Spesifikasi LED Merah Dalam SMD 17-21 - Saiz 1.6x0.8x0.6mm - Voltan 1.75-2.35V - Kuasa 60mW - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk LED Merah Dalam permukaan-pasang dalam pakej padat 17-21. Komponen ini direka untuk pemasangan elektronik moden, menawarkan pengurangan saiz dan berat yang ketara berbanding LED berbingkai plumbum tradisional. Kelebihan utamanya termasuk membolehkan reka bentuk papan litar bercetak (PCB) yang lebih kecil, ketumpatan pek komponen yang lebih tinggi, dan akhirnya menyumbang kepada peralatan pengguna akhir yang lebih padat dan ringan.

1.1 Ciri Teras dan Pematuhan

LED dibekalkan pada pita 8mm yang dililit pada gegelung berdiameter 7 inci, menjadikannya serasi sepenuhnya dengan peralatan pemasangan pick-and-place automatik. Ia layak digunakan dengan kedua-dua proses pateri reflow inframerah (IR) dan fasa wap. Peranti ini adalah jenis satu warna, memancarkan cahaya merah dalam. Ia dibina menggunakan bahan bebas plumbum dan mematuhi peraturan alam sekitar dan keselamatan utama, termasuk arahan RoHS EU, peraturan REACH EU, dan keperluan bebas halogen (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Aplikasi Sasaran

LED ini sesuai untuk pelbagai aplikasi penunjuk dan lampu latar. Kegunaan biasa termasuk lampu latar untuk papan pemuka panel instrumen dan suis, penunjuk status dan lampu latar kekunci dalam peranti telekomunikasi seperti telefon dan mesin faks, lampu latar rata untuk LCD, dan aplikasi penunjuk tujuan am di mana sumber cahaya merah kecil dan boleh dipercayai diperlukan.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

Bahagian berikut memberikan analisis objektif terperinci tentang ciri elektrik, optik dan terma LED berdasarkan parameter lembaran data. Semua penarafan dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C melainkan dinyatakan sebaliknya.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada keadaan ini tidak dijamin dan harus dielakkan dalam reka bentuk litar.

• Voltan Songsang (VR):5V. Melebihi voltan ini dalam arah songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Arus Ke Hadapan Berterusan (IF):25 mA. Ini adalah arus DC maksimum yang disyorkan untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai.
• Arus Ke Hadapan Puncak (IFP):60 mA. Ini dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 pada 1 kHz. Ia bukan untuk kegunaan berterusan.
• Pelesapan Kuasa (Pd):60 mW. Ini adalah kuasa maksimum yang boleh dipelesapkan oleh pakej tanpa melebihi had termanya.
• Nyahcas Elektrostatik (ESD) Model Badan Manusia (HBM):2000V. Ini menunjukkan kepekaan peranti terhadap elektrik statik; prosedur pengendalian ESD yang betul mesti diikuti.
• Suhu Operasi (Topr):-40°C hingga +85°C. Julat suhu ambien di mana peranti dinyatakan untuk beroperasi.
• Suhu Penyimpanan (Tstg):-40°C hingga +90°C. Julat suhu untuk menyimpan peranti apabila tidak berkuasa.
• Suhu Pateri (Tsol):Untuk pateri reflow, suhu puncak 260°C untuk maksimum 10 saat ditetapkan. Untuk pateri tangan, suhu hujung besi pateri tidak boleh melebihi 350°C untuk maksimum 3 saat setiap terminal.

2.2 Ciri Elektro-Optik

Parameter ini menentukan output cahaya dan tingkah laku elektrik LED di bawah keadaan operasi biasa (IF=20mA, Ta=25°C).

• Keamatan Pencahayaan (Iv):Julat dari minimum 36.00 mcd hingga maksimum 90.00 mcd. Nilai tipikal tidak dinyatakan, menunjukkan prestasi diurus melalui sistem pengelasan (lihat Seksyen 3).
• Sudut Pandangan (2θ1/2):Sudut pandangan penuh tipikal pada separuh keamatan ialah 140 darjah, menyediakan corak pancaran yang luas.
• Panjang Gelombang Puncak (λp):Panjang gelombang tipikal di mana output kuasa optik adalah maksimum ialah 639 nanometer (nm), meletakkannya dalam kawasan merah dalam spektrum.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):Panjang gelombang warna yang dilihat adalah dari 625.5 nm hingga 637.5 nm. Ini juga diurus melalui pengelasan.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):Lebar penuh tipikal pada separuh maksimum (FWHM) spektrum pancaran ialah 20 nm.
• Voltan Ke Hadapan (VF):Julat dari 1.75V hingga 2.35V pada 20mA. Parameter ini dikelaskan.
• Arus Songsang (IR):Maksimum 10 μA apabila voltan songsang 5V dikenakan. Lembaran data secara eksplisit menyatakan peranti tidak direka untuk operasi songsang; parameter ujian ini adalah untuk jaminan kualiti sahaja.

Nota Penting:Lembaran data menentukan toleransi pembuatan: Keamatan Pencahayaan (±11%), Panjang Gelombang Dominan (±1nm), dan Voltan Ke Hadapan (±0.1V). Ini terpakai kepada nilai yang dikelaskan.

3. Penjelasan Sistem Pengelasan (Binning)

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran besar-besaran, LED disusun (dikelaskan) berdasarkan parameter prestasi utama. Ini membolehkan pereka memilih bahagian yang memenuhi keperluan kecerahan dan warna tertentu untuk aplikasi mereka.

3.1 Pengelasan Keamatan Pencahayaan

LED dikategorikan kepada empat kelas (N2, P1, P2, Q1) berdasarkan keamatan pencahayaan yang diukur pada IF=20mA. Sebagai contoh, LED kelas Q1 akan mempunyai keamatan antara 72.00 dan 90.00 mcd.

3.2 Pengelasan Panjang Gelombang Dominan

Warna yang dilihat (hue) dikawal melalui tiga kelas panjang gelombang (E6, E7, E8). LED kelas E6 mempunyai panjang gelombang dominan antara 625.50 nm dan 629.50 nm, menghasilkan warna merah yang sedikit berbeza berbanding kelas E8 (633.50 nm hingga 637.50 nm).

3.3 Pengelasan Voltan Ke Hadapan

Voltan ke hadapan dikelaskan kepada tiga kumpulan (0, 1, 2). Ini adalah penting untuk mereka bentuk litar penghad arus, terutamanya apabila memacu berbilang LED secara bersiri, untuk memastikan pengagihan arus seragam. LED kelas 0 mempunyai VF antara 1.75V dan 1.95V, manakala LED kelas 2 adalah antara 2.15V dan 2.35V.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun petikan PDF yang disediakan menunjukkan bahagian untuk "Keluk Ciri Elektro-Optik Tipikal," graf khusus (cth., keluk IV, keamatan relatif vs. arus, keamatan relatif vs. suhu, taburan spektrum) tidak disertakan dalam kandungan teks. Dalam lembaran data yang lengkap, keluk ini adalah penting untuk reka bentuk. Ia biasanya menunjukkan:

• Arus Ke Hadapan vs. Voltan Ke Hadapan (Keluk IV):Menunjukkan hubungan tak linear, membantu menentukan rintangan dinamik dan voltan pacuan yang diperlukan untuk arus tertentu.
• Keamatan Pencahayaan Relatif vs. Arus Ke Hadapan:Menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus, selalunya menunjukkan kesan tepu pada arus yang lebih tinggi.
• Keamatan Pencahayaan Relatif vs. Suhu Ambien:Menunjukkan penurunan output cahaya apabila suhu simpang meningkat, yang penting untuk pengurusan terma.
• Taburan Spektrum Dinormalisasi:Graf yang memplot keamatan relatif terhadap panjang gelombang, mengesahkan secara visual panjang gelombang puncak (639nm) dan lebar jalur spektrum (20nm).

Pereka harus merujuk lembaran data penuh dengan graf untuk memodelkan tingkah laku LED dengan tepat di bawah keadaan bukan standard (arus atau suhu yang berbeza).

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej dan Polarity

LED menggunakan tapak kaki pakej SMD 17-21 standard. Dimensi utama (dalam milimeter) adalah penting untuk reka bentuk corak tanah PCB. Pakej mempunyai katod bertanda untuk pengenalpastian polarity. Corak tanah tipikal akan mempunyai dua pad yang sepadan dengan terminal anod dan katod, dengan saiz pad pateri dan jarak yang disyorkan untuk memastikan pateri yang betul dan kestabilan mekanikal. Dimensi tepat harus diambil dari lukisan "Dimensi Pakej" dalam lembaran data.

5.2 Kepekaan Kelembapan dan Pembungkusan

Peranti dibungkus dalam beg penghalang tahan lembapan dengan penyerap lembapan untuk mengelakkan penyerapan lembapan atmosfera, yang boleh menyebabkan "popcorning" (retak pakej) semasa proses pateri reflow suhu tinggi. Label pada beg mengandungi maklumat penting untuk kebolehjejakan dan aplikasi: Nombor Produk Pelanggan (CPN), Nombor Produk (P/N), Kuantiti Pembungkusan (QTY), dan kod kelas khusus untuk Keamatan Pencahayaan (CAT), Panjang Gelombang Dominan (HUE), dan Voltan Ke Hadapan (REF).

5.3 Spesifikasi Gegelung dan Pita

Komponen dibekalkan pada pita pembawa timbul yang dililit pada gegelung 7 inci. Dimensi pita (saiz poket, pic) dan dimensi gegelung (diameter hab, diameter flens) distandardkan untuk serasi dengan peralatan pemasangan automatik. Kuantiti yang dimuatkan ditetapkan sebagai 3000 keping setiap gegelung.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Pematuhan kepada garis panduan ini adalah penting untuk hasil pemasangan dan kebolehpercayaan jangka panjang.

6.1 Penyimpanan dan Pengendalian

• Jangan buka beg kalis lembapan sehingga sedia untuk digunakan.
• Selepas dibuka, LED yang tidak digunakan harus disimpan pada ≤30°C dan ≤60% Kelembapan Relatif (RH).
• "Jangka hayat lantai" selepas pembukaan beg ialah 168 jam (7 hari). Bahagian yang tidak digunakan selepas tempoh ini mesti dibakar semula (60±5°C selama 24 jam) dan dibungkus semula dengan penyerap lembapan baru sebelum digunakan.
• Sentiasa ikut prosedur pengendalian selamat ESD (Nyahcas Elektrostatik).

6.2 Profil Pateri Reflow

Profil reflow bebas plumbum ditetapkan. Parameter utama termasuk:

• Pra-pemanasan:150-200°C selama 60-120 saat.
• Masa Melebihi Likuidus (217°C):60-150 saat.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C.
• Masa Dalam 5°C dari Puncak:Maksimum 10 saat.
• Kadar Pemanjakan Maksimum:6°C/saat.
• Masa Melebihi 255°C:Maksimum 30 saat.
• Kadar Penyejukan Maksimum:3°C/saat.

Peraturan Kritikal:Pateri reflow tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali pada LED yang sama.

6.3 Pateri Tangan dan Kerja Semula

Jika pateri tangan tidak dapat dielakkan, gunakan besi pateri dengan suhu hujung ≤350°C dan kenakan haba pada setiap terminal untuk ≤3 saat. Gunakan besi pateri berkuasa rendah (≤25W) dan benarkan selang penyejukan ≥2 saat antara terminal. Lembaran data sangat tidak menggalakkan kerja semula selepas LED dipateri. Jika benar-benar perlu, besi pateri berkepala dua khusus mesti digunakan untuk memanaskan kedua-dua terminal secara serentak semasa penyingkiran untuk mengelakkan tekanan mekanikal, dan kesan pada ciri LED mesti disahkan.

7. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

7.1 Penghad Arus Adalah Wajib

LED adalah peranti pacuan arus. Lembaran data secara eksplisit memberi amaran bahawa perintang penghad arus bersirimestidigunakan. Voltan ke hadapan mempunyai pekali suhu negatif dan variasi kecil boleh menyebabkan perubahan besar dalam arus disebabkan oleh ciri IV eksponen diod, berpotensi membawa kepada pelarian terma dan kegagalan.

7.2 Pengurusan Terma

Walaupun pakej kecil, had pelesapan kuasa 60mW mesti dihormati. Beroperasi pada suhu ambien tinggi atau arus tinggi akan mengurangkan output cahaya dan jangka hayat. Pastikan kawasan kuprum PCB yang mencukupi atau laluan terma digunakan jika beroperasi berhampiran penarafan maksimum.

7.3 Reka Bentuk Optik

Sudut pandangan 140° menyediakan corak cahaya yang luas dan meresap sesuai untuk pencahayaan kawasan atau penunjuk yang perlu kelihatan dari pelbagai sudut. Untuk cahaya yang lebih fokus, kanta luaran atau pemantul akan diperlukan.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pembeza utama LED Merah Dalam 17-21 ini adalah gabungan bahan semikonduktor khusus (AIGaInP) dan pakej permukaan-pasang yang sangat padat.

• vs. LED Lubang Laluan Lama:Menawarkan penjimatan ruang yang besar, pengurangan berat, dan keserasian dengan pemasangan automatik berkelajuan tinggi, membawa kepada kos pembuatan keseluruhan yang lebih rendah.
• vs. LED Merah SMD Lain:Penggunaan teknologi AIGaInP biasanya menawarkan kecekapan yang lebih tinggi dan kestabilan prestasi yang lebih baik merentasi suhu berbanding beberapa sistem bahan lain untuk pancaran merah. Warna merah dalam/puncak 639nm khusus mungkin dipilih untuk keistimewaan visualnya atau keberkesanannya dalam aplikasi pengesan tertentu.
• vs. Pakej SMD Lebih Besar (cth., 3528, 5050):Pakej 17-21 adalah jauh lebih kecil, membolehkan reka bentuk ultra-miniatur tetapi secara amnya pada output cahaya keseluruhan yang lebih rendah disebabkan saiz die yang lebih kecil dan had terma.

8.1 Prinsip Operasi

Cahaya dihasilkan melalui proses yang dipanggil elektroluminesens dalam cip semikonduktor AIGaInP (Aluminium Gallium Indium Phosphide). Apabila voltan ke hadapan dikenakan, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif simpang semikonduktor. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, mereka membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi AIGaInP menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung mentakrifkan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, merah dalam pada kira-kira 639 nm.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

Q: Bolehkah saya memacu LED ini terus dari bekalan logik 3.3V atau 5V?

A: Tidak. Anda mesti sentiasa menggunakan perintang penghad arus bersiri. Nilai perintang yang diperlukan dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan - VF_LED) / I_dikehendaki. Menggunakan VF maksimum (2.35V) untuk reka bentuk konservatif dengan bekalan 3.3V dan sasaran 20mA: R = (3.3 - 2.35) / 0.02 = 47.5Ω. Perintang standard 47Ω atau 51Ω akan sesuai.

Q: Mengapakah keamatan pencahayaan diberikan sebagai julat dengan kelas?

A: Disebabkan variasi semula jadi dalam proses pembuatan semikonduktor, LED individu mempunyai prestasi yang sedikit berbeza. Pengelasan menyusunnya ke dalam kumpulan dengan nilai minimum dan maksimum yang dijamin, membolehkan pereka memilih gred kecerahan yang sesuai untuk keperluan kos dan prestasi mereka.

Q: Apa yang berlaku jika saya melebihi jangka hayat lantai 7 hari selepas membuka beg?

A: Lembapan yang diserap boleh bertukar menjadi wap semasa reflow, berpotensi menyebabkan delaminasi dalaman atau retak. Bahagian mesti diperbaiki semula dengan membakar pada 60°C selama 24 jam sebelum digunakan.

Q: Adakah LED ini sesuai untuk pencahayaan papan pemuka kereta?

A: Walaupun "lampu latar papan pemuka" disenaraikan sebagai aplikasi, lembaran data termasuk bahagian "Sekatan Aplikasi". Ia memberi amaran bahawa aplikasi kebolehpercayaan tinggi seperti sistem keselamatan/sekuriti kereta mungkin memerlukan produk yang berbeza, lebih layak secara ketat. Untuk pencahayaan papan pemuka bukan kritikal, ia mungkin sesuai, tetapi untuk penunjuk kritikal keselamatan, produk yang khusus layak kepada piawaian kereta (cth., AEC-Q102) harus dicari.

10. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Senario: Mereka bentuk panel penunjuk status padat.Seorang pereka memerlukan berbilang LED status merah dalam pada papan kawalan yang padat penduduk. Mereka memilih LED 17-21 ini untuk saiz kecilnya. Mereka menentukan kelas kecerahan Q1 dan kelas panjang gelombang E7 untuk memastikan warna yang terang dan konsisten merentasi semua penunjuk. Pada susun atur PCB, mereka menggunakan corak tanah yang disyorkan dari lembaran data. Mereka mereka bentuk litar pacuan menggunakan pengatur 3.3V, perintang penghad arus 51Ω untuk setiap LED (menghasilkan ~18-20mA), dan meletakkan pad pelepasan terma kecil. Semasa pemasangan, mereka memastikan gegelung tertutup kilang digunakan dalam jangka hayat lantai dan mengikut profil reflow yang ditetapkan. Ini menghasilkan sistem penunjuk yang boleh dipercayai dan padat.

11. Trend Teknologi

Trend umum dalam teknologi LED, termasuk untuk penunjuk, adalah ke arah beberapa bidang utama:

• Peningkatan Kecekapan:Penambahbaikan sains bahan yang berterusan bertujuan untuk menghasilkan lebih banyak cahaya (lumen) per unit kuasa input elektrik (watt), mengurangkan penggunaan tenaga dan beban terma.
• Peminiaturan:Pakej terus mengecil (cth., dari 17-21 ke tapak kaki yang lebih kecil seperti 10-05) untuk membolehkan peranti elektronik yang semakin kecil.
• Kebolehpercayaan dan Kekukuhan Lebih Tinggi:Penambahbaikan dalam bahan pembungkusan dan teknologi lampiran die meningkatkan jangka hayat dan rintangan kepada kitaran terma dan lembapan.
• Integrasi:Terdapat trend ke arah mengintegrasikan berbilang LED (cth., RGB), IC kawalan, dan juga komponen pasif ke dalam pakej modul tunggal yang lebih pintar.
• Pemiawaian dan Pematuhan:Peraturan alam sekitar yang lebih ketat dan meluas (RoHS, REACH, bebas halogen) terus mendorong perubahan bahan merentasi industri.