Spesifikasi SMD LED 15-215/G7C-BN1P2B/2T - Kuning Hijau Cemerlang - 20mA - 2.35V Maks - Dokumen Teknikal

1. Gambaran Keseluruhan Produk

15-215/G7C-BN1P2B/2T ialah peranti permukaan-pasang (SMD) LED yang menggunakan cip semikonduktor AlGaInP (Aluminium Gallium Indium Fosfida) untuk memancarkan cahaya Kuning Hijau Cemerlang. LED ini dicirikan oleh saiznya yang padat, yang memudahkan reka bentuk papan litar bercetak (PCB) yang lebih kecil, ketumpatan pek komponen yang lebih tinggi, dan akhirnya membolehkan pembangunan peralatan elektronik yang lebih mini. Pembinaan ringannya meningkatkan lagi kesesuaiannya untuk aplikasi di mana ruang dan berat adalah kekangan kritikal.

Peranti ini dibungkus pada pita 8mm yang dililit pada gegelung berdiameter 7 inci, menjadikannya serasi sepenuhnya dengan peralatan pemasangan pick-and-place automatik standard. Ia direka untuk digunakan dengan kedua-dua proses pematerian reflow inframerah dan fasa wap. Produk ini mematuhi peraturan alam sekitar dan keselamatan utama, bebas plumbum (Pb-free), mematuhi arahan RoHS EU, peraturan REACH EU, dan memenuhi piawaian bebas halogen (Bromin <900 ppm, Klorin <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

2. Penyelaman 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 ambien (Ta) 25°C. Voltan songsang maksimum (VR) ialah 5V. Arus ke hadapan berterusan maksimum (IF) ialah 25 mA. Untuk operasi berdenyut, arus ke hadapan puncak (IFP) 60 mA dibenarkan di bawah kitar tugas 1/10 pada 1 kHz. Penyerakan kuasa maksimum (Pd) ialah 60 mW. Peranti ini boleh menahan nyahcas elektrostatik (ESD) 2000V mengikut Model Badan Manusia (HBM). Julat suhu operasi (Topr) adalah dari -40°C hingga +85°C, manakala julat suhu penyimpanan (Tstg) adalah dari -40°C hingga +90°C. Untuk pematerian, ia boleh menahan pematerian reflow pada 260°C selama 10 saat atau pematerian tangan pada 350°C untuk maksimum 3 saat.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Prestasi teras ditakrifkan di bawah keadaan ujian standard (Ta=25°C, IF=20mA). Keamatan pencahayaan (Iv) mempunyai julat tipikal. Peranti ini mempunyai sudut pandangan lebar (2θ1/2) kira-kira 140 darjah. Panjang gelombang puncak (λp) adalah sekitar 575 nm, dengan panjang gelombang dominan (λd) antara 567.5 nm hingga 575.5 nm. Lebar jalur spektrum (Δλ) biasanya 20 nm. Voltan ke hadapan (VF) antara 1.75V hingga 2.35V. Arus songsang (IR) adalah maksimum 10 μA apabila voltan songsang (VR) 5V dikenakan. Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa peranti ini tidak direka untuk beroperasi di bawah pincang songsang; rating VR adalah semata-mata untuk menguji parameter IR.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan parameter utama. Ini membolehkan pereka memilih bahagian yang memenuhi kriteria prestasi khusus untuk aplikasi mereka.

3.1 Binning Keamatan Pencahayaan

Keamatan pencahayaan dikategorikan kepada empat bin (N1, N2, P1, P2) yang diukur pada IF=20mA. Bin menentukan nilai minimum dan maksimum untuk menjamin tahap kecerahan tertentu. Pereka mesti mengambil kira toleransi tambahan ±11% pada keamatan pencahayaan dalam satu bin.

3.2 Binning Panjang Gelombang Dominan

Warna, ditakrifkan oleh panjang gelombang dominan, disusun ke dalam empat bin (C15, C16, C17, C18), setiap satu meliputi julat 2 nm dari 567.5 nm hingga 575.5 nm. Toleransi ±1 nm digunakan pada panjang gelombang dominan dalam satu bin.

3.3 Binning Voltan Ke Hadapan

Voltan ke hadapan dikumpulkan ke dalam tiga bin (0, 1, 2), setiap satu merangkumi julat 0.2V dari 1.75V hingga 2.35V. Toleransi ±0.1V digunakan pada voltan ke hadapan dalam satu bin. Binning ini adalah kritikal untuk mereka bentuk litar pemacu arus yang konsisten, terutamanya apabila berbilang LED disambung secara selari.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Dokumen data teknikal menyediakan beberapa lengkung ciri yang menggambarkan tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan. LengkungKeamatan Pencahayaan Relatif vs. Arus Ke Hadapanmenunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus, biasanya dalam cara sub-linear pada arus yang lebih tinggi disebabkan pemanasan dan penurunan kecekapan. LengkungPenurunan Kadar Arus Ke Hadapanadalah penting untuk pengurusan haba; ia menunjukkan arus ke hadapan maksimum yang dibenarkan mesti dikurangkan apabila suhu ambien meningkat melebihi 25°C untuk mengelakkan melebihi had suhu simpang maksimum dan penyerakan kuasa. GrafTaburan Spektrummenggambarkan kuasa sinaran relatif sebagai fungsi panjang gelombang, berpusat sekitar 575 nm dengan lebar jalur ciri 20 nm. LengkungArus Ke Hadapan vs. Voltan Ke Hadapan (Lengkung I-V)menunjukkan hubungan eksponen tipikal diod; peningkatan kecil dalam voltan membawa kepada peningkatan besar dalam arus, menekankan keperluan untuk litar pembatas arus. Gambar rajahRadiasi(plot kutub) mewakili secara visual taburan spatial keamatan cahaya, mengesahkan sudut pandangan 140 darjah.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

Lukisan pakej menyediakan dimensi kritikal untuk reka bentuk tapak kaki PCB. Ukuran utama termasuk panjang dan lebar keseluruhan, saiz dan kedudukan pad pateri, dan ketinggian komponen. Toleransi biasanya ±0.1mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Polarity ditunjukkan pada peranti itu sendiri, yang mesti diselaraskan dengan betul dengan tanda polarity yang sepadan pada tapak kaki PCB untuk memastikan operasi yang betul.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

Pengendalian dan pematerian yang betul adalah penting untuk kebolehpercayaan. Peranti dibekalkan dalam pembungkusan sensitif lembapan. Beg tidak boleh dibuka sehingga komponen sedia untuk digunakan. Setelah dibuka, LED harus disimpan pada ≤30°C dan ≤60% kelembapan relatif dan digunakan dalam masa 168 jam (7 hari). Jika masa ini dilampaui atau penunjuk desikan menunjukkan tepu, rawatan pembakaran pada 60±5°C selama 24 jam diperlukan sebelum digunakan.

Untuk pematerian reflow bebas plumbum, profil suhu khusus mesti diikuti: pemanasan awal antara 150-200°C selama 60-120 saat, masa di atas likuidus (217°C) 60-150 saat, suhu puncak tidak melebihi 260°C dipegang untuk maksimum 10 saat, dan kadar penyejukan terkawal. Pematerian reflow tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali. Semasa pematerian tangan, suhu hujung besi pemateri mestilah di bawah 350°C, masa sentuhan per terminal tidak boleh melebihi 3 saat, dan selang yang sesuai harus ditinggalkan antara pematerian setiap terminal. Pembaikan selepas pematerian awal tidak digalakkan, tetapi jika tidak dapat dielakkan, besi pemateri berkepala dua khusus harus digunakan untuk memanaskan kedua-dua terminal secara serentak dan mengelakkan tekanan mekanikal.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

LED dihantar dalam sistem pembungkusan tahan lembapan. Ia dimuatkan ke dalam pita pembawa, yang kemudiannya dililit pada gegelung 7 inci. Setiap gegelung mengandungi 2000 keping. Gegelung, bersama desikan, dimeterai di dalam beg kalis lembapan aluminium. Label beg mengandungi maklumat penting untuk kebolehjejakan dan pengenalan, termasuk nombor produk, kuantiti, dan kod bin khusus untuk keamatan pencahayaan (CAT), panjang gelombang dominan (HUE), dan voltan ke hadapan (REF).

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

Warna Kuning Hijau Cemerlang dan format SMD menjadikan LED ini sesuai untuk pelbagai peranan penunjuk dan lampu latar. Aplikasi utama termasuk lampu latar untuk papan pemuka kluster instrumen dan suis membran, penunjuk status dan lampu latar kekunci dalam peranti telekomunikasi seperti telefon dan mesin faks, dan lampu latar rata untuk panel LCD kecil, suis, dan simbol. Sifat serba bolehnya juga membolehkan penggunaan dalam elektronik pengguna, kawalan industri, dan peranti mudah alih.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Pemacu Arus:Perintang pembatas arus luaran adalah wajib. Ciri I-V eksponen bermaksud walaupun variasi kecil dalam voltan bekalan boleh menyebabkan perubahan besar, berpotensi merosakkan, dalam arus ke hadapan. Nilai perintang mesti dikira berdasarkan voltan bekalan, voltan ke hadapan LED (mempertimbangkan bin dan toleransi), dan arus operasi yang dikehendaki (tidak melebihi 25 mA berterusan).
Pengurusan Haba:Walaupun penyerakan kuasa adalah rendah, susun atur PCB yang betul adalah penting. Pastikan kawasan kuprum yang mencukupi di sekitar pad pateri untuk bertindak sebagai penyerap haba, terutamanya jika beroperasi pada suhu ambien tinggi atau berhampiran arus maksimum. Patuhi lengkung penurunan kadar arus.
Perlindungan ESD:Walaupun dinilai untuk 2000V HBM, langkah berjaga-jaga ESD standard harus dipatuhi semasa pengendalian dan pemasangan.

9. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Berbanding LED berwayar tradisional, jenis SMD ini menawarkan kelebihan ketara dalam saiz, berat, dan kesesuaian untuk pemasangan automatik, membawa kepada kos pembuatan keseluruhan yang lebih rendah. Dalam landskap SMD LED, penggunaan bahan AlGaInP untuk pancaran kuning-hijau biasanya menawarkan kecekapan pencahayaan yang lebih tinggi dan ketepuan warna yang lebih baik daripada teknologi lama seperti GaP. Sudut pandangan lebar 140 darjah adalah ciri utama untuk aplikasi yang memerlukan keterlihatan luas, berbanding LED sudut sempit yang digunakan untuk pencahayaan fokus. Pematuhannya dengan piawaian alam sekitar moden (RoHS, Bebas Halogen) adalah keperluan asas untuk kebanyakan produk elektronik kontemporari.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah nilai perintang yang perlu saya gunakan dengan bekalan 5V?
J: Anda mesti menggunakan voltan ke hadapan maksimum dari bin (contohnya, 2.35V dari Bin 2) dan arus yang dikehendaki (contohnya, 20mA). Menggunakan Hukum Ohm: R = (Vbekalan - Vf) / If = (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5 Ohm. Perintang standard 130 atau 150 Ohm akan sesuai, memastikan arus tidak melebihi 25 mA walaupun pada Vf minimum.

S: Bolehkah saya memacu LED ini tanpa perintang pembatas arus menggunakan sumber voltan malar?
J: Tidak. Ini hampir pasti akan memusnahkan LED disebabkan aliran arus yang tidak terkawal akibat ciri I-V eksponen diod.

S: Bagaimanakah suhu mempengaruhi kecerahan?
J: Keamatan pencahayaan biasanya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Lengkung penurunan kadar secara tidak langsung mencerminkan ini dengan memerlukan arus yang lebih rendah pada suhu ambien tinggi untuk mengelakkan terlalu panas, yang akan mengurangkan lagi kecekapan dan jangka hayat.

S: Apakah perbezaan antara panjang gelombang puncak dan panjang gelombang dominan?
J: Panjang gelombang puncak (λp) ialah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum. Panjang gelombang dominan (λd) ialah panjang gelombang tunggal cahaya monokromatik yang sepadan dengan warna yang dilihat LED. Untuk pemancar jalur sempit seperti ini, mereka sering hampir, tetapi λd lebih relevan untuk spesifikasi warna.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Kes: Mereka bentuk panel penunjuk status berbilang LED.Seorang pereka mencipta panel kawalan dengan 10 penunjuk status kuning-hijau. Untuk memastikan kecerahan seragam, mereka harus menentukan LED dari bin keamatan pencahayaan yang sama (contohnya, semua P1). Untuk memastikan penampilan warna yang konsisten, mereka harus menentukan LED dari bin panjang gelombang dominan yang sama (contohnya, semua C17). Untuk memudahkan litar pemacu dan memastikan pengagihan arus yang sekata jika LED diletakkan secara selari, menentukan LED dari bin voltan ke hadapan yang sama (contohnya, semua 1) sangat disyorkan. Litar pemacu akan terdiri daripada pengatur voltan (contohnya, 5V) dan satu perintang pembatas arus untuk setiap LED (atau cip pemacu LED khusus untuk kawalan dan keupayaan malap yang lebih baik). Susun atur PCB akan mengumpulkan LED bersama tetapi menyediakan tuangan kuprum yang mencukupi untuk penyebaran haba, terutamanya jika mereka akan diterangi serentak untuk tempoh yang berpanjangan.

12. Pengenalan Prinsip

LED ini beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan ke hadapan dikenakan, elektron dari rantau AlGaInP jenis-n disuntik merentasi simpang ke rantau jenis-p, dan lubang disuntik ke arah bertentangan. Pembawa cas ini bergabung semula di rantau aktif berhampiran simpang. Dalam semikonduktor jurang jalur langsung seperti AlGaInP, penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus atom Aluminium, Gallium, Indium, dan Fosfida menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, Kuning Hijau Cemerlang (~575 nm). Enkapsulan resin epoksi berfungsi untuk melindungi cip semikonduktor, membentuk pancaran output cahaya (mencipta sudut pandangan 140 darjah), dan memberikan kestabilan mekanikal.

13. Trend Pembangunan

Trend umum dalam SMD LED seperti ini terus ke arah kecekapan pencahayaan yang lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per watt elektrik), peningkatan konsistensi warna dan toleransi binning yang lebih ketat, dan kebolehpercayaan yang dipertingkatkan di bawah keadaan alam sekitar yang keras. Pembungkusan berkembang untuk membolehkan tapak kaki yang lebih kecil dan profil yang lebih rendah sambil mengekalkan atau meningkatkan prestasi haba. Terdapat juga dorongan kuat ke arah kebolehubahan spektrum penuh dan LED pintar, boleh dialamatkan yang disepadukan dengan litar kawalan. Sains bahan asas untuk LED AlGaInP adalah matang, tetapi penyelidikan berterusan memberi tumpuan kepada mengoptimumkan kecekapan pada ketumpatan arus yang lebih tinggi dan meningkatkan jangka hayat. Penekanan pada pematuhan alam sekitar (bebas halogen, RoHS) kini adalah standard dan akan terus menjadi keperluan asas untuk semua komponen elektronik.