Dokumen Teknikal LED SMD 16-213/R6C-AQ2R2B/3T - Merah Gemilang - 20mA - 1.75-2.35V

1. Gambaran Keseluruhan Produk

16-213 ialah LED peranti permukaan-pasang (SMD) yang direka untuk aplikasi berketumpatan tinggi dan miniatur. Ia menggunakan teknologi semikonduktor AlGaInP untuk menghasilkan output cahaya Merah Gemilang. Bentuknya yang padat membolehkan penjimatan ruang yang ketara pada papan litar bercetak (PCB) berbanding komponen berbingkai plumbum tradisional, menyumbang kepada reka bentuk produk akhir yang lebih kecil dan keperluan penyimpanan yang berkurangan.

1.1 Kelebihan Teras

• Pengecilan Saiz:Saiz pakej yang kecil membolehkan ketumpatan pek yang lebih tinggi dan membolehkan reka bentuk peralatan elektronik yang lebih padat.
• Ringan:Sesuai untuk aplikasi di mana berat adalah faktor kritikal.
• Keserasian:Dibungkus dalam pita 8mm pada gegelung 7-inci, menjadikannya serasi sepenuhnya dengan peralatan pemasangan pick-and-place automatik standard.
• Pematuhan Alam Sekitar:Produk ini bebas plumbum, mematuhi piawaian RoHS, EU REACH, dan Bebas Halogen (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm).
• Keserasian Proses:Sesuai untuk kedua-dua proses pematerian reflow inframerah (IR) dan fasa wap.

1.2 Aplikasi Sasaran

LED ini sangat sesuai untuk pelbagai fungsi penunjuk dan pencahayaan belakang, termasuk:

• Pencahayaan belakang papan pemuka dan suis dalam kawalan automotif dan industri.
• Penunjuk status dan pencahayaan belakang papan kekunci dalam peranti telekomunikasi seperti telefon dan mesin faks.
• Pencahayaan belakang rata untuk panel LCD, suis, dan simbol.
• Aplikasi penunjuk tujuan umum.

2. Had Maksimum Mutlak

Had berikut mentakrifkan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada keadaan ini tidak dijamin.

3. Ciri-ciri Elektro-Optik

Parameter ini diukur pada suhu persekitaran (T_a) 25°C dan arus hadapan (I_F) 20mA, melainkan dinyatakan sebaliknya. Ia mewakili prestasi tipikal peranti.

Nota:

1. Toleransi Keamatan Pencahayaan: ±11%
2. Toleransi Panjang Gelombang Dominan: ±1nm
3. Toleransi Voltan Hadapan: ±0.05V

4. Penjelasan Sistem Pengelasan Bin

Untuk memastikan konsistensi dalam prestasi aplikasi, LED disusun (dikelaskan) berdasarkan parameter utama. 16-213 menggunakan sistem pengelasan bin tiga-kod.

4.1 Pengelasan Keamatan Pencahayaan (CAT)

Kod ini menunjukkan keamatan pencahayaan minimum dan maksimum pada I_F=20mA.

4.2 Pengelasan Panjang Gelombang Dominan (HUE)

Kod ini mentakrifkan julat ketulenan warna cahaya merah yang dipancarkan.

4.3 Pengelasan Voltan Hadapan (REF)

Kod ini mengumpulkan LED berdasarkan kejatuhan voltan hadapan pada I_F=20mA, yang kritikal untuk pengiraan perintang penghad arus dan reka bentuk bekalan kuasa.

5. Analisis Keluk Prestasi

Keluk tipikal berikut memberikan gambaran tentang tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan. Semua keluk diukur pada T_a=25°C melainkan dinyatakan.

5.1 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Keluk I-V)

Keluk ini menunjukkan hubungan eksponen antara voltan yang dikenakan dan arus yang terhasil. Voltan hadapan (V_F) biasanya antara 1.75V dan 2.35V pada arus operasi standard 20mA. Pereka bentuk mesti menggunakan perintang penghad arus bersiri untuk mengelakkan pelarian terma, kerana peningkatan kecil dalam voltan melebihi titik lutut menyebabkan peningkatan arus yang besar dan berpotensi merosakkan.

5.2 Keamatan Pencahayaan vs. Arus Hadapan

Keamatan pencahayaan meningkat secara linear dengan arus hadapan sehingga arus maksimum yang dinilai. Beroperasi melebihi had maksimum mutlak (25mA berterusan) akan mengurangkan jangka hayat dan kebolehpercayaan.

5.3 Keamatan Pencahayaan vs. Suhu Persekitaran

Output cahaya LED berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Keluk menunjukkan keamatan pencahayaan relatif menurun apabila suhu persekitaran meningkat dari -40°C ke +85°C. Penurunan kadar ini mesti diambil kira dalam reka bentuk di mana LED beroperasi dalam persekitaran suhu tinggi atau pada arus pacuan tinggi.

5.4 Keluk Penurunan Kadar Arus Hadapan

Keluk kritikal ini mentakrifkan arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu persekitaran. Untuk memastikan operasi yang boleh dipercayai dan mengelakkan terlalu panas, arus hadapan mesti dikurangkan apabila beroperasi pada suhu persekitaran yang tinggi.

5.5 Taburan Spektrum

Spektrum ini berpusat pada panjang gelombang puncak tipikal (λ_p) 632nm dengan lebar penuh pada separuh maksimum (FWHM) kira-kira 20nm, ciri LED merah berasaskan AlGaInP. Panjang gelombang dominan (λ_d) mentakrifkan warna yang dilihat.

5.6 Corak Sinaran

LED ini mempunyai sudut pandangan lebar 120 darjah (2θ_1/2), menyediakan corak pancaran yang luas dan sekata sesuai untuk pencahayaan kawasan dan aplikasi penunjuk di mana keterlihatan lebar diperlukan.

6. Maklumat Mekanikal & Pembungkusan

6.1 Dimensi Pakej

Garis besar fizikal dan dimensi kritikal pakej LED disediakan dalam dokumen data. Toleransi biasanya ±0.1mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Pereka bentuk harus merujuk lukisan tepat untuk penciptaan tapak kaki.

6.2 Susun Atur Pad Cadangan

Corak land (tapak kaki) yang disyorkan untuk reka bentuk PCB disertakan. Corak ini adalah untuk rujukan sahaja dan harus dioptimumkan berdasarkan proses pembuatan khusus, isipadu pes pateri, dan keperluan pengurusan terma.

6.3 Pengenalpastian Polarity

Katod biasanya ditanda pada peranti. Orientasi polarity yang betul adalah penting semasa pemasangan untuk mengelakkan kerosakan bias songsang.

7. Garis Panduan Pematerian & Pemasangan

7.1 Profil Pematerian Reflow (Bebas Plumbum)

LED ini serasi dengan proses reflow inframerah atau fasa wap standard menggunakan pateri bebas plumbum. Profil suhu yang disyorkan termasuk:

• Pemanasan Awal:150-200°C selama 60-120 saat.
• Masa Melebihi Likuidus (TAL):60-150 saat melebihi 217°C.
• Suhu Puncak:260°C maksimum, dipegang tidak lebih daripada 10 saat.
• Kadar Peningkatan:Maksimum 3°C/saat ke 255°C, kemudian maksimum 6°C/saat ke puncak.
• Kadar Penurunan:Maksimum 6°C/saat.

Kritikal:Pematerian reflow tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali pada peranti yang sama.

7.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan, berhati-hati yang melampau mesti diambil:

• Gunakan besi pemateri dengan suhu hujung tidak melebihi 350°C.
• Hadkan masa sentuhan kepada maksimum 3 saat setiap terminal.
• Gunakan besi dengan penarafan kuasa 25W atau kurang.
• Benarkan selang penyejukan sekurang-kurangnya 2 saat antara pematerian setiap terminal.
• Elakkan mengenakan tekanan mekanikal pada badan LED semasa pemanasan.

7.3 Kerja Semula & Pembaikan

Pembaikan selepas LED dipateri sangat tidak digalakkan. Jika tidak dapat dielakkan, besi pemateri berkepala dua khusus mesti digunakan untuk memanaskan kedua-dua terminal secara serentak, meminimumkan tekanan terma. Kesan pada ciri-ciri LED mesti disahkan selepas kerja semula.

8. Penyimpanan & Kepekaan Kelembapan

LED dibungkus dalam beg tahan lembap dengan bahan pengering.

• Sebelum Dibuka:Simpan pada ≤30°C dan ≤90% Kelembapan Relatif (RH).
• Selepas Dibuka (Jangka Hayat Lantai):Peranti yang tidak digunakan mesti dipateri dalam tempoh 1 tahun apabila disimpan pada ≤30°C dan ≤60% RH. Jika tidak digunakan dalam tempoh ini, ia mesti dibakar semula dan dibungkus semula.
• Prosedur Pembakaran:Jika penunjuk bahan pengering bertukar warna atau jangka hayat lantai terlampaui, bakar pada 60 ±5°C selama 24 jam sebelum digunakan.

9. Pembungkusan & Maklumat Pesanan

9.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

Peranti dibekalkan pada pita pembawa timbul lebar 8mm yang dililit pada gegelung diameter 7-inci. Setiap gegelung mengandungi 3000 keping.

9.2 Penjelasan Label

Label gegelung mengandungi beberapa kod utama:

• CPN:Nombor Bahagian Pelanggan.
• P/N:Nombor Bahagian Pengilang (cth., 16-213/R6C-AQ2R2B/3T).
• QTY:Kuantiti pembungkusan setiap gegelung.
• CAT:Pangkat Keamatan Pencahayaan (cth., Q2, R1, R2).
• HUE:Pangkat Panjang Gelombang Dominan (cth., E4, E5, E6, E7).
• REF:Pangkat Voltan Hadapan (cth., 0, 1, 2).
• No. LOT:Nombor lot pembuatan yang boleh dikesan.

10. Pertimbangan Reka Bentuk Aplikasi

10.1 Pengiraan Perintang Penghad Arus

Perintang bersiri adalahwajibuntuk menetapkan arus hadapan. Nilai perintang (R_S) boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R_S= (V_Bekalan- V_F) / I_F. Gunakan V_Fmaksimum dari jadual pengelasan bin untuk reka bentuk konservatif untuk memastikan I_Ftidak melebihi nilai yang dikehendaki. Penarafan kuasa perintang juga mesti dikira: P_R= (I_F)² * R_S.

10.2 Pengurusan Terma

Walaupun pakejnya kecil, pelesapan kuasa (sehingga 60mW) boleh menyebabkan kenaikan suhu simpang yang ketara, terutamanya dalam suhu persekitaran tinggi atau ruang tertutup. Ini mengurangkan output cahaya dan jangka hayat. Pastikan kawasan kuprum PCB yang mencukupi atau via terma digunakan untuk penyingkiran haba jika beroperasi berhampiran had maksimum.

10.3 Perlindungan ESD

Walaupun dinilai untuk 2000V HBM, langkah berjaga-jaga pengendalian ESD standard harus sentiasa diikuti semasa pemasangan dan pengendalian untuk mengelakkan kerosakan laten.

11. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

LED 16-213, berdasarkan teknologi AlGaInP, menawarkan kelebihan tersendiri untuk aplikasi penunjuk merah:

• vs. Teknologi Lama (cth., GaAsP):AlGaInP menyediakan kecekapan pencahayaan yang lebih tinggi, menghasilkan output yang lebih terang pada arus yang sama, dan ketulenan warna yang lebih baik (merah yang lebih tepu).
• vs. LED Putih Spektrum Luas dengan Penapis:LED merah monokromatik jauh lebih cekap untuk menghasilkan cahaya merah tulen berbanding menapis cahaya putih, membawa kepada penggunaan kuasa yang lebih rendah.
• vs. LED Berplumbum Lebih Besar:Format SMD membolehkan pemasangan automatik, mengurangkan ruang papan, dan meningkatkan kebolehpercayaan mekanikal dengan menghapuskan plumbum yang cenderung bengkok dan patah.

12. Soalan Lazim (FAQ)

Q1: Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Puncak (λp) dan Panjang Gelombang Dominan (λd)?

A1: Panjang Gelombang Puncak ialah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum. Panjang Gelombang Dominan ialah panjang gelombang tunggal cahaya monokromatik yang sepadan dengan warna yang dilihat pada LED. λd lebih relevan untuk spesifikasi warna dalam aplikasi penunjuk.

Q2: Bolehkah saya memacu LED ini tanpa perintang penghad arus jika bekalan kuasa saya tepat 2.0V?

A2:No.Voltan hadapan mempunyai toleransi dan berbeza dengan suhu. Voltan bekalan yang sama dengan V_Fnominal boleh membawa kepada arus berlebihan disebabkan variasi unit ke unit atau penurunan suhu. Perintang bersiri sentiasa diperlukan untuk operasi yang boleh dipercayai.

Q3: Mengapa julat suhu penyimpanan lebih luas daripada julat operasi?

A3: Penarafan penyimpanan terpakai kepada peranti dalam keadaan tidak aktif, tidak berkuasa. Julat operasi lebih sempit kerana operasi aktif menghasilkan haba pada simpang semikonduktor, dan kesan gabungan suhu persekitaran dan pemanasan sendiri mesti dihadkan untuk memastikan prestasi dan jangka hayat.

Q4: Bagaimana saya mentafsir nombor bahagian 16-213/R6C-AQ2R2B/3T?

A4: Walaupun penyahkodan tepat mungkin proprietari, ia biasanya menggabungkan kod produk asas (16-213) diikuti dengan kod yang menentukan bin prestasi (cth., keamatan pencahayaan 'R2', panjang gelombang dominan mungkin dalam 'E6/E7', dan voltan hadapan 'B2'), dan mungkin jenis pembungkusan ('3T' mungkin merujuk kepada pita dan gegelung).

13. Kajian Kes Reka Bentuk: Pencahayaan Belakang Suis Papan Pemuka

Senario:Mereka bentuk pencahayaan belakang untuk suis papan pemuka automotif yang memerlukan pencahayaan merah yang seragam dan boleh dipercayai dalam persekitaran dengan suhu persekitaran sehingga 70°C.

Langkah Reka Bentuk:

1. Pemilihan Arus:Untuk memastikan jangka hayat panjang pada suhu tinggi, kurangkan kadar arus. Dari keluk penurunan kadar, pada suhu persekitaran 70°C, I_Fmaksimum yang dibenarkan adalah jauh kurang daripada 25mA. Memilih I_F= 15mA memberikan margin keselamatan yang baik.
2. Pengiraan Perintang:Menggunakan bekalan automotif 12V dan V_Fmaksimum dari bin B2 (2.35V). R_S= (12V - 2.35V) / 0.015A ≈ 643Ω. Gunakan perintang standard 620Ω atau 680Ω. Kuasa: P = (0.015)² * 643 ≈ 0.145W. Perintang 1/4W adalah mencukupi.
3. Pemilihan Bin:Untuk penampilan seragam merentasi pelbagai suis, tentukan bin yang ketat untuk HUE (Panjang Gelombang Dominan, cth., E6 sahaja) dan CAT (Keamatan Pencahayaan, cth., R1 sahaja). Ini memastikan warna dan kecerahan yang konsisten.
4. Susun Atur:Letakkan LED dan perintang penghad arusnya berdekatan. Gunakan susun atur pad yang disyorkan dari dokumen data, mungkin menambah sambungan pelepasan haba kecil untuk membantu pematerian.

14. Prinsip Teknologi

LED ini berdasarkan struktur hetero semikonduktor Aluminium Gallium Indium Fosfida (AlGaInP). Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif di mana mereka bergabung semula. Tenaga yang dibebaskan semasa penggabungan semula ini dipancarkan sebagai foton (cahaya). Tenaga jurang jalur khusus aloi AlGaInP menentukan panjang gelombang cahaya yang dipancarkan, yang dalam kes ini adalah dalam spektrum merah (kira-kira 632nm). Kanta resin jernih air membolehkan cahaya keluar dengan penyerapan minimum, dan bentuknya menentukan sudut pandangan lebar 120 darjah.

15. Trend Industri

Pasaran untuk LED penunjuk SMD seperti 16-213 terus berkembang. Trend utama termasuk:

• Peningkatan Kecekapan:Penambahbaikan sains bahan yang berterusan bertujuan untuk memberikan keberkesanan pencahayaan yang lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per unit input elektrik), membolehkan penggunaan kuasa yang lebih rendah atau penunjuk yang lebih terang.
• Pengecilan Saiz:Dorongan untuk produk akhir yang lebih kecil mendorong pakej LED yang semakin kecil (cth., saiz metrik 0402, 0201) sambil mengekalkan atau meningkatkan prestasi optik.
• Kebolehpercayaan yang Dipertingkatkan:Penambahbaikan dalam bahan pembungkusan dan teknologi lekatan die memfokuskan pada melanjutkan jangka hayat operasi dan ketahanan terhadap kitaran terma dan kelembapan.
• Integrasi:Trend ke arah mengintegrasikan pelbagai LED (cth., kluster RGB) atau menggabungkan LED dengan IC kawalan (seperti cip pemacu) ke dalam pakej tunggal untuk memudahkan reka bentuk litar dan menjimatkan ruang papan.