan sudut pandangan 100 darjah. Keamatan adalah tertinggi pada 0 darjah (berserenjang dengan muka LED) dan berkurangan secara simetri ke arah tepi, mengikut corak hampir-Lambertian tipikal untuk gaya pakej ini.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

SMD LED 19-21 mempunyai dimensi utama berikut (toleransi ±0.1mm melainkan dinyatakan):

• Panjang:2.0 mm
• Lebar:1.25 mm
• Tinggi:0.8 mm

Tanda katod ditunjukkan dengan jelas pada pakej untuk orientasi polariti yang betul semasa pemasangan.

5.2 Reka Bentuk Pad dan Polarity

Tapak kaki yang disyorkan (corak land) disediakan dalam lukisan dimensi. Pengenalpastian katod yang betul (biasanya ditandakan dengan warna hijau, takuk, atau sudut serong seperti yang ditunjukkan) adalah penting untuk mencegah sambungan songsang semasa paterian.

6. Garis Panduan Paterian dan Pemasangan

Pematuhan kepada garis panduan ini adalah kritikal untuk memastikan kebolehpercayaan sambungan pateri dan mencegah kerosakan pada LED.

6.1 Profil Paterian Reflow (Bebas Plumbum)

Profil suhu yang disyorkan adalah penting untuk aloi pateri bebas plumbum (SAC):

• Pemanasan Awal:150-200°C selama 60-120 saat. Ini memanaskan papan secara beransur-ansur untuk mengurangkan kejutan terma.
• Masa Melebihi Likuidus (217°C):60-150 saat.
• Suhu Puncak:260°C maksimum.
• Masa Dalam 5°C Puncak:10 saat maksimum.
• Kadar Peningkatan Maksimum:6°C/saat.
• Kadar Penurunan Maksimum:3°C/saat.
• Had Reflow:Peranti tidak sepatutnya menjalani paterian reflow lebih daripada dua kali.

6.2 Langkah Berjaga-jaga Paterian Tangan

Jika paterian tangan diperlukan, penjagaan yang melampau mesti diambil:

• Gunakan besi terkawal suhu ditetapkan maksimum 350°C.
• Hadkan masa sentuhan kepada 3 saat setiap terminal.
• Gunakan besi dengan rating kuasa 25W atau kurang.
• Benarkan selang penyejukan minimum 2 saat antara paterian setiap terminal.
• Elakkan menggunakan tekanan mekanikal pada badan LED semasa pemanasan.

6.3 Kerja Semula dan Pembaikan

Pembaikan selepas paterian sangat tidak digalakkan. Jika benar-benar tidak dapat dielakkan, besi pateri berkepala dua khusus mesti digunakan untuk memanaskan kedua-dua terminal secara serentak, membolehkan komponen diangkat tanpa memutar. Potensi kerosakan adalah tinggi, dan ciri-ciri LED harus disahkan selepas sebarang kerja semula.

7. Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan

Komponen ini sensitif kepada kelembapan. Pengendalian yang tidak betul boleh menyebabkan "popcorning" (retak pakej) semasa reflow disebabkan pengembangan wap yang cepat.

7.1 Keadaan Penyimpanan

• Jangan buka beg penghalang kalis lembap sehingga komponen sedia untuk digunakan.
• Selepas dibuka: Simpan pada ≤30°C dan ≤60% Kelembapan Relatif (RH).
• Jangka Hayat Lantai:Gunakan dalam 168 jam (7 hari) selepas membuka beg.
• Jika tidak digunakan dalam tempoh ini, meterai semula dengan bahan pengering atau bakar semula.

7.2 Arahan Pembakaran

Jika penunjuk bahan pengering telah bertukar warna atau jangka hayat lantai telah terlampaui, bakar komponen sebelum digunakan untuk mengeluarkan kelembapan yang diserap.

• Suhu:60°C ±5°C
• Tempoh:24 jam
• Nota:Pastikan suhu pembakaran tidak melebihi suhu penyimpanan maksimum (90°C).

8. Pembungkusan dan Maklumat Pesanan

8.1 Spesifikasi Pembungkusan

• Pita Pembawa:Lebar 8mm.
• Saiz Gegelung:Diameter 7 inci.
• Kuantiti per Gegelung:3000 keping.
• Pembungkusan:Komponen dimeterai dalam beg kalis lembap aluminium dengan bahan pengering dan kad penunjuk kelembapan.

8.2 Penjelasan Label

Label gegelung mengandungi maklumat kritikal untuk kebolehjejakan dan pengenalan:

• CPN:Nombor Bahagian Pelanggan (jika diberikan).
• P/N:Nombor Bahagian Pengilang (contohnya, 19-21/R7C-AK1L2BY/3T).
• QTY:Kuantiti pembungkusan pada gegelung.
• CAT:Kod bin Keamatan Bercahaya (contohnya, K1, L2).
• HUE:Kod bin Panjang Gelombang Dominan/Kromatisiti (contohnya, E6, E7).
• REF:Kod bin Voltan Hadapan (contohnya, 0, 1, 2).
• No LOT:Nombor lot pembuatan untuk kebolehjejakan.

9. Pertimbangan Reka Bentuk Aplikasi

9.1 Pembatas Arus Adalah Wajib

Ini adalah peraturan reka bentuk yang paling penting. LED mesti didorong dengan arus malar atau mempunyai perintang siri yang dikira berdasarkan voltan bekalan (V_supply), voltan hadapan LED (V_Fdari binnya), dan arus yang dikehendaki (I_F≤ 25mA). Formula untuk perintang adalah: R = (V_supply- V_F) / I_F. Tanpa ini, peningkatan kecil dalam voltan bekalan akan menyebabkan peningkatan besar, yang berpotensi merosakkan, dalam arus.

9.2 Pengurusan Terma

Walaupun pakejnya kecil, pelesapan kuasa (sehingga 60mW) menjana haba. Pastikan kawasan kuprum PCB yang mencukupi (pad pelepasan haba) di sekitar pad pateri untuk membantu melesapkan haba, terutamanya jika beroperasi berhampiran arus maksimum atau dalam suhu ambien yang tinggi. Rujuk lengkung penurunan nilai.

9.3 Perlindungan ESD

Dengan rating ESD HBM 2000V, peranti ini mempunyai kepekaan sederhana. Laksanakan perlindungan ESD pada talian input jika ia terdedah kepada sentuhan pengguna, dan sentiasa ikut prosedur pengendalian selamat ESD standard semasa pemasangan dan prototaip.

10. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pakej 19-21 menawarkan keseimbangan khusus saiz dan prestasi.

• vs. SMD LED Lebih Besar (contohnya, 3528):19-21 adalah jauh lebih kecil, menjimatkan ruang papan, tetapi biasanya mempunyai rating arus maksimum dan output cahaya yang lebih rendah.
• vs. SMD LED Lebih Kecil (contohnya, 0402):19-21 lebih mudah dikendalikan dan dipateri secara manual, menawarkan pengendalian kuasa yang lebih tinggi, dan selalunya mempunyai sudut pandangan yang lebih luas.
• vs. LED Lubang Tembus:Format SMD menghapuskan keperluan untuk lubang gerudi, membolehkan pemasangan automatik, mengurangkan berat, dan membolehkan ketumpatan komponen yang jauh lebih tinggi pada PCB.
• Teknologi AlGaInP:Sistem bahan ini terkenal dengan kecekapan tinggi dalam julat warna merah/jingga/amber, menawarkan kecerahan dan kestabilan warna yang baik berbanding teknologi lama.

11. Soalan Lazim (FAQ)

11.1 Bolehkah saya mendorong LED ini terus dari bekalan 3.3V atau 5V?

No.Anda mesti menggunakan perintang pembatas arus siri. Sebagai contoh, dengan bekalan 5V dan LED dengan V_F2.0V pada 20mA: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. Perintang 150Ω diperlukan.

11.2 Mengapakah keamatan bercahaya ditentukan pada 5mA dan bukannya maksimum 25mA?

5mA adalah keadaan ujian piawai yang membolehkan perbandingan konsisten antara model dan bin LED yang berbeza. Anda boleh mengoperasikannya pada arus yang lebih tinggi (sehingga 25mA) untuk kecerahan yang lebih tinggi, tetapi anda mesti merujuk kepada lengkung "Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan" dan memastikan had terma tidak dilebihi.

11.3 Apakah maksud kod bin (contohnya, K1, E7, 1) untuk reka bentuk saya?

Jika aplikasi anda memerlukan kecerahan yang konsisten merentasi pelbagai LED, anda harus menentukan bin keamatan bercahaya yang ketat (contohnya, hanya L1). Jika konsistensi warna adalah kritikal, tentukan bin panjang gelombang yang ketat (contohnya, hanya E7). Untuk reka bentuk di mana LED disambung secara selari, menentukan bin voltan hadapan yang ketat (contohnya, hanya 1) membantu memastikan perkongsian arus lebih sekata.

11.4 Dokumen data menyatakan "tidak direka untuk operasi songsang." Apakah maksudnya?

Ia bermaksud LED sepatutnyatidak pernahdikendalikan dengan sengaja dengan katod pada voltan yang lebih tinggi daripada anod. Rating voltan songsang 5V adalah ratingmaksimum boleh hidupuntuk peristiwa sementara yang tidak sengaja, bukan keadaan operasi. Kerosakan kekal berkemungkinan jika voltan songsang dikenakan semasa operasi normal.

12. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario:Mereka bentuk suis automotif padat dengan lampu latar merah.

1. Pemilihan Komponen:LED Merah Gelap 19-21 dipilih untuk saiz kecilnya, kecerahan yang sesuai, dan keserasian dengan pemasangan automatik.
2. Reka Bentuk Litar:Sistem 12V kenderaan digunakan. Perintang siri dikira. Dengan mengandaikan bin voltan hadapan 2.0V dan arus yang dikehendaki 15mA untuk kecerahan yang mencukupi dan jangka hayat panjang: R = (12V - 2.0V) / 0.015A ≈ 667 Ω. Perintang standard 680 Ω, 1/8W dipilih.
3. Susun Atur PCB:Tapak kaki padat 19-21 diletakkan di bawah kubah suis. Sedikit tambahan kuprum ditambah pada pad pateri untuk pelesapan haba.
4. Pembuatan:LED dari bin L1 (untuk kecerahan konsisten) dan E7 (untuk warna konsisten) ditempah pada gegelung 7 inci untuk pick-and-place automatik.
5. Pemasangan:Gegelung yang dimeterai digunakan dalam jangka hayat lantai 7 harinya. PCB menjalani satu laluan reflow tunggal menggunakan profil bebas plumbum yang ditentukan.
6. Keputusan:Lampu latar suis yang boleh dipercayai, diterangi secara seragam dengan jangka hayat operasi yang panjang.

13. Pengenalan Prinsip Teknologi

LED ini adalah berdasarkan bahan semikonduktor AlGaInP (Aluminium Gallium Indium Phosphide) yang ditumbuhkan pada substrat. Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif di mana mereka bergabung semula. Dalam semikonduktor jurang jalur langsung seperti AlGaInP, penggabungan semula ini membebaskan tenaga terutamanya dalam bentuk foton (cahaya). Nisbah spesifik aluminium, galium, dan indium dalam kekisi kristal menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung mentakrifkan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, merah gelap (~639 nm). Kanta resin jernih air membungkus cip dan membentuk cahaya yang dipancarkan kepada sudut pandangan 100 darjah yang ditentukan.

Terminologi Spesifikasi LED

Penjelasan lengkap istilah teknikal LED