Dokumen Teknikal LED SMD 19-213 Jingga Kemerahan - Dimensi Pakej - Voltan Hadapan 2.0V - Penyerakan Kuasa 60mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

19-213 ialah LED peranti permukaan pasang (SMD) yang direka untuk aplikasi berketumpatan tinggi dan miniatur. Ia menggunakan bahan semikonduktor AlGaInP untuk memancarkan cahaya jingga kemerahan. Saiznya yang padat dan pembinaan ringan menjadikannya sesuai untuk reka bentuk elektronik moden di mana ruang adalah terhad.

1.1 Kelebihan Teras

Kelebihan utama komponen ini termasuk tapak yang jauh lebih kecil berbanding LED jenis bingkai plumbum, membolehkan saiz papan dikurangkan dan ketumpatan pek yang lebih tinggi. Ia dibungkus pada pita 8mm pada gegelung berdiameter 7 inci untuk keserasian dengan peralatan penempatan automatik. Peranti ini bebas Pb, mematuhi RoHS, mematuhi peraturan EU REACH, dan memenuhi piawaian bebas halogen (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Aplikasi Sasaran

Aplikasi tipikal termasuk lampu latar untuk papan pemuka dan suis, penunjuk dan lampu latar dalam peranti telekomunikasi seperti telefon dan mesin faks, lampu latar rata untuk LCD, suis, dan simbol, serta penggunaan penunjuk tujuan am.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ia dinyatakan pada suhu persekitaran (Ta) 25°C.

• Voltan Songsang (VR):5 V. Melebihi voltan ini dalam pincang songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Arus Hadapan (IF):25 mA. Arus DC berterusan maksimum yang dibenarkan melalui LED.
• Arus Hadapan Puncak (IFP):60 mA. Ini adalah arus berdenyut maksimum, dinyatakan pada kitar tugas 1/10 dan frekuensi 1 kHz. Ia tidak boleh digunakan untuk operasi berterusan.
• Penyerakan Kuasa (Pd):60 mW. Kuasa maksimum yang boleh diserakkan oleh pakej tanpa melebihi had termanya.
• Nyahcas Elektrostatik (ESD) Model Badan Manusia (HBM):2000 V. Ini menunjukkan kepekaan peranti terhadap elektrik statik; prosedur pengendalian ESD yang betul diperlukan.
• Suhu Operasi (Topr):-40°C hingga +85°C. Julat suhu persekitaran di mana peranti dijamin beroperasi.
• Suhu Penyimpanan (Tstg):-40°C hingga +90°C.
• Suhu Pateri (Tsol):Pateri alir balik: 260°C puncak untuk maksimum 10 saat. Pateri tangan: 350°C untuk maksimum 3 saat setiap terminal.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Parameter ini mentakrifkan output cahaya dan prestasi elektrik di bawah keadaan operasi tipikal (Ta=25°C, IF=20mA).

• Keamatan Bercahaya (Iv):36.0 mcd (Min), 72.0 mcd (Maks). Nilai tipikal berada dalam julat ini. Output sebenar dibin (lihat Seksyen 3).
• Sudut Pandangan (2θ1/2):120 darjah (Tipikal). Sudut pandangan lebar ini menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan luas.
• Panjang Gelombang Puncak (λp):621 nm (Tipikal). Panjang gelombang di mana pancaran spektrum paling kuat.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):605.5 nm (Min), 625.5 nm (Maks). Ini adalah warna cahaya yang dilihat dan juga dibin.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):18 nm (Tipikal). Lebar spektrum yang dipancarkan pada separuh keamatan puncak.
• Voltan Hadapan (VF):1.75 V (Min), 2.00 V (Tip), 2.35 V (Maks) pada IF=20mA. Parameter ini dibin dan mempunyai kesan langsung pada reka bentuk bekalan kuasa.
• Arus Songsang (IR):10 μA (Maks) pada VR=5V. Perhatikan bahawa peranti ini tidak direka untuk beroperasi dalam pincang songsang; parameter ini adalah untuk ujian arus bocor sahaja.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan parameter utama. Ini membolehkan pereka memilih bahagian yang memenuhi kriteria prestasi khusus untuk aplikasi mereka.

3.1 Pembin Keamatan Bercahaya

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

• Bin N2:36.0 mcd hingga 45.0 mcd
• Bin P1:45.0 mcd hingga 57.0 mcd
• Bin P2:57.0 mcd hingga 72.0 mcd

3.2 Pembin Panjang Gelombang Dominan

Bin ditakrifkan oleh nilai panjang gelombang dominan minimum dan maksimum pada IF=20mA.

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

3.3 Pembin Voltan Hadapan

Bin ditakrifkan oleh nilai voltan hadapan minimum dan maksimum pada IF=20mA.

• 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

4. Analisis Keluk Prestasi

Dokumen data menyediakan beberapa keluk ciri yang penting untuk memahami tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan.

4.1 Taburan Spektrum

Keluk menunjukkan output spektrum tipikal berpusat sekitar 621 nm (panjang gelombang puncak) dengan lebar jalur kira-kira 18 nm. Ini mengesahkan ciri pancaran monokromatik, jingga kemerahan bahan AlGaInP.

4.2 Corak Sinaran

Gambar rajah kutub menggambarkan taburan spatial keamatan cahaya. Sudut pandangan 120 darjah disahkan, menunjukkan corak pancaran hampir-Lambertian di mana keamatan paling tinggi pada 0° (berserenjang dengan cip) dan berkurangan secara beransur-ansur ke arah tepi.

4.3 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan

Keluk IV ini menunjukkan hubungan eksponen tipikal diod. Voltan hadapan meningkat secara logaritma dengan arus. Keluk ini penting untuk menentukan titik operasi dan mereka bentuk litar had arus.

4.4 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan

Keluk ini menunjukkan bahawa output cahaya adalah berkadaran dengan arus hadapan dalam julat operasi yang ditentukan. Walau bagaimanapun, kecekapan mungkin menurun pada arus yang sangat tinggi disebabkan peningkatan haba.

4.5 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Persekitaran

Ini adalah keluk kritikal untuk pengurusan terma. Keamatan bercahaya berkurangan apabila suhu persekitaran meningkat. Keluk menunjukkan bahawa output boleh menurun dengan ketara apabila suhu menghampiri had operasi maksimum, menekankan keperluan untuk penyerakan haba yang mencukupi dalam persekitaran suhu tinggi.

4.6 Keluk Penurunan Arus Hadapan

Graf ini mentakrifkan arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu persekitaran. Untuk mengelakkan terlalu panas dan memastikan kebolehpercayaan, arus hadapan mesti dikurangkan apabila beroperasi pada suhu persekitaran tinggi. Keluk ini adalah asas untuk reka bentuk kuasa yang boleh dipercayai.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Peranti ini mempunyai pakej SMD standard. Lukisan dimensi memberikan ukuran kritikal termasuk panjang badan, lebar, tinggi, dan jarak pad. Semua toleransi yang tidak ditentukan adalah ±0.1mm. Dimensi tepat adalah penting untuk reka bentuk tapak PCB dan memastikan penempatan dan pateri yang betul.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Katod biasanya ditanda pada peranti, selalunya oleh takuk, titik, atau tanda hijau pada pakej. Orientasi polarity yang betul semasa pemasangan adalah penting untuk fungsi yang betul.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Profil Pateri Alir Balik

Profil pateri alir balik bebas Pb disyorkan: pemanasan awal antara 150-200°C selama 60-120 saat, masa di atas likuidus (217°C) selama 60-150 saat, dengan suhu puncak tidak melebihi 260°C untuk maksimum 10 saat. Kadar peningkatan maksimum ialah 6°C/saat, dan kadar penurunan maksimum ialah 3°C/saat. Alir balik tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali.

6.2 Pateri Tangan

Jika pateri tangan diperlukan, suhu hujung besi pateri hendaklah kurang daripada 350°C, dan masa sentuhan setiap terminal tidak boleh melebihi 3 saat. Gunakan besi pateri dengan kapasiti 25W atau kurang. Benarkan selang lebih daripada 2 saat antara pateri setiap terminal untuk mengelakkan kejutan terma.

6.3 Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan

LED dibungkus dalam beg tahan kelembapan dengan penyerap lembapan. Beg tidak boleh dibuka sehingga komponen sedia untuk digunakan. Selepas dibuka, LED yang tidak digunakan hendaklah disimpan pada 30°C atau kurang dan kelembapan relatif 60% atau kurang. "Jangka hayat lantai" selepas dibuka ialah 168 jam (7 hari). Jika masa ini dilebihi atau penunjuk penyerap lembapan telah berubah warna, rawatan pembakaran pada 60 ±5°C selama 24 jam diperlukan sebelum digunakan untuk mengeluarkan kelembapan yang diserap dan mengelakkan "popcorning" semasa alir balik.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Gegelung dan Pita

Komponen dibekalkan pada pita pembawa lebar 8mm yang dililit pada gegelung berdiameter 7 inci. Dimensi gegelung dan dimensi poket pita pembawa disediakan untuk memastikan keserasian dengan mesin pick-and-place automatik. Setiap gegelung mengandungi 3000 keping.

7.2 Maklumat Label

Label gegelung mengandungi maklumat utama untuk kebolehjejakan dan pengenalan: Nombor Produk Pelanggan (CPN), Nombor Produk (P/N), Kuantiti Pembungkusan (QTY), Pangkat Keamatan Bercahaya (CAT), Pangkat Kekromaan/Panjang Gelombang Dominan (HUE), Pangkat Voltan Hadapan (REF), dan Nombor Lot (LOT No).

8. Pertimbangan Reka Bentuk Aplikasi

8.1 Had Arus

Kritikal:Perintang had arus luaran mesti sentiasa digunakan secara bersiri dengan LED. Voltan hadapan mempunyai pekali suhu negatif dan toleransi yang ketat, bermakna peningkatan kecil dalam voltan bekalan boleh menyebabkan peningkatan besar, berpotensi merosakkan, dalam arus. Nilai perintang harus dikira berdasarkan voltan bekalan (Vs), voltan hadapan maksimum (VF_max dari bin), dan arus hadapan yang dikehendaki (IF), menggunakan formula: R = (Vs - VF_max) / IF.

8.2 Pengurusan Terma

Walaupun pakej kecil, penyerakan kuasa (sehingga 60 mW) mesti dipertimbangkan, terutamanya dalam suhu persekitaran tinggi atau apabila dikendalikan pada arus tinggi. Gunakan keluk penurunan untuk memilih arus operasi yang sesuai. Pastikan PCB mempunyai kawasan kuprum atau laluan terma yang mencukupi untuk mengalirkan haba dari pad LED, terutamanya dalam ruang tertutup atau susun atur berketumpatan tinggi.

8.3 Reka Bentuk Optik

Sudut pandangan 120 darjah memberikan pencahayaan luas dan meresap. Untuk aplikasi yang memerlukan cahaya fokus atau diarahkan, optik sekunder (kanta, pandu cahaya) akan diperlukan. Warna resin jernih air memastikan penyerapan cahaya yang dipancarkan adalah minimum.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding LED lubang melalui yang lebih lama, jenis SMD ini menawarkan tapak dan profil yang jauh berkurangan, membolehkan produk akhir yang lebih nipis dan padat. Keserasiannya dengan pemasangan automatik mengurangkan kos pembuatan dan meningkatkan ketepatan penempatan. Teknologi AlGaInP memberikan kecekapan tinggi dan ketulenan warna yang baik dalam spektrum jingga-merah. Sistem pembin yang komprehensif menawarkan pereka keupayaan untuk memilih komponen dengan ciri optik dan elektrik yang dikawal ketat, yang penting untuk aplikasi yang memerlukan penampilan seragam atau padanan arus tepat dalam tatasusunan.

10. Soalan Lazim (FAQ)

10.1 Apakah tujuan kod bin yang berbeza?

Pembin memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam kumpulan pengeluaran. Sebagai contoh, dalam tatasusunan LED, menentukan bin keamatan bercahaya (CAT) dan panjang gelombang dominan (HUE) yang sama akan menghasilkan penampilan visual yang seragam. Menentukan bin voltan hadapan (REF) boleh membantu dalam mereka bentuk litar pemacu yang lebih mudah dan seragam.

10.2 Bolehkah saya mengendalikan LED ini tanpa perintang had arus?

No.Ini sangat tidak digalakkan dan berkemungkinan besar akan menyebabkan kegagalan serta-merta. Ciri V-I LED adalah eksponen, dan walaupun sumber voltan terkawal dengan sedikit bunyi atau toleransi boleh menyebabkan arus melebihi penarafan maksimum mutlak.

10.3 Mengapa terdapat had masa penyimpanan selepas beg dibuka?

Pakej SMD boleh menyerap kelembapan dari atmosfera. Semasa proses pateri alir balik suhu tinggi, kelembapan yang terperangkap ini boleh mengewap dengan cepat, mencipta tekanan dalaman yang boleh memecahkan pakej ("popcorning"). Jangka hayat lantai 168 jam dan arahan pembakaran adalah kritikal untuk mencegah mod kegagalan ini.

10.4 Bagaimana saya mentafsir penarafan Arus Hadapan Puncak?

Arus Hadapan Puncak 60 mA (IFP) adalah untuk operasi berdenyut sahaja, pada kitar tugas 10% (1/10) dan 1 kHz. Ia tidak boleh digunakan untuk menentukan saiz arus operasi DC. Arus DC berterusan maksimum ialah 25 mA (IF). Pemberian denyut boleh digunakan untuk multipleksing atau mencapai kecerahan seketika yang lebih tinggi, tetapi arus purata dan penyerakan kuasa mesti kekal dalam had.

11. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka bentuk panel penunjuk status untuk unit kawalan perindustrian.Panel memerlukan pelbagai penunjuk jingga kemerahan yang seragam. Pereka akan terlebih dahulu memilih bin keamatan bercahaya yang sesuai (contohnya, P1 untuk kecerahan sederhana) dan bin panjang gelombang dominan (contohnya, E3 untuk warna jingga tertentu) untuk memastikan konsistensi visual merentasi semua penunjuk. Litar pemacu arus malar ditetapkan kepada 20 mA akan direka, dengan nilai perintang had arus dikira menggunakan VF maksimum dari bin voltan yang dipilih (contohnya, Bin 1: 2.15V maks). Susun atur PCB akan termasuk pelepasan terma yang mencukupi untuk pad LED, kerana kandang mungkin mengalami suhu persekitaran yang tinggi. Pasukan pengeluaran akan mengikuti prosedur pengendalian kelembapan, menjadualkan pemasangan papan dalam jangka hayat lantai selepas membuka gegelung atau melakukan kitaran pembakaran yang diperlukan.

12. Prinsip Operasi

LED ini berdasarkan cip semikonduktor yang diperbuat daripada Aluminium Gallium Indium Phosphide (AlGaInP). Apabila voltan hadapan melebihi voltan hidup diod (kira-kira 1.8-2.2V) dikenakan, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif semikonduktor. Pembawa cas ini bergabung semula, membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Komposisi khusus aloi AlGaInP menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung sepadan dengan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, jingga kemerahan (~621 nm). Cip ini disalut dalam resin epoksi jernih air yang melindungi semikonduktor, membentuk pancaran output cahaya, dan menyediakan struktur mekanikal untuk pemasangan permukaan.

13. Trend Teknologi

Trend umum dalam LED SMD adalah ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih lumen per watt), saiz pakej yang lebih kecil untuk peningkatan ketumpatan, dan kebolehpercayaan yang lebih baik di bawah keadaan teruk (suhu, kelembapan yang lebih tinggi). Terdapat juga fokus pada toleransi pembin yang lebih ketat untuk memenuhi permintaan aplikasi seperti paparan warna penuh dan pencahayaan automotif, di mana keseragaman warna dan kecerahan adalah penting. Tambahan pula, kemajuan dalam bahan pembungkusan bertujuan untuk meningkatkan rintangan terhadap tekanan terma dan degradasi cahaya biru/UV untuk jangka hayat operasi yang lebih panjang. Pergerakan ke bahan bebas Pb dan bebas halogen, seperti yang dilihat dalam komponen ini, mencerminkan trend alam sekitar dan peraturan yang lebih luas dalam industri elektronik.