Dokumen Teknikal LED SMD 17-21/GVC-AMPB/3T - 2.0x1.25x0.8mm - Hijau (568nm) - 20mA

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LED SMD 17-21 ialah peranti permukaan-pasang yang padat, direka untuk aplikasi elektronik moden yang memerlukan pencahayaan penunjuk dan lampu latar yang boleh dipercayai. Komponen ini menggunakan teknologi semikonduktor AlGaInP (Aluminium Gallium Indium Phosphide) untuk menghasilkan output cahaya hijau dengan panjang gelombang puncak tipikal 568nm. Kelebihan utamanya terletak pada saiznya yang kecil, yang membolehkan ketumpatan peletakan yang lebih tinggi pada papan litar bercetak (PCB), mengurangkan ruang penyimpanan yang diperlukan, dan menyumbang kepada pengecilan keseluruhan peralatan akhir. Pembinaan ringan ini menjadikannya sesuai untuk aplikasi mudah alih dan terhad ruang.

LED ini dibungkus pada pita 8mm yang dililit pada reel berdiameter 7 inci, menjadikannya serasi sepenuhnya dengan peralatan pemasangan pick-and-place automatik berkelajuan tinggi. Ia direka untuk digunakan dengan proses pematerian reflow inframerah (IR) dan fasa wap standard, memastikan integrasi lancar ke dalam barisan pembuatan moden. Produk ini mematuhi peraturan alam sekitar dan keselamatan utama, bebas Pb, mematuhi RoHS, mematuhi EU REACH, dan bebas halogen (dengan Bromin <900 ppm, Klorin <900 ppm, dan Br+Cl < 1500 ppm).

2. Analisis Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Had Maksimum Mutlak

Had operasi peranti ditakrifkan di bawah keadaan ambien tertentu (Ta=25°C). Melebihi had ini boleh menyebabkan kerosakan kekal.

• Voltan Songsang (VR):5V. Ini ialah parameter kritikal; menggunakan voltan songsang melebihi 5V boleh merosakkan simpang PN LED.
• Arus Ke Hadapan Berterusan (IF):25 mA. Ini ialah arus DC maksimum yang disyorkan untuk operasi berterusan bagi memastikan kebolehpercayaan jangka panjang dan mencegah pelarian haba.
• Arus Ke Hadapan Puncak (IFP):60 mA. Penarafan ini terpakai di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 pada 1 kHz. Ia membenarkan tempoh kecerahan yang lebih tinggi secara ringkas tetapi tidak boleh digunakan untuk operasi DC.
• Pelesapan Kuasa (Pd):60 mW. Ini mewakili kuasa maksimum yang boleh dipancarkan oleh pakej sebagai haba. Melebihi had ini meningkatkan suhu simpang, menjejaskan prestasi dan jangka hayat.
• Nyahcas Elektrostatik (ESD) Model Badan Manusia (HBM):2000V. Penarafan ini menunjukkan tahap perlindungan ESD yang sederhana. Langkah berjaga-jaga pengendalian ESD standard masih diperlukan semasa pemasangan dan pengendalian.
• Suhu Operasi (Topr):-40°C hingga +85°C. LED ini dinilai untuk berfungsi dalam julat suhu perindustrian yang luas ini.
• Suhu Penyimpanan (Tstg):-40°C hingga +90°C.
• Suhu Pematerian (Tsol):Peranti ini boleh menahan pematerian reflow dengan suhu puncak 260°C sehingga 10 saat. Untuk pematerian tangan, suhu hujung besi pemateri tidak boleh melebihi 350°C untuk maksimum 3 saat setiap terminal.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Parameter ini diukur pada arus ujian standard IF=20mA dan Ta=25°C. Ia mentakrifkan prestasi keluaran cahaya dan elektrik teras.

• Keamatan Pencahayaan (Iv):Julat dari minimum 18.00 mcd hingga maksimum 72.00 mcd. Nilai tipikal bergantung pada kod bin tertentu (M, N, P). Ini ialah ukuran kecerahan yang dirasakan.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):Biasanya 140 darjah. Sudut pandangan yang luas ini menjadikan LED sesuai untuk aplikasi di mana cahaya perlu kelihatan dari pelbagai posisi.
• Panjang Gelombang Puncak (λp):Biasanya 568 nm. Ini ialah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):Julat dari 563.50 nm hingga 571.50 nm, dibin ke dalam kod tertentu (C13 hingga C16). Ini ialah panjang gelombang tunggal yang dirasakan oleh mata manusia dan adalah penting untuk konsistensi warna.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):Biasanya 20 nm. Ini mentakrifkan penyebaran spektrum yang dipancarkan di sekitar panjang gelombang puncak.
• Voltan Ke Hadapan (VF):Julat dari 1.75V hingga 2.35V pada 20mA, dibin ke dalam kod (0, 1, 2). Parameter ini adalah penting untuk mereka bentuk perintang pembatas arus dalam litar pemacu.
• Arus Songsang (IR):Maksimum 10 μA apabila voltan songsang 5V digunakan. Dokumen data dengan jelas menyatakan peranti ini tidak direka untuk operasi songsang.

Nota Penting:Dokumen data menentukan toleransi untuk parameter utama: Keamatan Pencahayaan (±11%), Panjang Gelombang Dominan (±1nm), dan Voltan Ke Hadapan (±0.1V). Toleransi ini terpakai dalam setiap bin dan adalah kritikal untuk pengiraan margin reka bentuk.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran besar-besaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan prestasi yang diukur. Ini membolehkan pereka memilih bahagian yang memenuhi keperluan aplikasi tertentu untuk kecerahan, warna, dan voltan.

Binning ini memastikan konsistensi warna. Panjang gelombang dominan disusun dalam langkah 2nm.

Bin ditakrifkan oleh nilai keamatan pencahayaan minimum dan maksimum pada IF=20mA.

• Bin M:18.00 mcd (Min) hingga 28.50 mcd (Maks)
• Bin N:28.50 mcd (Min) hingga 45.00 mcd (Maks)
• Bin P:45.00 mcd (Min) hingga 72.00 mcd (Maks)

Memilih bin yang lebih tinggi (cth., P) menjamin kecerahan minimum yang lebih tinggi tetapi mungkin datang dengan kos premium.

3.2 Binning Panjang Gelombang Dominan

This binning ensures color consistency. The dominant wavelength is sorted into 2nm steps.

• Bin C13:563.50 nm hingga 565.50 nm
• Bin C14:565.50 nm hingga 567.50 nm
• Bin C15:567.50 nm hingga 569.50 nm
• Bin C16:569.50 nm hingga 571.50 nm

Untuk aplikasi di mana warna hijau tertentu adalah kritikal, menentukan bin panjang gelombang yang ketat adalah penting.

3.3 Binning Voltan Ke Hadapan

Binning voltan membantu dalam mereka bentuk litar pemacu yang lebih boleh diramal dan cekap, terutamanya apabila berbilang LED disambung secara bersiri.

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

Menggunakan LED dari bin voltan yang sama meminimumkan ketidakseimbangan arus dalam konfigurasi selari.

4. Analisis Keluk Prestasi

Dokumen data merujuk kepada keluk ciri elektro-optik tipikal. Walaupun graf khusus tidak terperinci dalam teks yang disediakan, keluk standard untuk LED sedemikian biasanya termasuk:

• Keamatan Pencahayaan Relatif vs. Arus Ke Hadapan (Keluk I-V):Menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus, biasanya dalam cara sub-linear pada arus yang lebih tinggi disebabkan oleh kesan pemanasan.
• Voltan Ke Hadapan vs. Arus Ke Hadapan:Mendemonstrasikan hubungan eksponen, penting untuk pengurusan haba dan reka bentuk pemacu.
• Keamatan Pencahayaan Relatif vs. Suhu Ambien:Menunjukkan penurunan output cahaya apabila suhu simpang meningkat. LED AlGaInP secara amnya mengalami penurunan ketara dalam output dengan peningkatan suhu.
• Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif berbanding panjang gelombang, menunjukkan puncak pada ~568nm dan lebar jalur ~20nm.
• Corak Sudut Pandangan:Plot kutub yang menggambarkan taburan sudut keamatan cahaya, mengesahkan sudut pandangan 140 darjah.

Keluk ini adalah penting untuk meramalkan prestasi dunia sebenar di bawah keadaan bukan standard (arus, suhu yang berbeza).

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

LED SMD 17-21 mempunyai pakej segi empat tepat yang padat. Dimensi utama (dalam mm, toleransi ±0.1mm melainkan dinyatakan) termasuk:

• Panjang Keseluruhan: 2.0 mm
• Lebar Keseluruhan: 1.25 mm
• Tinggi Keseluruhan: 0.8 mm
• Dimensi dan jarak Lead (Terminal) ditentukan untuk reka bentuk susun atur pad PCB.

Tanda katod ditunjukkan dengan jelas pada pakej untuk orientasi polariti yang betul semasa pemasangan. Corak tanah PCB yang disyorkan (reka bentuk pad) harus mengikuti dimensi ini untuk memastikan pematerian yang betul dan kestabilan mekanikal.

5.2 Reel, Pita, dan Pembungkusan

Peranti ini dibekalkan dalam pakej peranti sensitif kelembapan (MSD), Tahap 3 mengikut piawaian IPC/JEDEC.

• Pita Pembawa:Lebar 8mm, dengan poket memegang LED. Dimensi untuk pita, poket, dan pita penutup disediakan untuk memastikan keserasian dengan feeder.
• Reel:Reel berdiameter 7 inci. Dimensi reel (diameter hab, diameter flange, lebar) ditentukan untuk peralatan pengendalian automatik.
• Kuantiti Pembungkusan:3000 keping setiap reel.
• Beg Penghalang Kelembapan:Reel dimeterai di dalam beg kalis lembapan berlamina aluminium bersama kad penunjuk kelembapan dan desikan untuk melindungi LED daripada kelembapan ambien semasa penyimpanan dan pengangkutan.

Penjelasan Label:Label reel mengandungi maklumat kritikal untuk kebolehjejakan dan aplikasi yang betul: Nombor Produk Pelanggan (CPN), Nombor Bahagian Pengilang (P/N), Kuantiti (QTY), dan Kod Binning khusus untuk Keamatan Pencahayaan (CAT), Panjang Gelombang Dominan/Warna (HUE), dan Voltan Ke Hadapan (REF), bersama dengan Nombor Lot (LOT No).

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

Pengendalian dan pematerian yang betul adalah kritikal untuk kebolehpercayaan.

6.1 Penyimpanan dan Pengendalian

• Jangan buka beg penghalang kelembapan sehingga sedia untuk digunakan.
• Selepas dibuka, LED yang tidak digunakan mesti disimpan pada ≤30°C dan ≤60% Kelembapan Relatif (RH).
• "Jangka hayat lantai" selepas beg dibuka ialah 168 jam (7 hari). Jika dilampaui, atau jika penunjuk desikan menunjukkan pengaktifan, LED mesti dibakar pada 60°C ±5°C selama 24 jam sebelum digunakan untuk mengeluarkan kelembapan yang diserap dan mencegah "popcorning" semasa reflow.

6.2 Profil Pematerian Reflow

Profil reflow bebas plumbum (Pb-free) ditentukan:

• Pemanasan Awal:Cerun dari ambien ke 150-200°C dalam 60-120 saat.
• Rendam/Pemanasan Awal:Kekalkan antara 150-200°C.
• Masa Cecair:Masa di atas 217°C hendaklah 60-150 saat.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C.
• Masa di Puncak:Tidak boleh melebihi 10 saat pada 260°C.
• Kadar Cerun Naik:Maksimum 6°C/saat.
• Kadar Cerun Turun:Maksimum 3°C/saat.
• Peraturan Kritikal:Pematerian reflow tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali pada LED yang sama.

6.3 Pematerian Tangan dan Kerja Semula

• Gunakan besi pemateri dengan suhu hujung <350°C dan kuasa <25W.
• Hadkan masa pematerian setiap terminal kepada ≤3 saat.
• Benarkan selang penyejukan ≥2 saat antara terminal pematerian.
• Elakkan tekanan mekanikal pada badan LED semasa pemanasan.
• Pembaikan selepas pematerian sangat tidak digalakkan. Jika tidak dapat dielakkan, besi pemateri berkepala dua khusus mesti digunakan untuk memanaskan kedua-dua terminal secara serentak, dan kesan pada ciri LED mesti disahkan.
• Jangan meledingkan PCB selepas pematerian.

7. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

7.1 Senario Aplikasi Biasa

• Lampu Latar:Sesuai untuk lampu latar simbol, suis, dan kawasan kecil pada papan pemuka, panel kawalan, dan elektronik pengguna.
• Penunjuk Status:Sempurna untuk penunjuk status kuasa, sambungan, dan fungsi dalam peralatan telekomunikasi (telefon, faks), peranti komputer, dan kawalan perindustrian.
• Penunjuk Tujuan Umum:Mana-mana aplikasi yang memerlukan sumber cahaya hijau yang kecil, terang, dan boleh dipercayai.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pembatas Arus:Perintang pembatas arus luaran adalahwajib. Voltan ke hadapan mempunyai pekali suhu negatif, bermakna ia berkurangan apabila suhu meningkat. Tanpa perintang, peningkatan kecil dalam voltan boleh menyebabkan peningkatan besar, berpotensi merosakkan, dalam arus (pelarian haba). Nilai perintang dikira menggunakan R = (Bekalan V - VF) / IF.
• Pengurusan Haba:Walaupun pakejnya kecil, pelesapan kuasa (sehingga 60mW) mesti dipertimbangkan, terutamanya dalam suhu ambien tinggi atau ruang tertutup. Kawasan kuprum PCB yang mencukupi di sekitar pad boleh bertindak sebagai penyerap haba.
• Perlindungan ESD:Laksanakan kawalan ESD standard di kawasan pemasangan. Walaupun dinilai untuk 2000V HBM, diod perlindungan tambahan pada PCB mungkin diperlukan dalam persekitaran berisiko tinggi.
• Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan luas 140 darjah memberikan kebolehlihatan luar paksi yang baik. Untuk cahaya fokus, kanta luaran atau pandu cahaya mungkin diperlukan.

8. Sekatan Aplikasi dan Nota Kebolehpercayaan

Dokumen data termasuk penafian kritikal. LED gred komersial standard initidak layak atau disyorkan untuk digunakan dalam aplikasi kebolehpercayaan tinggi atau keselamatan kritikaltanpa perundingan terlebih dahulu dan kelayakan khusus. Ini secara eksplisit termasuk:

• Sistem Ketenteraan dan Aeroangkasa
• Sistem Keselamatan dan Keselamatan Automotif (cth., penunjuk beg udara, lampu brek)
• Peralatan Sokongan Hayat atau Diagnostik Perubatan

Spesifikasi ini menjamin prestasi hanya dalam had yang dinyatakan dan sebagai komponen individu. Pereka bertanggungjawab untuk memastikan produk tidak digunakan melebihi spesifikasi ini dan sesuai untuk jangka hayat dan keadaan persekitaran aplikasi yang dimaksudkan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pakej 17-21 menawarkan keseimbangan antara saiz dan prestasi. Berbanding dengan LED berlead yang lebih besar (cth., 3mm atau 5mm), ia memberikan penjimatan ruang yang ketara dan kesesuaian yang lebih baik untuk pemasangan automatik. Berbanding dengan pakej skala cip (CSP) yang lebih kecil, 17-21 menawarkan pengendalian yang lebih mudah, proses pematerian standard, dan biasanya penyingkiran haba yang lebih baik disebabkan oleh pakej acuannya dengan lead logam. Penggunaan teknologi AlGaInP untuk hijau menawarkan kecekapan yang lebih tinggi dan ketepuan warna yang lebih baik berbanding teknologi lama seperti GaP, terutamanya dalam spektrum hijau.

10. Soalan Lazim (FAQ)

S: Apakah nilai perintang yang patut saya gunakan untuk bekalan 5V?

J: Menggunakan VF maksimum (2.35V) untuk margin keselamatan pada IF=20mA: R = (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5 Ohm. Perintang standard 130 atau 150 Ohm adalah sesuai. Sentiasa sahkan arus dengan VF sebenar bin LED anda.

S: Bolehkah saya memacu LED ini pada 30mA untuk kecerahan yang lebih?

J: Tidak. Had Maksimum Mutlak untuk arus ke hadapan berterusan (IF) ialah 25mA. Beroperasi pada 30mA melebihi penarafan ini, yang akan mengurangkan kebolehpercayaan dan jangka hayat, dan mungkin menyebabkan kegagalan segera.

S: Beg saya dibuka 10 hari lalu. Bolehkah saya masih menggunakan LED?

J: Pertama, periksa kad penunjuk kelembapan. Jika ia menunjukkan pendedahan (cth., perubahan warna), anda mesti membakar LED pada 60°C selama 24 jam sebelum digunakan untuk mengeluarkan kelembapan dan mencegah kerosakan sendi pateri semasa reflow.

S: Bagaimanakah saya mentafsir kod bin pada label?

J: Label menunjukkan CAT (bin Keamatan Pencahayaan, cth., N), HUE (bin Panjang Gelombang, cth., C14), dan REF (bin Voltan, cth., 1). Ini memberitahu anda julat prestasi khusus LED pada reel tersebut.

S: Mengapakah penarafan voltan songsang hanya 5V?

J: LED tidak direka untuk beroperasi dalam bias songsang. Penarafan 5V ialah voltan tahanan untuk perlindungan terhadap sambungan songsang yang tidak sengaja semasa ujian atau pemasangan. Untuk perlindungan litar terhadap voltan songsang sementara, diod luaran secara selari (katod ke anod) adalah disyorkan.