Dokumen Teknikal LED SMD 19-213/GHC-XS1T1N/3T - Hijau Gemilang - Sudut Pandangan 120° - Resin Jernih Air - 2.7-3.7V - 25mA

1. Gambaran Keseluruhan Produk

19-213/GHC-XS1T1N/3T ialah peranti permukaan-pasang (SMD) LED yang direka untuk aplikasi elektronik moden dan padat. Ia mewakili kemajuan ketara berbanding LED bingkai plumbum tradisional, menawarkan faedah besar dari segi penggunaan ruang papan, kecekapan pemasangan, dan peminikroan produk akhir.

1.1 Kelebihan Teras dan Penentuan Kedudukan Produk

Kelebihan utama LED ini terletak pada saiznya yang mini, yang secara langsung membolehkan reka bentuk papan litar bercetak (PCB) yang lebih kecil, ketumpatan pek komponen yang lebih tinggi, dan keperluan ruang penyimpanan yang berkurangan. Pembinaan ringan ini menjadikannya pilihan ideal untuk aplikasi di mana berat adalah faktor kritikal. Ia diposisikan sebagai penyelesaian penunjuk dan lampu latar kegunaan am yang boleh dipercayai, sesuai untuk pembuatan automatik volum tinggi.

1.2 Pasaran Sasaran dan Aplikasi

Peranti ini disasarkan kepada pelbagai industri yang memerlukan pencahayaan padat dan cekap. Kawasan aplikasi utama termasuk:

• Dalaman Automotif:Lampu latar untuk instrumen papan pemuka, suis, dan panel kawalan.
• Telekomunikasi:Penunjuk status dan lampu latar kekunci dalam telefon, mesin faks, dan peranti komunikasi lain.
• Elektronik Pengguna:Lampu latar rata untuk paparan kristal cecair (LCD), pencahayaan suis, dan penunjuk simbolik.
• Kegunaan Am:Mana-mana aplikasi yang memerlukan lampu penunjuk hijau kecil dan terang.

2. Spesifikasi Teknikal dan Tafsiran Objektif

Bahagian ini memberikan analisis objektif terperinci tentang ciri-ciri elektrik, optik, dan terma LED seperti yang ditakrifkan dalam datasheet.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada had ini tidak dijamin.

• Voltan Songsang (V_R):5V. Melebihi voltan ini dalam bias songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang serta-merta.
• Arus Hadapan Berterusan (I_F):25mA. Arus DC maksimum untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):100mA (pada kitar tugas 1/10, 1kHz). Sesuai untuk operasi berdenyut tetapi bukan untuk DC.
• Pelesapan Kuasa (P_d):95mW. Kuasa maksimum yang boleh dipancarkan oleh pakej tanpa melebihi had termanya.
• Nyahcas Elektrostatik (ESD):150V (Model Badan Manusia). Menunjukkan kepekaan sederhana; langkah berjaga-jaga pengendalian ESD standard adalah perlu.
• Suhu Operasi & Penyimpanan:-40°C hingga +85°C (operasi), -40°C hingga +90°C (penyimpanan). Sesuai untuk aplikasi industri dan julat suhu lanjutan.
• Suhu Pateri:Reflow: 260°C untuk maksimum 10 saat. Pateri tangan: 350°C untuk maksimum 3 saat setiap terminal.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik (T_a=25°C)

Ini adalah parameter prestasi tipikal di bawah keadaan ujian standard.

• Keamatan Bercahaya (I_v):180-360 mcd (pada I_F=20mA). Ini mentakrifkan kecerahan yang dirasakan. Julat yang luas menunjukkan sistem pembin digunakan (lihat Seksyen 3).
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):120 darjah (tipikal). Sudut lebar ini memberikan corak pencahayaan yang luas dan sekata sesuai untuk lampu latar dan penunjuk yang dilihat dari pelbagai sudut.
• Panjang Gelombang Puncak (λ_p):518 nm (tipikal). Puncak spektrum cahaya yang dipancarkan, dalam kawasan hijau gemilang.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):515-530 nm. Mentakrifkan warna yang dirasakan. Julat ini juga tertakluk kepada pembin.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):35 nm (tipikal). Lebar spektrum yang dipancarkan pada separuh keamatan puncak.
• Voltan Hadapan (V_F):2.70-3.70 V (pada I_F=20mA). Penting untuk reka bentuk litar pemacu dan pengiraan penggunaan kuasa. Parameter ini dibin.
• Arus Songsang (I_R):< 50 µA (pada V_R=5V). Spesifikasi arus bocor yang rendah.

Nota Kritikal:Datasheet menyatakan dengan jelas bahawa peranti initidak direka untuk operasi songsang. Penarafan voltan songsang adalah untuk ujian arus bocor sahaja.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran besar-besaran, LED disusun (dibin) berdasarkan parameter utama. 19-213 menggunakan sistem pembin tiga dimensi.

3.1 Pembin Keamatan Bercahaya

Bin: S1 (180-225 mcd), S2 (225-285 mcd), T1 (285-360 mcd). Pereka bentuk mesti memilih bin yang sesuai untuk memenuhi kecerahan yang diperlukan dalam aplikasi mereka, dengan mengambil kira toleransi ±11% dalam setiap bin.

3.2 Pembin Panjang Gelombang Dominan

Bin: W (515-520 nm), X (520-525 nm), Y (525-530 nm). Ini memastikan konsistensi warna merentasi pelbagai LED dalam satu tatasusunan. Toleransi dalam bin ialah ±1 nm.

3.3 Pembin Voltan Hadapan

Bin: 10 (2.70-2.90V), 11 (2.90-3.10V), 12 (3.10-3.30V), 13 (3.30-3.50V), 14 (3.50-3.70V). Memilih LED dari bin V_Fyang sama membantu mencapai perkongsian arus seragam apabila disambung secara selari dan keperluan bekalan kuasa yang boleh diramal. Toleransi dalam bin ialah ±0.1V.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Datasheet menyediakan beberapa lengkung ciri penting untuk memahami tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan.

4.1 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V)

Lengkung ini menunjukkan hubungan eksponen antara arus dan voltan. Untuk LED tipikal, peningkatan kecil dalam voltan melebihi titik hidup menyebabkan peningkatan besar dalam arus. Ini menekankan keperluan menggunakan perintang pengehad arus atau pemacu arus malar untuk mencegah pelarian terma.

4.2 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Persekitaran

Output cahaya berkurangan apabila suhu persekitaran meningkat. Lengkung ini adalah penting untuk aplikasi yang beroperasi dalam persekitaran suhu tinggi (contohnya, di dalam papan pemuka automotif). Pereka bentuk mesti menurunkan kadar kecerahan yang dijangkakan berdasarkan suhu operasi.

4.3 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan

Output cahaya secara amnya berkadar dengan arus hadapan, tetapi hubungannya tidak linear sempurna, terutamanya pada arus yang lebih tinggi. Kecekapan mungkin jatuh pada arus yang sangat tinggi disebabkan oleh kesan terma yang meningkat.

4.4 Lengkung Penurunan Kadar Arus Hadapan

Graf ini mentakrifkan arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu persekitaran. Apabila suhu meningkat, arus selamat maksimum berkurangan untuk mencegah melebihi had suhu simpang dan memastikan kebolehpercayaan jangka panjang.

4.5 Taburan Spektrum

Lengkung menunjukkan satu puncak berpusat sekitar 518 nm, mengesahkan output hijau monokromatik. Lebar jalur 35 nm menunjukkan warna hijau yang agak tulen.

4.6 Gambarajah Radiasi

Menggambarkan taburan ruang keamatan cahaya, mengesahkan sudut pandangan 120 darjah dengan corak pancaran lambertian atau hampir lambertian tipikal.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej

Datasheet termasuk lukisan dimensi terperinci. Ciri utama termasuk panjang, lebar, dan ketinggian keseluruhan, susunan pad pateri, dan penunjuk polarity (biasanya takuk atau katod bertanda). Semua dimensi mempunyai toleransi standard ±0.1mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Pematuhan tepat kepada susunan pad yang disyorkan adalah penting untuk pateri yang boleh dipercayai dan penjajaran yang betul semasa reflow.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Sambungan polarity yang betul adalah wajib. Pakej termasuk penanda visual (contohnya, titik hijau, sudut terpotong, atau tanda katod) untuk mengenal pasti terminal katod. Menyambungkan LED dalam bias songsang boleh merosakkannya.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Pengendalian dan pateri yang betul adalah kritikal untuk hasil dan kebolehpercayaan.

6.1 Profil Pateri Reflow

Profil reflow bebas plumbum (Pb-free) ditentukan:

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

Penting:Pateri reflow tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali.

6.2 Arahan Pateri Tangan

Jika pateri tangan tidak dapat dielakkan:

• Gunakan besi pateri dengan suhu hujung < 350°C.
• Hadkan masa pateri kepada 3 saat setiap terminal.Gunakan besi dengan penarafan kuasa < 25W.Benarkan selang minimum 2 saat antara pateri setiap terminal.Datasheet memberi amaran bahawa kerosakan sering berlaku semasa pateri tangan.

6.3 Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan

Komponen ini sensitif kepada kelembapan.

• Sebelum Digunakan:Jangan buka beg penghalang kalis lembap sehingga sedia untuk digunakan.
• Selepas Dibuka:Gunakan dalam masa 168 jam (7 hari). Simpan bahagian yang tidak digunakan pada ≤30°C dan ≤60% RH.
• Pembakaran Semula:Jika masa pendedahan terlampaui atau desikan menunjukkan kelembapan, bakar pada 60±5°C selama 24 jam.

6.4 Langkah Berjaga-jaga Kritikal

• Perlindungan Arus Berlebihan:Perintang pengehad arus luaran adalahwajib. Perubahan voltan kecil boleh menyebabkan perubahan arus besar, membawa kepada kegagalan serta-merta.
• Tekanan Mekanikal:Elakkan menggunakan tekanan pada badan LED semasa pateri atau dalam aplikasi akhir. Jangan meledingkan PCB selepas pemasangan.
• Pembaikan:Tidak disyorkan. Jika benar-benar perlu, gunakan besi pateri berkepala dua untuk memanaskan kedua-dua terminal secara serentak dan mengelakkan tekanan terma. Sahkan fungsi peranti selepas pembaikan.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Pembungkusan Standard

Peranti dibekalkan dalam pita 8mm pada gegelung diameter 7 inci, serasi dengan peralatan pick-and-place automatik standard. Setiap gegelung mengandungi 3000 keping.

7.2 Pembungkusan Tahan Kelembapan

Untuk jangka hayat rak yang lanjutan, gegelung dibungkus dalam beg kalis lembap aluminium dengan desikan dan kad penunjuk kelembapan.

7.3 Penjelasan Label

Label gegelung mengandungi maklumat utama:

• CPN: Nombor bahagian pelanggan.
• P/N: Nombor bahagian pengilang (contohnya, 19-213/GHC-XS1T1N/3T).
• QTY: Kuantiti pada gegelung.
• CAT: Kod bin Keamatan Bercahaya (contohnya, S1, T1).
• HUE: Kod bin Kromatisiti/Panjang Gelombang Dominan (contohnya, W, X, Y).
• REF: Kod bin Voltan Hadapan (contohnya, 10, 11, 12).
• LOT No.: Nombor lot kebolehjejakan.

8. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Reka Bentuk Litar Pemacu

Sentiasa pacu LED ini dengan arus malar atau gunakan perintang siri yang dikira berdasarkan voltan hadapan kes terburuk (bin V_Fmaks) dan voltan bekalan untuk memastikan arus tidak melebihi 25mA DC. Contohnya, dengan bekalan 5V dan V_Fsebanyak 3.7V, perintang siri sekurang-kurangnya (5V - 3.7V) / 0.025A = 52 Ohm diperlukan. Gunakan nilai yang lebih tinggi untuk margin keselamatan.

8.2 Pengurusan Terma

Walaupun pakejnya kecil, pengurusan terma yang berkesan pada PCB adalah penting untuk jangka hayat dan mengekalkan kecerahan. Gunakan kawasan kuprum yang mencukupi yang disambungkan ke pad terma (jika ada) atau jejak anod/katod untuk memancarkan haba, terutamanya apabila beroperasi berhampiran arus maksimum atau dalam suhu persekitaran tinggi.

8.3 Reka Bentuk Optik

Sudut pandangan 120 darjah dan resin jernih air menjadikan LED ini sesuai untuk penunjuk sudut lebar. Untuk cahaya fokus atau corak pancaran tertentu, optik sekunder (kanta, pandu cahaya) akan diperlukan. Resin jernih memberikan output cahaya tertinggi tetapi boleh menyebabkan "titik panas" yang kelihatan; alternatif resin tersebar (bukan bahagian ini) adalah lebih baik untuk pencahayaan sekata.

9. Pematuhan dan Spesifikasi Alam Sekitar

Produk ini mematuhi beberapa piawaian antarabangsa utama, memudahkan penggunaannya dalam pasaran global:

• Mematuhi RoHS:Bebas daripada bahan berbahaya yang dihadkan seperti plumbum, merkuri, dan kadmium.
• Mematuhi EU REACH:Mematuhi peraturan Pendaftaran, Penilaian, Kebenaran dan Sekatan Bahan Kimia.
• Bebas Halogen:Memenuhi had ketat: Bromin (Br) < 900 ppm, Klorin (Cl) < 900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm. Ini penting untuk mengurangkan pelepasan toksik sekiranya kebakaran.
• Bebas Pb:Kemasan pateri dan bahan adalah bebas plumbum.

10. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan teknologi LED lubang-lalui lama, LED SMD ini menawarkan:

• Pengurangan Saiz:Jauh lebih kecil, membolehkan peminikroan.
• Kecekapan Pembuatan:Serasi dengan talian pemasangan SMT automatik sepenuhnya, mengurangkan kos buruh dan meningkatkan kelajuan dan ketepatan penempatan.
• Prestasi:Biasanya menawarkan laluan terma yang lebih baik ke PCB berbanding banyak reka bentuk lubang-lalui, berpotensi meningkatkan jangka hayat pada arus tinggi.

Berbanding dengan LED hijau SMD lain, gabungan khusus sudut pandangan 120°, kanta jernih air, dan struktur pembin yang ditakrifkan untuk keamatan, panjang gelombang, dan voltan adalah faktor pembezaan utamanya untuk pereka bentuk yang memerlukan prestasi yang boleh diramal.

11. Soalan Lazim (FAQ)

S: Bolehkah saya pacu LED ini terus dari pin mikropengawal 3.3V atau 5V?J: Tidak. Anda mesti menggunakan perintang pengehad arus siri. Voltan hadapan adalah ~3V, dan pin GPIO tidak boleh dengan selamat menyumber/menyerap 20mA sambil mengawal penurunan voltan. Gunakan transistor atau pemacu LED khusus.

S: Mengapakah julat keamatan bercahaya begitu luas (180-360 mcd)?J: Ini adalah julat pengeluaran keseluruhan. Peranti disusun ke dalam bin khusus (S1, S2, T1). Anda mesti menentukan bin yang diperlukan semasa membuat pesanan untuk memastikan konsistensi kecerahan.

S: Datasheet menyatakan "jangan buka beg sebelum digunakan." Apa yang berlaku jika saya buka?J: Kelembapan boleh diserap ke dalam pakej plastik. Semasa pateri reflow, kelembapan yang terperangkap ini boleh mengembang dengan cepat ("kesan popcorn"), menyebabkan delaminasi dalaman dan retakan, membawa kepada kegagalan serta-merta atau terpendam.

S: Bolehkah saya gunakan ini untuk aplikasi luar?J: Julat suhu operasi (-40°C hingga +85°C) menyokong banyak persekitaran luar. Walau bagaimanapun, pendedahan jangka panjang kepada cahaya UV dan cuaca mungkin merosakkan resin. Untuk penggunaan luar yang keras, LED dengan enkapsulan tahan UV yang dirumus khusus adalah disyorkan.

12. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka bentuk panel penunjuk status untuk pengawal industri. Keperluan:Pelbagai LED hijau untuk menunjukkan "sistem sedia," "komunikasi aktif," dsb. Kecerahan dan warna seragam adalah kritikal untuk persepsi pengguna.

Langkah Reka Bentuk:

1. Pemilihan Pembin:Untuk memastikan keseragaman, tentukan satu bin ketat untuk semua LED: contohnya, Bin Keamatan Bercahaya T1 (285-360 mcd), Bin Panjang Gelombang Dominan X (520-525 nm), dan Bin Voltan Hadapan 12 (3.10-3.30V). Ini menjamin semua LED akan berkelakuan sangat serupa.
2. Reka Bentuk Litar:Gunakan IC pemacu LED arus malar yang mampu memacu pelbagai saluran. Ini memberikan arus yang sama kepada setiap LED tanpa mengira variasi V_Fkecil, memastikan padanan kecerahan sempurna. Sebagai alternatif, jika menggunakan satu perintang setiap LED, kira nilai perintang berdasarkan V_Ftertinggi dalam bin (3.30V) untuk menjamin tiada LED dipacu berlebihan.
3. Susun Atur PCB:Letakkan LED dengan orientasi yang konsisten. Sertakan tuangan kuprum yang luas yang disambungkan ke pad katod untuk membantu pemancaran haba, kerana panel mungkin dihidupkan secara berterusan.
4. Pemasangan:Ikuti profil reflow yang ditentukan dengan tepat. Pastikan gegelung tertutup sehingga saat ia dimuatkan ke dalam feeder mesin pick-and-place untuk mematuhi keperluan tahap kepekaan kelembapan (MSL).

Pendekatan ini menghasilkan panel yang kelihatan profesional dengan lampu penunjuk yang konsisten dan boleh dipercayai.

13. Pengenalan Prinsip Operasi

LED ini berdasarkan cip semikonduktor Indium Gallium Nitride (InGaN). Apabila voltan hadapan melebihi ambang hidup diod (V_F) 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 bahan InGaN menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan; dalam kes ini, ditala untuk menghasilkan cahaya hijau gemilang dengan puncak pada 518 nm. Enkapsulan resin epoksi jernih air melindungi die semikonduktor halus, memberikan kestabilan mekanikal, dan bertindak sebagai kanta utama, membentuk corak output cahaya awal.

14. Trend dan Konteks Teknologi

LED 19-213 mewakili teknologi LED SMD yang matang dan diterima pakai secara meluas. Trend semasa dalam pembangunan LED yang berkaitan dengan komponen sedemikian termasuk:

• Kecekapan Meningkat:Penambahbaikan berterusan dalam pertumbuhan epitaksial dan reka bentuk cip membawa kepada keberkesanan bercahaya yang lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per watt input elektrik), membolehkan sama ada penunjuk yang lebih terang atau penggunaan kuasa yang lebih rendah.
• Peminikroan:Dorongan untuk peranti yang lebih kecil berterusan, dengan saiz pakej yang lebih kecil (contohnya, 0402, 0201 metrik) menjadi biasa untuk aplikasi yang terhad ruang, walaupun sering dengan pertukaran dalam output cahaya dan prestasi terma.
• Kebolehpercayaan Dipertingkatkan:Penambahbaikan dalam bahan pembungkusan dan teknologi lampiran die terus melanjutkan jangka hayat operasi dan rintangan kepada kitaran terma dan kelembapan.
• Penyelesaian Bersepadu:Trend yang lebih luas ialah integrasi elektronik kawalan (pemacu arus, pengawal PWM) terus dengan die LED ke dalam modul yang lebih kompleks, memudahkan reka bentuk litar pengguna akhir.

Walaupun bahagian khusus ini mungkin tidak menggabungkan ciri LED ultra-miniatur atau pintar terkini, prestasinya yang dicirikan dengan baik, pembungkusan yang teguh, dan pembin yang komprehensif menjadikannya pilihan yang boleh dipercayai dan kos efektif untuk pelbagai aplikasi penunjuk dan lampu latar standard.