Dokumen Teknikal SMD LED 19-217/R6C-P1Q2/3T - Merah Cemerlang - 20mA - 2.0V

1. Gambaran Keseluruhan Produk

19-217 ialah LED peranti permukaan (SMD) yang direka untuk aplikasi penunjuk am dan lampu latar. Ia menggunakan cip AlGaInP untuk menghasilkan output cahaya merah yang cemerlang. Pakej SMD padatnya memberikan kelebihan ketara dalam reka bentuk elektronik moden, termasuk ruang papan yang dikurangkan, ketumpatan pek komponen yang lebih tinggi, dan peminikroan keseluruhan peralatan akhir. Peranti ini mematuhi piawaian alam sekitar dan keselamatan utama, termasuk RoHS, REACH, dan keperluan bebas halogen.

1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran

Kelebihan utama LED ini berasal daripada faktor bentuk SMD miniaturnya. Berbanding dengan LED bingkai plumbum tradisional, ia membolehkan reka bentuk papan litar bercetak (PCB) yang lebih kecil, keperluan ruang penyimpanan yang dikurangkan, dan produk akhir yang lebih ringan. Ini menjadikannya amat sesuai untuk aplikasi di mana ruang dan berat adalah kekangan kritikal. Peranti ini disasarkan kepada pelbagai pasaran termasuk elektronik pengguna, peralatan telekomunikasi (cth., telefon, mesin faks), lampu latar papan pemuka dan suis automotif, dan aplikasi penunjuk am di mana sumber cahaya merah yang kompak dan boleh dipercayai diperlukan.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Bahagian ini memberikan tafsiran objektif terperinci tentang parameter elektrik, optik dan terma utama yang ditakrifkan dalam lembaran data. Memahami had dan nilai tipikal ini adalah penting untuk reka bentuk litar yang boleh dipercayai.

2.1 Rating Maksimum Mutlak

Rating Maksimum Mutlak mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ini bukan keadaan operasi.

• Voltan Songsang (VR): 5V- Menggunakan voltan pincang songsang melebihi 5V boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Arus Kehadapan (IF): 25mA- Arus DC berterusan maksimum yang boleh dilalui melalui LED.
• Arus Kehadapan Puncak (IFP): 60mA- Had arus berdenyut (1/10 kitaran tugas, 1kHz) untuk kilasan intensiti tinggi yang singkat. Melebihi rating arus berterusan tanpa denyutan yang betul akan menyebabkan terlalu panas.
• Pelesapan Kuasa (Pd): 60mW- Kuasa maksimum yang boleh dilesapkan oleh pakej sebagai haba, dikira sebagai Voltan Kehadapan (VF) * Arus Kehadapan (IF).
• ESD (HBM): 2000V- LED mempunyai rating nyahcas elektrostatik Model Badan Manusia 2kV. Langkah berjaga-jaga pengendalian ESD yang betul adalah perlu semasa pemasangan.
• Suhu Operasi & Penyimpanan: -40°C hingga +85°C / -40°C hingga +90°C- Menentukan julat persekitaran penuh untuk penggunaan dan penyimpanan bukan operasi.
• Suhu Pateri:Peranti ini boleh menahan pateri reflow dengan suhu puncak 260°C sehingga 10 saat, atau pateri tangan pada 350°C sehingga 3 saat setiap terminal.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Parameter ini diukur pada keadaan ujian piawai Ta=25°C dan IF=20mA, melainkan dinyatakan sebaliknya. Ia mentakrifkan prestasi tipikal LED.

• Keamatan Bercahaya (Iv): 45.0 - 112 mcd (Tip. tidak dinyatakan)- Jumlah cahaya nampak yang dipancarkan. Julat lebar menunjukkan sistem binning digunakan (lihat Seksyen 3). Arus ujian ialah 20mA.
• Sudut Pandangan (2θ1/2): 120° (Tipikal)- Sudut di mana keamatan bercahaya adalah separuh daripada keamatan pada 0° (paksi). Ini adalah sudut pandangan yang sangat lebar, sesuai untuk aplikasi yang memerlukan keterlihatan luas.
• Panjang Gelombang Puncak (λp): 632 nm (Tipikal)- Panjang gelombang di mana kuasa output optik adalah maksimum. Untuk LED merah AlGaInP, ini biasanya jatuh dalam kawasan jingga-merah hingga merah.
• Panjang Gelombang Dominan (λd): 624 nm (Tipikal)- Panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia yang sepadan dengan warna cahaya LED. Ia selalunya sedikit lebih pendek daripada panjang gelombang puncak untuk LED merah.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ): 20 nm (Tipikal)- Lebar spektrum yang dipancarkan pada separuh kuasa maksimum (FWHM). Nilai 20nm menunjukkan warna yang agak tulen.
• Voltan Kehadapan (VF): 1.7V - 2.4V (Tip. 2.0V)- Susut voltan merentasi LED apabila didorong pada 20mA. Pereka bentuk mesti menggunakan ini untuk mengira nilai perintang had arus yang diperlukan. Nilai tipikal 2.0V adalah parameter reka bentuk utama.
• Arus Songsang (IR): 10 μA Maks.- Arus bocor kecil yang mengalir apabila voltan songsang yang ditentukan (5V) digunakan.

3. Penjelasan Sistem Binning

Lembaran data menggariskan sistem binning keamatan bercahaya untuk memastikan konsistensi kecerahan untuk aplikasi pengeluaran. Kod peranti khusus "P1Q2" dalam nombor bahagian merujuk kepada binnya.

• Kod Bin P1:Keamatan Bercahaya dari 45.0 mcd hingga 57.0 mcd.
• Kod Bin P2:Keamatan Bercahaya dari 57.0 mcd hingga 72.0 mcd.
• Kod Bin Q1:Keamatan Bercahaya dari 72.0 mcd hingga 90.0 mcd.
• Kod Bin Q2:Keamatan Bercahaya dari 90.0 mcd hingga 112 mcd.

Akhiran nombor bahagian "P1Q2/3T" menunjukkan peranti khusus ini jatuh ke dalam bin Q2 untuk keamatan bercahaya. Pereka bentuk boleh memilih bin yang sesuai berdasarkan tahap kecerahan yang diperlukan untuk aplikasi mereka. Lembaran data juga menyatakan toleransi umum ±11% pada keamatan bercahaya dalam satu bin.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun PDF merujuk kepada "Keluk Ciri-ciri Elektro-Optik Tipikal," graf khusus tidak disediakan dalam teks. Berdasarkan tingkah laku LED piawai, keluk ini biasanya termasuk:

• Keluk IV (Arus vs. Voltan):Menunjukkan hubungan eksponen antara voltan kehadapan dan arus kehadapan. Voltan "lutut" adalah sekitar VF tipikal 2.0V. Keluk ini penting untuk mereka bentuk litar pemacu.
• Keamatan Bercahaya vs. Arus Kehadapan:Menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus, biasanya dalam hubungan hampir linear dalam julat operasi, sebelum kecekapan menurun pada arus yang sangat tinggi disebabkan pemanasan.
• Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien:Menunjukkan penurunan rating output cahaya apabila suhu simpang meningkat. Untuk kebanyakan LED, output berkurangan apabila suhu meningkat.
• Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif berbanding panjang gelombang, menunjukkan puncak pada ~632nm dan lebar jalur ~20nm.

Pereka bentuk harus merujuk lembaran data grafik penuh daripada pengeluar untuk keluk terperinci ini untuk mengoptimumkan prestasi merentasi suhu dan keadaan pacuan.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

LED ini dibungkus dalam pakej SMD piawai. Lukisan dalam lembaran data memberikan dimensi kritikal termasuk panjang badan, lebar, tinggi, dan penempatan terminal katod/anod. Katod biasanya dikenal pasti oleh penanda visual seperti takuk, titik hijau, atau sudut terpotong pada pakej. Toleransi dimensi umumnya ±0.1mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Susun atur tapak kaki yang tepat adalah perlu untuk pemilihan dan penempatan automatik serta pateri yang berjaya.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Polariti yang betul adalah penting untuk operasi LED. Gambarajah pakej lembaran data akan menunjukkan dengan jelas terminal katod (negatif). Memasang LED dalam pincang songsang akan menghalangnya daripada menyala dan, jika rating voltan songsang dilebihi, mungkin merosakkan peranti.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Pengendalian yang betul adalah kritikal untuk mengekalkan kebolehpercayaan. Lembaran data memberikan arahan terperinci.

6.1 Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan

LED dibungkus dalam beg tahan lembap dengan bahan pengering. Beg tidak boleh dibuka sehingga komponen sedia untuk digunakan. Jika beg dibuka dan komponen tidak digunakan serta-merta, mereka mempunyai "jangka hayat lantai" 1 tahun di bawah keadaan terkawal (≤30°C, ≤60% RH). Melebihi ini atau jika penunjuk bahan pengering berubah warna, rawatan pembakaran (60±5°C selama 24 jam) diperlukan sebelum pateri reflow untuk mengelakkan kerosakan "popcorning" daripada penyejatan lembapan.

6.2 Profil Pateri Reflow

Profil reflow bebas plumbum ditentukan:

• Pemanasan Awal:150-200°C selama 60-120 saat.
• Masa Melebihi Likuidus (217°C):60-150 saat.
• Suhu Puncak:260°C maksimum, dipegang tidak lebih daripada 10 saat.
• Kadar Peningkatan:Maksimum 6°C/saat.
• Kadar Penurunan:Maksimum 3°C/saat.

Pateri reflow tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali. PCB tidak boleh meleding atau tertekan semasa atau selepas pateri.

6.3 Pateri Tangan dan Kerja Semula

Jika pateri tangan diperlukan, suhu hujung besi pateri mestilah di bawah 350°C, digunakan tidak lebih daripada 3 saat setiap terminal. Besi pateri berkuasa rendah (≤25W) disyorkan. Selang penyejukan sekurang-kurangnya 2 saat harus dibenarkan antara pateri setiap terminal. Kerja semula sangat tidak digalakkan, tetapi jika tidak dapat dielakkan, besi pateri berkepala dua khusus harus digunakan untuk memanaskan kedua-dua terminal secara serentak dan mengelakkan tekanan mekanikal pada sambungan pateri.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pembungkusan

LED dibekalkan dalam pita pembawa timbul lebar 8mm piawai industri, dililit pada gegelung diameter 7 inci. Setiap gegelung mengandungi 3000 keping. Dimensi gegelung, pita, dan pita penutup disediakan dalam lembaran data untuk memastikan keserasian dengan peralatan pemasangan automatik.

7.2 Penjelasan Label

Label gegelung mengandungi beberapa medan utama:

• P/N:Nombor Produk (cth., 19-217/R6C-P1Q2/3T).
• QTY:Kuantiti Pembungkusan (3000 pcs).
• CAT:Pangkat Keamatan Bercahaya (cth., Q2).
• HUE:Koordinat Kromatisiti & Pangkat Panjang Gelombang Dominan.
• REF:Pangkat Voltan Kehadapan.
• LOT No:Nombor Lot Pembuatan untuk kebolehjejakan.

8. Cadangan Reka Bentuk Aplikasi

8.1 Litar Aplikasi Biasa

Kaedah pacuan paling biasa ialah perintang siri ringkas. Nilai perintang (R) dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (Vsupply - VF) / IF. Contohnya, dengan bekalan 5V, VF tipikal 2.0V, dan IF yang dikehendaki 20mA: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. Rating kuasa perintang hendaklah sekurang-kurangnya (Vsupply - VF) * IF = 0.06W; perintang 1/8W atau 1/10W adalah mencukupi. Perintang ini adalahwajibuntuk mengelakkan arus berlebihan, kerana ciri IV eksponen LED bermaksud peningkatan voltan kecil menyebabkan lonjakan arus besar yang boleh memusnahkan peranti serta-merta.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pacuan Arus:Sentiasa pacu dengan arus malar atau sumber voltan dengan perintang siri. Jangan sambungkan terus ke sumber voltan.
• Pengurusan Terma:Walaupun pakej kecil, memastikan kawasan kuprum PCB yang mencukupi di sekitar pad terma (jika ada) atau pengudaraan papan umum membantu mengekalkan suhu simpang yang lebih rendah, mengekalkan output cahaya dan jangka hayat.
• Perlindungan ESD:Laksanakan perlindungan ESD pada talian input jika LED berada di lokasi yang boleh diakses pengguna, dan ikuti prosedur pengendalian selamat ESD semasa pemasangan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pembezaan utama 19-217 terletak pada gabungan sudut pandangan 120 darjah yang sangat lebar dan titik warna merah cemerlang khususnya (λd ~624nm) daripada sistem bahan AlGaInP. Berbanding dengan teknologi lama atau LED sudut sempit, ia memberikan keterlihatan luar paksi yang lebih seragam, yang menguntungkan untuk penunjuk panel dan lampu latar di mana penonton mungkin tidak berada tepat di hadapan peranti. Pematuhannya dengan piawaian alam sekitar moden (RoHS, Bebas Halogen) juga merupakan keperluan utama untuk kebanyakan pembuatan elektronik kontemporari.

10. Soalan Lazim (FAQ)

Q: Bolehkah saya memacu LED ini pada 30mA untuk kecerahan lebih?

A: Tidak boleh. Rating Maksimum Mutlak untuk arus kehadapan berterusan ialah 25mA. Melebihi rating ini berisiko terlalu panas dan kegagalan pramatang. Untuk kecerahan lebih tinggi, pilih LED daripada bin keamatan bercahaya lebih tinggi (cth., Q2) atau produk berbeza yang dinilai untuk arus lebih tinggi.

Q: Lembaran data menunjukkan VF tipikal 2.0V, tetapi litar saya mengukur 2.2V. Adakah ini normal?

A: Ya. Voltan Kehadapan mempunyai julat yang ditentukan dari 1.7V hingga 2.4V. Nilai 2.2V berada dalam had maksimum dan adalah normal disebabkan variasi pembuatan. Pengiraan perintang had arus anda harus menggunakan VF maksimum (2.4V) untuk menjamin arus tidak pernah melebihi 25mA di bawah keadaan paling teruk.

Q: Perlukah saya membakar LED jika beg telah dibuka selama seminggu?

A: Ia bergantung pada persekitaran penyimpanan. Jika ia disimpan dalam persekitaran terkawal yang memenuhi keadaan jangka hayat lantai (≤30°C, ≤60% RH), pembakaran mungkin tidak perlu. Walau bagaimanapun, jika keadaan penyimpanan tidak diketahui atau lembap, melakukan pembakaran yang disyorkan (60°C selama 24 jam) adalah amalan selamat untuk mengelakkan kecacatan pateri.

11. Kes Penggunaan dan Reka Bentuk Praktikal

Senario: Mereka bentuk panel penunjuk status dengan pelbagai LED merah.

Seorang pereka bentuk mencipta panel kawalan yang memerlukan 10 penunjuk status merah seragam. Mereka memilih LED 19-217/bin Q2 untuk kecerahan konsisten. Panel dikuasakan oleh rel 3.3V. Menggunakan VF maksimum 2.4V untuk memastikan operasi selamat di bawah semua keadaan, mereka mengira perintang siri: R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 Ω. Nilai piawai terdekat ialah 47 Ω. Arus sebenar dengan VF tipikal 2.0V akan menjadi ~27.7mA, yang sedikit melebihi maksimum mutlak. Oleh itu, untuk kekal dalam had 25mA di bawah semua keadaan, mereka harus menggunakan perintang yang lebih besar. Mengira semula dengan sasaran 20mA pada VF maks: R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 Ω. Pada VF tipikal (2.0V), arus akan menjadi (3.3V-2.0V)/47Ω = 27.7mA, yang terlalu tinggi. Pendekatan yang lebih baik adalah mereka bentuk untuk kes tipikal tetapi mengesahkan arus maks: Pilih R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 Ω (gunakan 68 Ω). Arus maks pada VF_min (1.7V) = (3.3V-1.7V)/68Ω = 23.5mA (selamat). Kes ini menekankan kepentingan mempertimbangkan julat VF penuh dalam pengiraan perintang.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Diod Pemancar Cahaya (LED) ialah peranti semikonduktor yang memancarkan cahaya melalui elektroluminesens. Apabila voltan kehadapan digunakan merentasi simpang p-n, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau aktif. Apabila pembawa cas ini (elektron dan lubang) bergabung semula, mereka membebaskan tenaga. Dalam LED AlGaInP (Aluminium Gallium Indium Phosphide) seperti 19-217, tenaga ini dibebaskan terutamanya sebagai foton (cahaya) dalam bahagian merah spektrum nampak. Panjang gelombang khusus (puncak pada 632nm, dominan pada 624nm) ditentukan oleh tenaga jurang jalur tepat bahan semikonduktor, yang direkayasa semasa proses pertumbuhan kristal. Sudut pandangan lebar 120 darjah dicapai melalui bentuk dan bahan kanta epoksi yang membungkus cip semikonduktor.

13. Trend dan Perkembangan Teknologi

Trend dalam LED penunjuk SMD terus ke arah kecekapan lebih tinggi, saiz pakej lebih kecil, dan kebolehpercayaan yang lebih baik. Walaupun 19-217 menggunakan teknologi AlGaInP yang terbukti untuk merah, bahan dan reka bentuk cip baharu boleh menawarkan keberkesanan bercahaya lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per watt elektrik). Terdapat juga penekanan yang semakin meningkat pada toleransi binning yang lebih ketat untuk kedua-dua warna dan keamatan untuk memenuhi permintaan aplikasi yang memerlukan keseragaman tinggi, seperti paparan warna penuh dan kelompok pencahayaan automotif. Tambahan pula, dorongan untuk peminikroan berterusan, mendorong pakej lebih kecil daripada tapak kaki tradisional 2.0mm x 1.25mm. Piawaian pematuhan alam sekitar (Bebas Halogen, REACH) yang diketengahkan dalam lembaran data ini kini merupakan keperluan asas untuk hampir semua komponen elektronik yang dijual di seluruh dunia.