Dokumen Teknikal SMD LED 19-22/R6GHC-C02/2T - 2.0x1.6x0.8mm - Merah/Hijau - 5mA

1. Gambaran Keseluruhan Produk

19-22/R6GHC-C02/2T ialah LED peranti permukaan terpasang (SMD) padat yang direka untuk pemasangan elektronik berketumpatan tinggi. Komponen ini menggabungkan dua teknologi cip LED berbeza dalam satu pakej: cip AlGaInP untuk pancaran merah terang (ditandakan R6) dan cip InGaN untuk pancaran hijau terang (ditandakan GH). Konfigurasi pelbagai warna ini memberikan fleksibiliti reka bentuk dalam ruang yang minima.

Kelebihan utama LED ini ialah saiznya yang jauh lebih kecil berbanding komponen bingkai plumbum tradisional. Pengecilan ini membolehkan reka bentuk papan litar bercetak (PCB) yang lebih kecil, ketumpatan pek komponen yang lebih tinggi, keperluan penyimpanan yang berkurangan, dan akhirnya menyumbang kepada pembangunan peralatan pengguna akhir yang lebih padat. Pembinaan ringannya menjadikannya pilihan ideal untuk aplikasi miniatur dan mudah alih di mana ruang dan berat adalah kekangan kritikal.

Peranti ini dibekalkan dalam pita 8mm piawai industri pada gegelung berdiameter 7 inci, memastikan keserasian dengan peralatan pemasangan pilih-dan-letak automatik berkelajuan tinggi. Ia diformulasikan tanpa plumbum dan mematuhi peraturan alam sekitar utama termasuk RoHS, EU REACH, dan piawaian bebas halogen (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Mengoperasikan peranti melebihi had ini boleh menyebabkan kerosakan kekal. Semua penarafan dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C.

• Voltan Songsang (VR):5 V (maksimum). Peranti ini tidak direka untuk operasi bias songsang; penarafan ini terutamanya untuk menguji arus bocor songsang (IR).
• Arus Hadapan Berterusan (IF):25 mA untuk kedua-dua cip R6 (merah) dan GH (hijau).
• Arus Hadapan Puncak (IFP):Dikenakan di bawah kitar tugas 1/10 pada 1 kHz. Cip R6 boleh mengendalikan 60 mA, manakala cip GH dinilai untuk 100 mA. Parameter ini adalah penting untuk aplikasi operasi berdenyut.
• Pelesapan Kuasa (Pd):Pelesapan kuasa maksimum yang dibenarkan ialah 60 mW untuk cip R6 dan 95 mW untuk cip GH. Ini adalah parameter kritikal untuk pengurusan haba.
• Nyahcas Elektrostatik (ESD) Model Badan Manusia (HBM):Cip R6 menawarkan perlindungan ESD yang teguh sehingga 2000V, manakala cip GH lebih sensitif dengan penarafan 150V. Prosedur pengendalian ESD yang betul adalah penting, terutamanya untuk cip hijau.
• Suhu Operasi & Penyimpanan:Peranti ini dinilai untuk operasi dari -40°C hingga +85°C dan boleh disimpan dari -40°C hingga +90°C.
• Suhu Pematerian:Untuk pematerian alir semula, suhu puncak 260°C untuk maksimum 10 saat dinyatakan. Untuk pematerian tangan, suhu hujung besi pemateri tidak boleh melebihi 350°C untuk maksimum 3 saat setiap terminal.

2.2 Ciri Elektro-Optik

Parameter ini mentakrifkan output cahaya dan tingkah laku elektrik di bawah keadaan operasi biasa (Ta=25°C, IF=5mA melainkan dinyatakan sebaliknya).

• Keamatan Bercahaya (Iv):Cip R6 (merah) mempunyai keamatan tipikal 20.0 mcd (min. 14.5 mcd). Cip GH (hijau) mempunyai keamatan tipikal 65.0 mcd (min. 45.0 mcd). Toleransi ±11% dikenakan.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):Sudut pandangan lebar 130 darjah adalah tipikal untuk pakej ini, memberikan pencahayaan yang luas.
• Panjang Gelombang:
  • R6 (Merah):Panjang Gelombang Puncak (λp) ialah 632 nm. Panjang Gelombang Dominan (λd) julat dari 617.5 nm hingga 629.5 nm, dengan toleransi ±1 nm. Lebar jalur spektrum (Δλ) ialah 20 nm.
  • GH (Hijau):Panjang Gelombang Puncak (λp) ialah 518 nm. Panjang Gelombang Dominan (λd) julat dari 517.5 nm hingga 533.5 nm, dengan toleransi ±1 nm. Lebar jalur spektrum (Δλ) ialah 35 nm.
• Voltan Hadapan (VF):
  • R6 (Merah):Tipikal 1.9 V, maksimum 2.3 V pada 5mA.
  • GH (Hijau):Tipikal 2.9 V, maksimum 3.4 V pada 5mA.
• Arus Songsang (IR):Diukur pada VR=5V. Maksimum ialah 10 μA untuk R6 dan 50 μA untuk GH.

3. Penjelasan Sistem Pengelasan (Binning)

LED disusun (dikelaskan) berdasarkan Panjang Gelombang Dominan mereka untuk memastikan konsistensi warna dalam sesuatu aplikasi.

3.1 Pengelasan Panjang Gelombang R6 (Merah)

• Kod Kelas 1:617.5 nm ≤ λd < 621.5 nm
• Kod Kelas 2:621.5 nm ≤ λd < 625.5 nm
• Kod Kelas 3:625.5 nm ≤ λd ≤ 629.5 nm

3.2 Pengelasan Panjang Gelombang GH (Hijau)

• Kod Kelas 1:517.5 nm ≤ λd < 525.5 nm
• Kod Kelas 2:525.5 nm ≤ λd ≤ 533.5 nm

Maklumat pengelasan ini adalah kritikal untuk pereka yang memerlukan padanan warna yang tepat merentasi pelbagai LED dalam paparan atau panel penunjuk.

4. Analisis Keluk Prestasi

4.1 Ciri R6 (Cip Merah)

Keluk yang disediakan menggambarkan hubungan utama:

• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan:Menunjukkan peningkatan tidak linear dalam output cahaya dengan arus. Beroperasi melebihi 5mA yang disyorkan mungkin menghasilkan keamatan yang lebih tinggi tetapi menjejaskan kecekapan dan jangka hayat.
• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Ambien:Menunjukkan pekali suhu negatif output cahaya. Keamatan bercahaya berkurangan apabila suhu simpang meningkat, yang merupakan tingkah laku asas semikonduktor LED.
• Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan:Menggambarkan keluk ciri I-V diod.
• Panjang Gelombang Puncak vs. Suhu Ambien:Menunjukkan anjakan sedikit dalam panjang gelombang yang dipancarkan dengan suhu.

4.2 Ciri GH (Cip Hijau)

Keluk untuk cip hijau termasuk:

• Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif berbanding panjang gelombang, berpusat sekitar 518 nm dengan lebar jalur yang ditakrifkan.
• Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan:Serupa dengan cip merah tetapi dengan voltan lutut yang lebih tinggi, tipikal untuk LED hijau berasaskan InGaN.
• Keluk Penurunan Arus Hadapan:Graf penting yang menunjukkan arus hadapan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu ambien. Apabila suhu meningkat, arus maksimum mesti dikurangkan untuk mengelakkan kepanasan berlebihan dan memastikan kebolehpercayaan.
• Rajah Sinaran:Menggambarkan taburan ruang keamatan cahaya, mengesahkan sudut pandangan 130 darjah.
• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan & Suhu Ambien:Keluk ini bergabung untuk menunjukkan bagaimana output cahaya bergantung pada kedua-dua arus pacuan dan suhu operasi.

5. Maklumat Mekanikal & Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Pakej SMD 19-22 mempunyai dimensi utama berikut (toleransi ±0.1mm):

• Panjang: 2.0 mm
• Lebar: 1.6 mm
• Ketinggian: 0.8 mm
• Jarak kaki (pitch): 1.5 mm
• Saiz dan bentuk pad ditakrifkan untuk pematerian yang boleh dipercayai.

Lukisan berdimensi terperinci disediakan dalam dokumen data untuk reka bentuk tapak kaki PCB.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Pakej ini mempunyai tanda polarity, biasanya takuk atau titik di sebelah katod, untuk memastikan orientasi yang betul semasa pemasangan. Katod juga dikaitkan dengan bentuk pad tertentu dalam tapak kaki yang disyorkan.

6. Panduan Pematerian & Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Alir Semula (Reflow)

Profil alir semula tanpa plumbum dinyatakan:

• Pemanasan Awal:150–200°C selama 60–120 saat.
• Masa Melebihi Cecair (217°C):60–150 saat.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C.
• Masa Dalam 5°C dari Puncak:Maksimum 10 saat.
• Kadar Pemanasan:Maksimum 6°C/saat.
• Masa Melebihi 255°C:Maksimum 30 saat.
• Kadar Penyejukan:Maksimum 3°C/saat.

Pematerian alir semula tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali pada peranti yang sama.

6.2 Langkah Berjaga-jaga Penyimpanan & Pengendalian

• Kepekaan Kelembapan:Peranti dibungkus dalam beg penghalang tahan lembap dengan penyerap lembapan. Beg tidak boleh dibuka sehingga komponen sedia untuk digunakan.
• Jangka Hayat Lantai:Selepas dibuka, LED harus digunakan dalam masa 168 jam (7 hari) jika disimpan pada ≤30°C dan ≤60% RH. Bahagian yang tidak digunakan mesti dimeterai semula.
• Pembakaran:Jika masa pendedahan terlampaui atau penyerap lembapan menunjukkan kemasukan lembapan, pembakaran pada 60 ±5°C selama 24 jam diperlukan sebelum alir semula.
• Had Arus:Perintang had arus luaran adalah wajib. LED mempamerkan hubungan arus-voltan eksponen, jadi peningkatan voltan kecil boleh menyebabkan lonjakan arus besar yang merosakkan.
• Tekanan Mekanikal:Elakkan mengenakan tekanan pada badan LED semasa pematerian atau dalam aplikasi akhir. Jangan meledingkan PCB selepas pemasangan.

7. Maklumat Pembungkusan & Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung (Reel)

Produk dibekalkan dalam sistem pembungkusan tahan lembap:

• Pita Pembawa:Lebar 8mm, dengan poket yang direka untuk pakej 19-22.
• Gegelung:Gegelung diameter 7 inci piawai.
• Kuantiti per Gegelung:2000 keping.
• Dimensi Gegelung:Diameter luar, diameter hab, dan lebar dinyatakan untuk keserasian dengan peralatan automatik.

7.2 Maklumat Label

Label gegelung mengandungi maklumat kritikal untuk kebolehjejakan dan aplikasi:

• Nombor Produk Pelanggan (CPN)
• Nombor Produk (P/N)
• Kuantiti Pembungkusan (QTY)
• Pangkat Keamatan Bercahaya (CAT)
• Pangkat Kromatisiti & Panjang Gelombang (HUE)
• Pangkat Voltan Hadapan (REF)
• Nombor Lot (LOT No)

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

• Pencahayaan Belakang:Ideal untuk penunjuk papan pemuka, pencahayaan suis, dan pencahayaan belakang simbol kerana saiznya yang kecil dan sudut pandangan yang luas.
• Peralatan Telekomunikasi:Penunjuk status dan pencahayaan belakang kekunci dalam telefon, mesin faks, dan peranti komunikasi lain.
• Pencahayaan Belakang Rata LCD:Boleh digunakan dalam tatasusunan untuk menyediakan pencahayaan belakang tepi atau langsung untuk panel LCD kecil.
• Penunjuk Tujuan Umum:Status kuasa, pemilihan mod, dan penunjuk amaran dalam pelbagai elektronik pengguna, industri dan automotif.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Litar Pacuan:Sentiasa gunakan perintang siri untuk menetapkan arus hadapan. Kira nilai perintang berdasarkan voltan bekalan (Vs), voltan hadapan LED (VF), dan arus yang dikehendaki (IF): R = (Vs - VF) / IF. Gunakan VF maksimum dari dokumen data untuk reka bentuk yang konservatif.
• Pengurusan Haba:Walaupun kecil, pelesapan kuasa (Pd) mesti dipertimbangkan, terutamanya dalam suhu ambien tinggi atau ruang tertutup. Patuhi keluk penurunan untuk cip GH. Pastikan kawasan kuprum yang mencukupi pada PCB untuk penyingkiran haba.
• Perlindungan ESD:Laksanakan perlindungan ESD pada talian input jika proses pemasangan atau persekitaran penggunaan akhir menimbulkan risiko ESD, terutamanya untuk cip GH.
• Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan lebar 130 darjah memberikan cahaya yang luas dan meresap. Untuk cahaya yang lebih fokus, kanta luaran atau pandu cahaya mungkin diperlukan.

9. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

19-22/R6GHC-C02/2T menawarkan beberapa kelebihan utama dalam kelasnya:

• Keupayaan Dua-Cip/Pelbagai Warna:Mengintegrasikan merah dan hijau dalam satu pakej menjimatkan ruang papan berbanding menggunakan dua LED satu warna berasingan, memudahkan reka bentuk dan pemasangan.
• Tapak Kaki Padat:Tapak kaki 2.0 x 1.6 mm adalah antara pakej SMD LED yang lebih kecil, membolehkan susun atur berketumpatan tinggi.
• Cip Merah Teguh:Cip R6 berasaskan AlGaInP menawarkan imuniti ESD yang tinggi (2000V HBM), meningkatkan kebolehpercayaan dalam pengendalian dan operasi.
• Pematuhan Alam Sekitar:Pematuhan penuh dengan piawaian RoHS, REACH, dan bebas halogen memenuhi keperluan kawal selia global yang ketat untuk elektronik moden.
• Mesra Automasi:Pembungkusan pita-dan-gegelung dan keserasian dengan alir semula IR/fasa wap menyokong pembuatan kos efektif, volum tinggi.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

10.1 Bolehkah saya menggerakkan LED ini terus daripada bekalan 5V tanpa perintang?

Tidak, ini akan memusnahkan LED.LED adalah peranti berasaskan arus. Menyambung bekalan 5V terus ke LED (terutamanya cip merah dengan VF tipikal 1.9V) akan menyebabkan arus jauh melebihi penarafan maksimum 25mA, membawa kepada kegagalan serta-merta. Perintang had arus luaran adalah wajib mutlak.

10.2 Mengapakah penarafan ESD berbeza untuk cip merah dan hijau?

Perbezaan ini berpunca daripada bahan semikonduktor asas. Struktur AlGaInP (merah) secara amnya lebih teguh terhadap nyahcas elektrostatik berbanding struktur InGaN (hijau/biru). Ini adalah sifat bahan asas. Ia memerlukan pengendalian ESD yang berhati-hati, terutamanya apabila bekerja dengan cip hijau.

10.3 Apakah maksud maklumat "pengelasan" (binning) untuk reka bentuk saya?

Pengelasan memastikan konsistensi warna. Jika aplikasi anda memerlukan pelbagai LED kelihatan sama warnanya (contohnya, bar penunjuk), anda harus menentukan LED dari kod kelas panjang gelombang (HUE) yang sama. Mencampurkan kelas mungkin mengakibatkan warna merah atau hijau yang kelihatan berbeza.

10.4 Berapa kalikah saya boleh melakukan pematerian alir semula pada komponen ini?

Dokumen data menyatakan maksimum dua kitaran pematerian alir semula. Setiap kitaran haba mendorong tekanan pada sambungan die dalaman dan ikatan wayar. Melebihi dua kitaran meningkatkan risiko kegagalan kebolehpercayaan laten.

11. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk penunjuk status dua warna (merah/hijau) untuk peranti mudah alih yang dikuasakan oleh bekalan 3.3V.

Langkah Reka Bentuk:

1. Pemilihan:19-22/R6GHC-C02/2T dipilih untuk keupayaan dua warna dan saiz kecilnya.
2. Reka Bentuk Litar:Dua litar pacuan bebas diperlukan (satu untuk anod merah, satu untuk anod hijau, katod sepunya).
3. Pengiraan Perintang:
   • Untuk Merah (R6, sasaran IF=5mA, gunakan VF maks=2.3V untuk keselamatan): R_merah = (3.3V - 2.3V) / 0.005A = 200 Ω. Gunakan perintang piawai 200 Ω atau 220 Ω.
   • Untuk Hijau (GH, sasaran IF=5mA, gunakan VF maks=3.4V): R_hijau = (3.3V - 3.4V) / 0.005A = -20 Ω. Pengiraan ini menunjukkan 3.3V tidak mencukupi untuk menggerakkan cip hijau pada 5mA (VF tip. ialah 2.9V, tetapi maks ialah 3.4V). Voltan bekalan mesti lebih besar daripada voltan hadapan LED. Voltan bekalan yang lebih tinggi (contohnya, 5V) atau arus pacuan yang lebih rendah akan diperlukan untuk LED hijau.
4. Susun Atur PCB:Letakkan LED dekat dengan tepi papan jika ia adalah penunjuk. Gunakan susun atur pad yang disyorkan dari lukisan dimensi dokumen data. Sertakan sedikit pelega haba pada pad katod untuk membantu pematerian sambil menyediakan laluan haba.
5. Kawalan Perisian:Mikropengawal boleh mengawal anod merah dan hijau secara bebas untuk menunjukkan merah, hijau, atau (dengan berganti dengan pantas) warna ambar/kuning.

Kes ini menekankan kepentingan memeriksa voltan bekalan berbanding keperluan voltan hadapan, terutamanya untuk LED hijau dan biru yang mempunyai VF yang lebih tinggi.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Diod Pemancar Cahaya (LED) adalah peranti simpang p-n semikonduktor yang memancarkan cahaya melalui proses yang dipanggil elektroluminesens. Apabila voltan hadapan dikenakan 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 semikonduktor tradisional seperti silikon, tenaga ini dibebaskan terutamanya sebagai haba. Dalam bahan semikonduktor jurang jalur langsung yang digunakan dalam LED (AlGaInP untuk merah/jingga/kuning, InGaN untuk hijau/biru/putih), sebahagian besar tenaga ini dibebaskan sebagai foton (cahaya). Panjang gelombang khusus (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor, yang dikawal oleh komposisi kimia tepatnya. Peranti 19-22 menempatkan dua simpang p-n sedemikian yang diperbuat daripada bahan berbeza dalam satu pakej, membolehkan dua warna pancaran yang berbeza.

13. Trend Teknologi

Industri LED terus berkembang mengikut beberapa trajektori utama yang berkaitan dengan komponen seperti SMD LED 19-22:

• Peningkatan Kecekapan:Penambahbaikan berterusan dalam kecekapan kuantum dalaman (IQE) dan teknik pengekstrakan cahaya membawa kepada keamatan bercahaya (mcd) yang lebih tinggi untuk arus input yang sama, atau output yang sama dengan penggunaan kuasa yang lebih rendah.
• Pengecilan:Dorongan untuk produk akhir yang lebih kecil mendorong pakej LED ke tapak kaki yang semakin kecil dan profil yang lebih rendah, mengikut trend seperti pakej 1.6x0.8mm dan 1.0x0.5mm.
• Konsistensi Warna & Pengelasan yang Lebih Baik:Kemajuan dalam pertumbuhan epitaksial dan kawalan pembuatan mengurangkan variasi semula jadi dalam panjang gelombang dan keamatan, membawa kepada kelas yang lebih ketat dan kurang keperluan untuk penyusunan, atau membolehkan pencampuran warna yang lebih tepat dalam aplikasi RGB.
• Kebolehpercayaan & Kekukuhan yang Dipertingkatkan:Penyelidikan memberi tumpuan kepada meningkatkan jangka hayat di bawah operasi suhu tinggi dan meningkatkan toleransi ESD, terutamanya untuk cip hijau dan biru berasaskan InGaN yang sensitif.
• Penyelesaian Bersepadu:Trend ke arah LED dengan perintang had arus terbina dalam, diod perlindungan, atau bahkan IC pemacu ("LED pintar") untuk memudahkan reka bentuk litar dan menjimatkan ruang papan.

LED 19-22 mewakili format pakej matang yang diterima secara meluas yang mengimbangi prestasi, saiz, dan kos untuk pelbagai aplikasi penunjuk dan pencahayaan belakang.