Spesifikasi SMD LED 15-21/S2C-AQ2R2B/2T - Jingga Terang - 20mA - 60mW - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

15-21/S2C-AQ2R2B/2T ialah peranti pemasangan permukaan (SMD) LED yang menggunakan teknologi semikonduktor AlGaInP (Aluminium Gallium Indium Fosfida) untuk memancarkan warna Jingga Terang. Komponen ini direka untuk aplikasi PCB berketumpatan tinggi di mana ruang dan berat adalah kekangan kritikal. Bentuknya yang padat membolehkan pengurangan ketara dalam saiz papan dan dimensi peralatan berbanding LED jenis rangka plumbum tradisional.

LED ini dibungkus pada pita 8mm yang dililit pada gegelung berdiameter 7 inci, menjadikannya serasi sepenuhnya dengan peralatan pemasangan automatik pick-and-place. Ia adalah jenis satu warna, mematuhi peraturan bebas plumbum, RoHS, EU REACH, dan bebas halogen (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Peranti ini sesuai untuk kedua-dua proses pematerian refluks inframerah dan fasa wap.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Rating Maksimum Mutlak

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

• Voltan Songsang (VR):5 V. Melebihi voltan ini dalam bias songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Arus Hadapan Berterusan (IF):25 mA. Arus DC maksimum untuk operasi yang boleh dipercayai.
• Arus Hadapan Puncak (IFP):60 mA. Ini dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 pada 1 kHz. Ia tidak boleh digunakan untuk operasi berterusan.
• Pelesapan Kuasa (Pd):60 mW. Kuasa maksimum yang boleh dipancarkan oleh pakej pada suhu ambien (Ta) 25°C. Nilai ini berkurangan dengan peningkatan suhu.
• Nyahcas Elektrostatik (ESD) Model Badan Manusia (HBM):2000 V. Ini menunjukkan sensitiviti peranti kepada elektrik statik. Prosedur pengendalian ESD yang betul adalah wajib.
• Suhu Operasi (Topr):-40°C hingga +85°C. Julat suhu ambien di mana peranti ditetapkan untuk beroperasi.
• Suhu Penyimpanan (Tstg):-40°C hingga +90°C.
• Suhu Pematerian:Peranti ini boleh menahan pematerian refluks dengan suhu puncak 260°C sehingga 10 saat, atau pematerian tangan pada 350°C sehingga 3 saat setiap terminal.

2.2 Ciri Elektro-Optik

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

• Keamatan Bercahaya (Iv):Julat dari 90.0 mcd (minimum) hingga 180.0 mcd (maksimum), dengan toleransi tipikal ±11%. Ini ialah kecerahan yang dirasakan bagi sumber cahaya.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):Biasanya 130 darjah. Ini ialah sudut penuh di mana keamatan bercahaya adalah separuh daripada keamatan pada 0 darjah (paksi).
• Panjang Gelombang Puncak (λp):Biasanya 611 nm. Panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):Julat dari 600.5 nm hingga 612.5 nm. Ini ialah panjang gelombang tunggal yang paling sesuai dengan warna yang dirasakan LED, dengan toleransi ±1 nm.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):Biasanya 17 nm. Lebar spektrum pada separuh keamatan maksimum (FWHM).
• Voltan Hadapan (VF):Julat dari 1.75 V (minimum) hingga 2.35 V (maksimum) pada 20 mA, dengan toleransi ±0.1V.
• Arus Songsang (IR):Maksimum 10 μA apabila voltan songsang (VR) 5V dikenakan. Peranti ini tidak direka untuk beroperasi dalam bias songsang.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan parameter utama. Nombor bahagian 15-21/S2C-AQ2R2B/2T mengandungi kod bin (A, Q2, R2, B).

3.1 Binning Keamatan Bercahaya

LED dikategorikan mengikut keamatan bercahaya yang diukur pada IF=20mA.

• Bin Q2:90.0 mcd hingga 112.0 mcd
• Bin R1:112.0 mcd hingga 140.0 mcd
• Bin R2:140.0 mcd hingga 180.0 mcd

"R2" dalam nombor bahagian menunjukkan peranti ini tergolong dalam bin kecerahan tertinggi untuk siri ini.

3.2 Binning Panjang Gelombang Dominan

LED disusun mengikut panjang gelombang dominan untuk mengawal warna.

• Bin D8:600.5 nm hingga 603.5 nm
• Bin D9:603.5 nm hingga 606.5 nm
• Bin D10:606.5 nm hingga 609.5 nm
• Bin D11:609.5 nm hingga 612.5 nm

"A" dalam nombor bahagian mungkin sepadan dengan salah satu bin panjang gelombang ini (contohnya, D10 atau D11 untuk jingga tipikal).

3.3 Binning Voltan Hadapan

Penyusunan mengikut voltan hadapan membantu dalam mereka bentuk litar pemacu arus yang konsisten.

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

"B" dalam nombor bahagian menunjukkan bin voltan hadapan.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Dokumen spesifikasi menyediakan beberapa lengkung ciri yang penting untuk memahami kelakuan LED di bawah keadaan operasi yang berbeza.

4.1 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan

Lengkung ini menunjukkan bahawa output cahaya tidak berkadar linear dengan arus. Ia meningkat secara sub-linear pada arus yang lebih tinggi disebabkan oleh penurunan kecekapan dan kesan terma. Beroperasi jauh melebihi 20mA yang disyorkan mungkin menghasilkan pulangan kecerahan yang berkurangan dan mengurangkan jangka hayat.

4.2 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Ambien

Keamatan bercahaya berkurangan apabila suhu ambien meningkat. Ini adalah ciri LED semikonduktor. Lengkung ini membolehkan pereka menganggarkan kehilangan kecerahan dalam persekitaran suhu tinggi, yang kritikal untuk aplikasi seperti papan pemuka automotif.

4.3 Lengkung Penurunan Arus Hadapan

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

4.4 Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan

Lengkung IV (Arus-Voltan) ini menunjukkan hubungan eksponen tipikal diod. Voltan meningkat secara logaritma dengan arus. Lengkung ini penting untuk mereka bentuk perintang pembatas arus atau pemacu arus malar.

4.5 Gambar Rajah Sinaran dan Taburan Spektrum

Gambar rajah sinaran (plot kutub) mewakili sudut pandangan 130 darjah secara visual. Plot taburan spektrum mengesahkan sifat monokromatik LED AlGaInP, menunjukkan satu puncak sekitar 611 nm dengan FWHM tipikal 17 nm.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

SMD LED 15-21 mempunyai pakej segi empat tepat yang padat. Dimensi utama (dalam mm, toleransi ±0.1mm melainkan dinyatakan) termasuk panjang keseluruhan, lebar, dan tinggi. Dokumen spesifikasi menyediakan lukisan terperinci yang menunjukkan penempatan cip, bentuk kanta, dan rangka plumbum. Tanda katod ditunjukkan dengan jelas pada pakej untuk orientasi polariti yang betul semasa pemasangan.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Polariti yang betul adalah penting. Mengenakan voltan songsang melebihi 5V boleh merosakkan LED serta-merta. Pakej ini mempunyai pengecam katod yang berbeza (biasanya titik hijau, takuk, atau sudut serong) seperti yang ditunjukkan dalam lukisan dimensi. Pereka mesti memastikan tapak kaki PCB sepadan dengan orientasi ini.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Refluks

Profil refluks bebas plumbum ditetapkan:

• Pra-pemanasan:150–200°C selama 60–120 saat.
• Masa Atas Likuidus (TAL):Atas 217°C selama 60–150 saat.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C, dipegang selama maksimum 10 saat.
• Kadar Pemanasan:Maksimum 6°C/saat.
• Masa Atas 255°C:Maksimum 30 saat.
• Kadar Penyejukan:Maksimum 3°C/saat.

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

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan, penjagaan yang melampau diperlukan:

• Gunakan besi pemateri dengan suhu hujung kurang daripada 350°C.
• Hadkan masa sentuhan kepada maksimum 3 saat setiap terminal.
• Gunakan besi dengan rating kuasa 25W atau kurang.
• Benarkan selang sekurang-kurangnya 2 saat antara pematerian setiap terminal.

Pematerian tangan mempunyai risiko tinggi kerosakan terma.

6.3 Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan

LED dibungkus dalam beg penghalang tahan lembapan dengan bahan pengering.

• Jangan buka beg sehingga sedia untuk digunakan.
• Selepas dibuka, LED yang tidak digunakan hendaklah disimpan pada ≤30°C dan ≤60% Kelembapan Relatif.
• "Jangka hayat lantai" selepas pembukaan beg ialah 168 jam (7 hari).
• Jika masa pendedahan dilampaui atau penunjuk bahan pengering telah berubah warna, pembakaran pada 60 ±5°C selama 24 jam diperlukan sebelum refluks untuk mencegah kerosakan "popcorn" semasa pematerian.

6.4 Langkah Berjaga-jaga Kritikal

• Pembatas Arus:Perintang pembatas arus luaran adalah WAJIB. Ciri V-I eksponen LED bermaksud perubahan voltan kecil menyebabkan perubahan arus besar, membawa kepada pembakaran serta-merta tanpa perintang.
• Tekanan Mekanikal:Elakkan mengenakan tekanan pada badan LED semasa pematerian atau dalam aplikasi akhir. Jangan meledingkan PCB selepas pemasangan.
• Pembaikan:Pembaikan selepas pematerian sangat tidak digalakkan. Jika benar-benar perlu, gunakan besi pemateri berkepala dua untuk memanaskan kedua-dua terminal serentak dan mengangkat komponen secara sekata untuk mengelakkan kerosakan pad. Sahkan fungsi LED selepas sebarang percubaan pembaikan.

7. Pembungkusan dan Maklumat Pesanan

7.1 Spesifikasi Gegelung dan Pita

Peranti dibekalkan dalam pita pembawa timbul pada gegelung berdiameter 7 inci (178mm).

• Lebar Pita Pembawa:8 mm.
• Jarak Poket:Seperti lukisan dimensi terperinci.
• Kuantiti per Gegelung:2000 keping.

Lukisan terperinci untuk gegelung, pita pembawa, dan dimensi pita penutup disediakan dengan toleransi ±0.1mm melainkan dinyatakan.

7.2 Penjelasan Label

Label gegelung mengandungi maklumat kritikal untuk kebolehjejakan dan aplikasi yang betul:

• CPN:Nombor Produk Pelanggan.
• P/N:Nombor Produk Pengilang (contohnya, 15-21/S2C-AQ2R2B/2T).
• QTY:Kuantiti Pembungkusan.
• CAT:Pangkat Keamatan Bercahaya (contohnya, R2).
• HUE:Pangkat Kromatisiti/Panjang Gelombang Dominan (contohnya, A).
• REF:Pangkat Voltan Hadapan (contohnya, B).
• No LOT:Nombor Lot Pembuatan untuk kebolehjejakan.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

• Dalaman Automotif:Pencahayaan belakang untuk instrumen papan pemuka, suis, dan panel kawalan.
• Peralatan Telekomunikasi:Penunjuk status dan pencahayaan belakang kekunci dalam telefon dan mesin faks.
• Elektronik Pengguna:Pencahayaan belakang rata untuk paparan LCD kecil, pencahayaan suis, dan penunjuk simbolik.
• Penggunaan Penunjuk Umum:Mana-mana aplikasi yang memerlukan penunjuk status jingga yang padat, terang.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Litar Pemacu:Sentiasa gunakan perintang siri atau pemacu arus malar. Kira nilai perintang menggunakan R = (Bekalan V - VF) / IF, di mana VF harus dipilih daripada nilai bin maksimum (2.35V) untuk reka bentuk yang teguh.
• Pengurusan Terma:Walaupun pakej kecil, pastikan kawasan kuprum PCB atau laluan terma yang mencukupi jika beroperasi berhampiran arus maksimum atau dalam suhu ambien tinggi, kerana haba mengurangkan output cahaya dan jangka hayat.
• Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan 130 darjah memberikan pancaran lebar. Untuk cahaya yang lebih fokus, kanta luaran atau paip cahaya mungkin diperlukan.
• Perlindungan ESD:Laksanakan perlindungan ESD pada talian input jika LED berada di lokasi yang boleh diakses pengguna, walaupun peranti mempunyai rating HBM 2kV.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding LED lubang melalui lama atau pakej SMD yang lebih besar, 15-21 menawarkan kelebihan berbeza:

• Saiz & Berat:Tapak kaki mini membolehkan ketumpatan pembungkusan yang lebih tinggi dan produk akhir yang lebih ringan, penting untuk peranti mudah alih dan kecil.
• Keserasian Automasi:Pembungkusan pita-dan-gegelung dioptimumkan untuk pemasangan automatik berkelajuan tinggi, mengurangkan kos pembuatan.
• Prestasi:Penggunaan bahan AlGaInP memberikan kecekapan bercahaya tinggi dalam julat spektrum jingga/merah berbanding teknologi lama.
• Pematuhan:Pematuhan penuh dengan peraturan alam sekitar moden (RoHS, Bebas Halogen, REACH) terbina dalam, memudahkan proses pematuhan untuk produk akhir.

Pertimbangan berpotensi ialah prestasi terma; saiz yang sangat kecil boleh menghadkan pelesapan haba berbanding pakej yang lebih besar dengan lebih banyak jisim terma.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

10.1 Apakah nilai perintang yang perlu saya gunakan dengan bekalan 5V?

Menggunakan voltan hadapan maksimum (2.35V) dari Bin 2 dan arus yang disyorkan (20mA): R = (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5 Ohm. Nilai piawai terdekat 130 Ohm atau 150 Ohm adalah sesuai. Sentiasa sahkan arus sebenar dalam litar.

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

Tidak. Rating Maksimum Mutlak untuk arus hadapan berterusan (IF) ialah 25 mA. Beroperasi pada 30 mA melebihi rating ini, yang akan mengurangkan kebolehpercayaan dan jangka hayat dengan ketara, dan mungkin menyebabkan kegagalan serta-merta. Gunakan arus puncak (60mA berdenyut) hanya untuk kitar tugas yang sangat pendek jika perlu.

10.3 Mengapakah kecerahan menurun apabila papan menjadi panas?

Ini adalah ciri asas semikonduktor LED, seperti yang ditunjukkan dalam lengkung "Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Ambien". Peningkatan suhu meningkatkan rekombinasi bukan sinaran dalam semikonduktor, mengurangkan kecekapan. Reka bentuk terma yang betul mengurangkan kesan ini.

10.4 Beg telah dibuka sebulan yang lalu. Bolehkah saya masih menggunakan LED?

Tidak tanpa langkah berjaga-jaga. Tahap kepekaan kelembapan memerlukan penggunaan dalam 168 jam (7 hari) selepas pembukaan beg. Jika dilampaui, anda mesti membakar LED pada 60°C selama 24 jam sebelum dikenakan pematerian refluks untuk mengeluarkan kelembapan yang diserap dan mencegah delaminasi dalaman semasa proses pematerian suhu tinggi.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Kes: Mereka Bentuk Panel Penunjuk Status
Seorang pereka mencipta panel kawalan dengan 20 penunjuk status jingga. Mereka memilih 15-21/S2C-AQ2R2B/2T untuk kecerahan (bin R2) dan saiz padat.

1. Reka Bentuk Litar:Rel 5V biasa digunakan. Menggunakan VF konservatif 2.35V, perintang pembatas arus 150-ohm dipilih untuk setiap LED, menghasilkan arus ~17.7mA, dengan selamat di bawah maksimum 25mA.
2. Susun Atur PCB:Tapak kaki padat membolehkan semua 20 LED muat dalam satu baris. Tanda katod pada tapak kaki diselaraskan dengan jelas dengan lukisan pakej untuk mencegah ralat pemasangan.
3. Pembuatan:Pembungkusan pita-dan-gegelung membolehkan pemasang PCB menggunakan mesin pick-and-place automatik, memastikan populasi pantas, tepat dan boleh dipercayai untuk semua 20 komponen.
4. Keputusan:Panel mempunyai penunjuk jingga terang yang seragam dengan warna konsisten (terima kasih kepada binning panjang gelombang) dan kecerahan (terima kasih kepada binning keamatan), dikilangkan dengan cekap dan boleh dipercayai.

12. Pengenalan Prinsip

LED 15-21 adalah berdasarkan bahan semikonduktor AlGaInP (Aluminium Gallium Indium Fosfida). Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif. Rekombinasi mereka membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi AlGaInP menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung mentakrifkan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, jingga terang (~611 nm). Kanta resin epoksi membungkus die semikonduktor, memberikan perlindungan mekanikal, dan membentuk corak output cahaya untuk mencapai sudut pandangan 130 darjah yang ditetapkan.

13. Trend Pembangunan

Evolusi SMD LED seperti 15-21 mengikuti beberapa trend industri utama:

• Pengecilan:Pengurangan berterusan dalam saiz pakej (contohnya, dari 0603 ke 0402 ke 0201 saiz metrik) untuk membolehkan peranti elektronik yang lebih kecil.
• Peningkatan Kecekapan:Penambahbaikan berterusan dalam pertumbuhan epitaksial dan reka bentuk cip menghasilkan kecekapan bercahaya yang lebih tinggi (lebih output cahaya per watt elektrik), mengurangkan penggunaan kuasa dan beban terma.
• Kebolehpercayaan Dipertingkatkan:Penambahbaikan dalam bahan pembungkusan dan teknologi lampiran die membawa kepada jangka hayat operasi yang lebih panjang dan prestasi yang lebih baik di bawah keadaan teruk (suhu tinggi, kelembapan).
• Binning Lanjutan:Toleransi binning yang lebih ketat untuk warna (panjang gelombang) dan fluks menjadi piawai, didorong oleh aplikasi yang memerlukan konsistensi warna tinggi, seperti paparan warna penuh dan kelompok pencahayaan automotif.
• Integrasi:Trend ke arah mengintegrasikan berbilang cip LED (RGB, atau putih + warna) ke dalam satu pakej, atau menggabungkan IC kawalan untuk modul "LED pintar".

Walaupun 15-21 mewakili teknologi matang dan boleh dipercayai, pakej yang lebih baru mungkin menawarkan tapak kaki yang lebih kecil atau kecekapan yang lebih tinggi, tetapi prinsip operasi asas dan garis panduan aplikasi utama kekal konsisten.