Dokumen Teknikal LED SMD 19-217 - Jingga Kemerahan - Sudut Pandangan 120° - Arus Kehadapan 5mA

1. Gambaran Keseluruhan Produk

19-217 ialah LED peranti permukaan-pasang (SMD) yang direka untuk pemasangan elektronik moden dan padat. Ia menggunakan cip AlGaInP (Aluminium Gallium Indium Phosphide) untuk menghasilkan output cahaya jingga kemerahan. Kelebihan utamanya terletak pada saiznya yang jauh lebih kecil berbanding LED bingkai plumbum tradisional, membolehkan ketumpatan peletakan yang lebih tinggi pada papan litar bercetak (PCB), mengurangkan keperluan penyimpanan, dan akhirnya menyumbang kepada pengecilan peralatan akhir. Komponen ini ringan, menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana ruang dan berat adalah kekangan kritikal.

1.1 Kelebihan Teras

• Pengecilan:Pakej SMD membolehkan reka bentuk papan yang lebih kecil.
• Keserasian Automasi:Dibekalkan pada pita 8mm pada gegelung 7-inci, ia serasi sepenuhnya dengan peralatan pick-and-place automatik berkelajuan tinggi.
• Keserasian Proses:Sesuai untuk kedua-dua proses pematerian reflow inframerah dan fasa wap.
• Pematuhan Alam Sekitar:Produk ini bebas plumbum, mematuhi piawaian RoHS, EU REACH, dan bebas halogen (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Aplikasi Sasaran

LED ini serba boleh dan digunakan dalam pelbagai peranan pencahayaan dan penunjuk, termasuk:

• Pencahayaan belakang untuk panel instrumen, suis, dan simbol.
• Penunjuk status dan pencahayaan belakang kekunci dalam peranti telekomunikasi seperti telefon dan mesin faks.
• Lampu penunjuk kegunaan am.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

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

• Voltan Songsang (V_R):5 V
• Arus Kehadapan Berterusan (I_F):25 mA
• Arus Kehadapan Puncak (I_FP):60 mA (pada kitaran tugas 1/10, 1 kHz)
• Pelesapan Kuasa (P_d):60 mW
• Nyahcas Elektrostatik (ESD) Model Badan Manusia (HBM):2000 V
• Suhu Pengendalian (T_opr):-40°C hingga +85°C
• Suhu Penyimpanan (T_stg):-40°C hingga +90°C
• Suhu Pematerian (T_sol):Reflow: 260°C untuk maksimum 10 saat; Tangan: 350°C untuk maksimum 3 saat.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Diukur pada suhu persekitaran (T_a) 25°C dan arus ujian piawai (I_F) 5 mA, melainkan dinyatakan sebaliknya.

• Keamatan Bercahaya (I_v):14.5 mcd (Min), 36.0 mcd (Maks). Toleransi ±11% dikenakan.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):120 darjah (Tipikal). Sudut lebar ini memastikan kebolehlihatan yang baik dari pelbagai perspektif.
• Panjang Gelombang Puncak (λ_p):621 nm (Tipikal).
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):605.5 nm (Min), 625.5 nm (Maks). Toleransi ±1 nm dikenakan. Parameter ini mentakrifkan warna yang dilihat.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):18 nm (Tipikal). Ini menunjukkan ketulenan spektrum cahaya yang dipancarkan.
• Voltan Kehadapan (V_F):1.7 V (Min), 2.2 V (Maks) pada I_F=5mA. Toleransi ±0.05V dikenakan. Ini adalah kritikal untuk pengiraan perintang had arus.
• Arus Songsang (I_R):10 μA (Maks) pada V_R=5V. Peranti ini tidak direka untuk beroperasi dalam bias songsang.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan parameter utama.

3.1 Pembin Keamatan Bercahaya

Dibin pada I_F= 5 mA.

• L2:14.5 – 18.0 mcd
• M1:18.0 – 22.5 mcd
• M2:22.5 – 28.5 mcd
• N1:28.5 – 36.0 mcd

3.2 Pembin Panjang Gelombang Dominan

Dibin pada I_F= 5 mA. Ini berkorelasi secara langsung dengan warna jingga kemerahan.

• E1:605.5 – 609.5 nm
• E2:609.5 – 613.5 nm
• E3:613.5 – 617.5 nm
• E4:617.5 – 621.5 nm
• E5:621.5 – 625.5 nm

3.3 Pembin Voltan Kehadapan

Dibin pada I_F= 5 mA. Penting untuk mereka bentuk litar pemacu arus seragam merentasi pelbagai LED.

• 19:1.7 – 1.8 V
• 20:1.8 – 1.9 V
• 21:1.9 – 2.0 V
• 22:2.0 – 2.1 V
• 23:2.1 – 2.2 V

4. Analisis Lengkung Prestasi

Dokumen data menyediakan beberapa lengkung ciri yang penting untuk memahami tingkah laku LED di bawah keadaan pengendalian yang berbeza.

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

Hubungan bukan linear ini menunjukkan bahawa peningkatan kecil dalam voltan melebihi V_Ftipikal boleh menyebabkan peningkatan arus yang besar dan berpotensi merosakkan. Ini menekankan keperluan mutlak untuk menggunakan perintang had arus atau pemacu arus malar secara bersiri dengan LED.

4.2 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Kehadapan

Output cahaya meningkat dengan arus kehadapan tetapi tidak secara linear. Mengendalikan di atas arus berterusan yang disyorkan (25mA) mungkin meningkatkan kecerahan tetapi akan mengurangkan jangka hayat dan kebolehpercayaan disebabkan peningkatan suhu simpang.

4.3 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Persekitaran

Keamatan bercahaya berkurangan apabila suhu persekitaran meningkat. Penurunan haba ini adalah pertimbangan kritikal untuk aplikasi yang beroperasi dalam persekitaran suhu tinggi. Lengkung menunjukkan prestasi dari -40°C hingga +100°C.

4.4 Lengkung Penurunan Arus Kehadapan

Lengkung ini mentakrifkan arus kehadapan berterusan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu persekitaran. Untuk mengelakkan pemanasan berlebihan, arus maksimum mesti dikurangkan apabila beroperasi di atas suhu tertentu (biasanya 25°C).

4.5 Taburan Spektrum

Graf menunjukkan keamatan relatif cahaya yang dipancarkan merentasi panjang gelombang yang berbeza, berpusat di sekitar panjang gelombang puncak 621 nm. Bentuk dan lebar (18 nm) lengkung ini menentukan ketulenan warna.

4.6 Corak Sinaran

Gambar rajah kutub yang menggambarkan taburan sudut keamatan cahaya, mengesahkan sudut pandangan 120 darjah di mana keamatan jatuh kepada separuh nilai maksimumnya.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

LED datang dalam pakej SMD piawai. Dimensi tepat (panjang, lebar, tinggi) dan susun atur pad ditakrifkan dalam lukisan pakej dalam dokumen data. Lukisan termasuk dimensi kritikal seperti jarak plumbum dan corak tanah PCB yang disyorkan untuk memastikan pematerian yang betul dan kestabilan mekanikal. Komponen ini mempunyai kanta resin yang jelas. Polarity ditunjukkan oleh tanda pada pakej atau oleh reka bentuk pad asimetri (biasanya pad katod mungkin ditanda atau mempunyai bentuk yang berbeza). Pereka bentuk mesti merujuk lukisan dimensi khusus untuk penciptaan tapak kaki yang tepat.

6. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Reflow (Bebas Plumbum)

Proses kritikal untuk pemasangan yang boleh dipercayai.

• Pemanasan Awal:150–200°C selama 60–120 saat.
• Masa Melebihi Likuidus (217°C):60–150 saat.
• Suhu Puncak:260°C maksimum.
• Masa pada Puncak:10 saat maksimum.
• Kadar Pemanasan:Maksimum 6°C/saat.
• Kadar Penyejukan:Maksimum 3°C/saat.

Penting:Pematerian reflow tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali pada LED yang sama.

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian manual tidak dapat dielakkan:

• Gunakan besi pemateri dengan suhu hujung < 350°C.
• Hadkan masa sentuhan kepada 3 saat setiap terminal.
• Gunakan besi dengan penarafan kuasa 25W atau kurang.
• Benarkan selang minimum 2 saat antara pematerian setiap terminal untuk mengelakkan kejutan haba.

6.3 Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan

LED dibungkus dalam beg tahan lembapan dengan penyerap lembapan.

• Jangan bukabeg sehingga sedia untuk digunakan.
• Selepas dibuka, LED yang tidak digunakan hendaklah disimpan pada ≤30°C dan ≤60% kelembapan relatif.
• "Jangka hayat lantai" selepas dibuka ialah 168 jam (7 hari).
• Jika jangka hayat lantai terlampaui atau penyerap lembapan menunjukkan penyerapan lembapan, rawatan pembakaran diperlukan: 60 ±5°C selama 24 jam sebelum digunakan.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

Pembungkusan piawai ialah 3000 keping setiap gegelung. Gegelung, pita pembawa, dan dimensi pita penutup ditentukan untuk memastikan keserasian dengan peralatan automatik. Label pada gegelung menyediakan maklumat utama untuk kebolehjejakan dan aplikasi yang betul: Nombor Produk (P/N), kuantiti (QTY), dan kod bin khusus untuk Keamatan Bercahaya (CAT), Panjang Gelombang Dominan (HUE), dan Voltan Kehadapan (REF).

8. Pertimbangan Reka Bentuk Aplikasi

8.1 Had Arus Adalah Wajib

Perintang had arus luaran mesti sentiasa digunakan secara bersiri dengan LED. Nilai perintang (R) boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F, di mana V_Fialah voltan kehadapan LED pada arus yang dikehendaki I_F. Sentiasa gunakan V_Fmaksimum dari dokumen data untuk reka bentuk konservatif untuk mengelakkan arus berlebihan.

8.2 Pengurusan Haba

Walaupun pakejnya kecil, pelesapan kuasa (sehingga 60mW) menjana haba. Pastikan kawasan kuprum PCB yang mencukupi (pad pelepasan haba) di sekitar pad pateri LED untuk membantu meleraikan haba, terutamanya apabila beroperasi pada arus tinggi atau dalam persekitaran yang hangat. Patuhi lengkung penurunan arus kehadapan.

8.3 Perlindungan ESD

Walaupun dinilai untuk 2000V HBM, langkah berjaga-jaga pengendalian ESD piawai harus dipatuhi semasa pemasangan dan pengendalian untuk mengelakkan kerosakan laten.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

LED 19-217, berdasarkan teknologi AlGaInP, menawarkan kelebihan tersendiri untuk aplikasi jingga kemerahan berbanding teknologi lain seperti AllnGaP atau LED yang ditapis. AlGaInP biasanya memberikan kecekapan bercahaya yang lebih tinggi dan kestabilan warna yang lebih baik terhadap variasi suhu dan arus untuk warna dalam spektrum merah ke ambar. Sudut pandangan 120 darjahnya lebih lebar daripada banyak LED "pandangan atas", menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan kebolehlihatan yang luas. Format SMD memberikan profil yang lebih rendah dan kesesuaian yang lebih baik untuk pemasangan automatik berbanding rakan sejawat melalui lubang.

10. Soalan Lazim (FAQ)

10.1 Mengapa LED saya memerlukan perintang?

LED ialah peranti yang didorong oleh arus. Ciri I-V mereka adalah eksponen, bermakna peningkatan kecil dalam voltan menyebabkan peningkatan arus yang besar, yang boleh memusnahkan LED serta-merta. Perintang menghadkan arus kepada nilai yang selamat dan ditentukan.

10.2 Bolehkah saya mengendalikan LED ini dengan bekalan 5V?

Ya, tetapi anda mesti menggunakan perintang bersiri. Sebagai contoh, untuk mencapai I_F=5mA dengan V_bekalan=5V dan V_Ftipikal =2.0V, nilai perintang akan menjadi R = (5V - 2.0V) / 0.005A = 600 Ohm. Gunakan nilai piawai seperti 620 Ohm.

10.3 Apa yang berlaku jika saya melebihi suhu atau masa pematerian maksimum?

Haba yang berlebihan boleh merosakkan die semikonduktor dalaman, ikatan wayar, atau kanta epoksi, membawa kepada kegagalan serta-merta atau pengurangan kebolehpercayaan jangka panjang (penurunan output cahaya, perubahan warna). Sentiasa ikuti profil yang disyorkan.

10.4 Bagaimana saya mentafsir kod bin pada label?

Kod bin (contohnya, CAT: N1, HUE: E4, REF: 21) memberitahu anda kumpulan prestasi khusus LED pada gegelung itu. "N1" bermaksud keamatan bercahaya adalah antara 28.5-36.0 mcd, "E4" bermaksud panjang gelombang dominan adalah 617.5-621.5 nm, dan "21" bermaksud voltan kehadapan adalah 1.9-2.0V. Ini membolehkan prestasi yang konsisten dalam produk anda.

11. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario:Mereka bentuk panel penunjuk status untuk pengawal industri. Panel memerlukan pelbagai penunjuk jingga kemerahan yang mesti seragam terang dan mempunyai warna yang sama, boleh dilihat dari sudut lebar oleh pengendali.

Pelaksanaan:

1. Pemilihan Komponen:LED 19-217 dipilih untuk format SMDnya (memudahkan pemasangan automatik), sudut pandangan lebar 120°, dan pembin yang tersedia untuk konsistensi.
2. Reka Bentuk Litar:Rel 5V tersedia. Mensasarkan I_F= 5mA untuk jangka hayat panjang dan kecerahan sederhana. Menggunakan V_Fmaksimum 2.2V untuk reka bentuk konservatif: R = (5V - 2.2V) / 0.005A = 560 Ohm. Perintang 560Ω, 1/8W diletakkan secara bersiri dengan setiap LED.
3. Susun Atur PCB:LED diletakkan dengan jarak yang mencukupi. Tapak kaki PCB mengikuti corak tanah yang disyorkan dari dokumen data. Tuangan kuprum tambahan disambungkan ke pad katod untuk penambahbaikan haba yang sedikit.
4. Perolehan:LED dipesan dengan menentukan keperluan pembin yang ketat (contohnya, CAT: M2 atau N1, HUE: E3 atau E4) untuk memastikan keseragaman visual merentasi semua penunjuk pada panel.
5. Pemasangan:Komponen dipasang menggunakan profil reflow bebas plumbum piawai, mematuhi had masa dan suhu dengan ketat.

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

12. Prinsip Pengendalian

Cahaya dihasilkan melalui proses yang dipanggil elektroluminesens. Apabila voltan kehadapan melebihi potensi terbina dalam diod digunakan, elektron dari semikonduktor jenis-n dan lubang dari semikonduktor jenis-p disuntik ke dalam kawasan aktif (telaga kuantum dalam lapisan AlGaInP). Apabila elektron dan lubang ini bergabung semula, tenaga dibebaskan dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi AlGaInP menentukan tenaga jurang jalur, yang seterusnya menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, jingga kemerahan (~621 nm). Pakej resin epoksi yang jelas bertindak sebagai kanta, membentuk output cahaya menjadi corak sinaran yang dikehendaki.

13. Trend Teknologi

Trend umum dalam LED penunjuk seperti 19-217 adalah ke arah kecekapan yang semakin tinggi (lebih banyak output cahaya per unit input elektrik), yang mengurangkan penggunaan kuasa dan penjanaan haba. Terdapat juga dorongan berterusan untuk pengecilan, membawa kepada saiz pakej yang lebih kecil (contohnya, 0402, 0201 metrik) sambil mengekalkan atau meningkatkan prestasi optik. Kemajuan dalam bahan fosfor dan semikonduktor terus meningkatkan pemulihan warna, kestabilan, dan jangka hayat. Tambahan pula, integrasi elektronik kawalan (seperti pemacu arus malar) terus ke dalam pakej LED menjadi lebih biasa untuk reka bentuk yang dipermudahkan. Teknologi AlGaInP asas kekal sebagai piawai berprestasi tinggi untuk warna merah, jingga, dan ambar disebabkan kecekapan dan kestabilannya.