Dokumen Teknikal LED Putih SMD 19-218/T1D-CQ2R2TY/3T - Putih Tulen - 5mA - 90-180mcd - MS Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

19-218/T1D-CQ2R2TY/3T ialah diod pemancar cahaya (LED) peranti permukaan-pasang (SMD) yang direka untuk aplikasi elektronik moden yang memerlukan pencahayaan padat, cekap dan boleh dipercayai. Komponen ini mewakili kemajuan ketara berbanding LED bingkai plumbum tradisional, membolehkan pengecilan dan peningkatan prestasi yang besar dalam peralatan pengguna akhir.

1.1 Kelebihan Teras dan Penentudhalaan Produk

Kelebihan utama LED SMD ini ialah saiz fizikalnya yang jauh berkurangan. Dengan menghapuskan bingkai plumbum yang besar, ia membolehkan reka bentuk papan litar bercetak (PCB) yang lebih kecil, ketumpatan pek komponen yang lebih tinggi, dan saiz peralatan keseluruhan yang berkurangan. Pembinaan ringannya menjadikannya sesuai untuk aplikasi mudah alih dan miniatur di mana berat dan ruang adalah kekangan kritikal. Peranti ini dibungkus pada pita 8mm yang dililit pada reel diameter 7 inci, memastikan keserasian dengan peralatan pemasangan pick-and-place automatik berkelajuan tinggi, yang merupakan piawaian dalam pembuatan elektronik moden.

1.2 Pasaran Sasaran dan Aplikasi

LED ini disasarkan kepada pelbagai aplikasi elektronik industri dan pengguna. Kawasan aplikasi utamanya termasuk lampu latar untuk panel instrumen, suis dan papan kekunci. Dalam telekomunikasi, ia berfungsi sebagai penunjuk status dan lampu latar untuk peranti seperti telefon dan mesin faks. Ia juga sesuai untuk menyediakan lampu latar rata dan seragam untuk paparan hablur cecair (LCD) dan untuk kegunaan penunjuk tujuan am di mana sumber cahaya padat dan boleh dipercayai diperlukan.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Pemahaman menyeluruh tentang parameter elektrik dan optik adalah penting untuk reka bentuk litar yang boleh dipercayai dan memastikan prestasi jangka panjang.

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 dan harus dielakkan untuk prestasi yang boleh dipercayai.

• Voltan Songsang (V_R):5V. Melebihi voltan ini dalam pincang songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Arus Hadapan Berterusan (I_F):25mA. Ini adalah arus DC maksimum yang disyorkan untuk operasi berterusan.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):100mA. Penarafan arus berdenyut ini (pada kitar tugas 1/10, 1kHz) membenarkan keadaan arus berlebihan ringkas, seperti semasa lonjakan kuasa hidup.
• Pelesapan Kuasa (P_d):95mW. Ini adalah kuasa maksimum yang boleh dilesapkan oleh pakej tanpa melebihi had termanya, dikira sebagai Voltan Hadapan (V_F) didarab dengan Arus Hadapan (I_F).
• Nyahcas Elektrostatik (ESD) Model Badan Manusia (HBM):150V. Ini menunjukkan kepekaan sederhana kepada elektrik statik, memerlukan prosedur pengendalian ESD yang betul semasa pemasangan.
• Suhu Operasi & Penyimpanan:-40°C hingga +85°C (operasi), -40°C hingga +90°C (penyimpanan). Julat yang luas memastikan fungsi dalam persekitaran yang keras.
• Suhu Pateri:Peranti ini serasi dengan kedua-dua proses reflow (260°C selama 10 saat maks) dan pateri tangan (350°C selama 3 saat maks), mematuhi keperluan pemasangan bebas Plumbum.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Parameter ini, diukur pada suhu simpang piawai 25°C, mentakrifkan prestasi peranti di bawah keadaan operasi biasa.

• Keamatan Cahaya (I_v):90.0 mcd (Min) hingga 180 mcd (Maks) pada arus ujian 5mA. Nilai tipikal berada dalam julat bin ini. Toleransi ±11% dikenakan pada keamatan cahaya.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):130 darjah (Tipikal). Sudut pandangan yang luas ini memastikan keterlihatan yang baik di kawasan yang luas, menjadikannya sesuai untuk aplikasi penunjuk.
• Voltan Hadapan (V_F):2.6V (Min) hingga 3.0V (Maks) pada 5mA. Voltan hadapan tipikal adalah sekitar 2.8V. Toleransi ketat ±0.05V dinyatakan.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 50 µA pada pincang songsang 5V. Arus bocor rendah ini menunjukkan kualiti simpang yang baik.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan parameter utama. Ini membolehkan pereka memilih komponen yang memenuhi keperluan aplikasi tertentu.

3.1 Pembin Keamatan Cahaya

Output cahaya dikategorikan ke dalam bin berbeza, setiap satu dengan nilai minimum dan maksimum yang ditakrifkan diukur pada I_F= 5mA.

• Bin Q2:90.0 mcd hingga 112 mcd
• Bin R1:112 mcd hingga 140 mcd
• Bin R2:140 mcd hingga 180 mcd

Pembin ini membolehkan pemilihan berdasarkan tahap kecerahan yang diperlukan untuk aplikasi tertentu.

3.2 Pembin Voltan Hadapan

Voltan hadapan juga dibin untuk membantu dalam reka bentuk litar, terutamanya untuk pengiraan perintang pembatas arus dan reka bentuk bekalan kuasa.

• Bin 28:2.6V hingga 2.7V
• Bin 29:2.7V hingga 2.8V
• Bin 30:2.8V hingga 2.9V
• Bin 31:2.9V hingga 3.0V

3.3 Pembin Koordinat Kromatisiti

Warna cahaya putih yang dipancarkan dikawal dengan tepat melalui pembin koordinat kromatisiti pada rajah CIE 1931, dengan toleransi ±0.01. Lembaran data mentakrifkan empat bin (1, 2, 3, 4), setiap satu menentukan kawasan segiempat pada carta koordinat warna x,y. Ini memastikan titik warna putih adalah konsisten dalam spesifikasi yang ketat, yang penting untuk aplikasi seperti lampu latar paparan di mana keseragaman warna adalah utama.

4. Analisis Keluk Prestasi

Data grafik memberikan pandangan yang lebih mendalam tentang tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan.

4.1 Taburan Spektrum

Keluk taburan spektrum menunjukkan keamatan relatif cahaya yang dipancarkan merentasi panjang gelombang yang berbeza. Untuk LED putih yang menggunakan cip InGaN dengan fosfor kuning, spektrum biasanya mempunyai puncak biru dominan dari cip dan pancaran kuning yang lebih luas dari fosfor, bergabung untuk menghasilkan cahaya putih. Keluk ini membantu menilai sifat pemulihan warna.

4.2 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Keluk I-V)

Keluk asas ini menggambarkan hubungan eksponen antara arus dan voltan merentasi simpang p-n LED. Ia adalah penting untuk mereka bentuk litar pemacu. Keluk menunjukkan voltan hidup dan bagaimana voltan hadapan meningkat dengan arus. Pereka menggunakan ini untuk mengira nilai perintang pembatas arus yang sesuai untuk voltan bekalan tertentu.

4.3 Keamatan Cahaya vs. Arus Hadapan

Keluk ini menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus hadapan. Ia secara amnya linear dalam julat tetapi akan tepu pada arus yang lebih tinggi disebabkan oleh kesan terma dan kecekapan. Operasi dalam kawasan linear adalah disyorkan untuk kawalan kecerahan yang boleh diramal melalui modulasi arus.

4.4 Keamatan Cahaya vs. Suhu Persekitaran

Output cahaya LED bergantung pada suhu. Keluk ini menunjukkan keamatan cahaya relatif berkurangan apabila suhu persekitaran meningkat. Memahami penurunan ini adalah penting untuk aplikasi yang beroperasi dalam persekitaran suhu tinggi untuk memastikan kecerahan yang mencukupi dikekalkan.

4.5 Keluk Penurunan Arus Hadapan

Untuk mengelakkan kepanasan berlebihan, arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan mesti dikurangkan apabila suhu persekitaran meningkat. Keluk penurunan ini memberikan kawasan operasi selamat, menentukan I_Fmaksimum untuk sebarang suhu persekitaran sehingga suhu penarafan maksimum.

4.6 Gambarajah Sinaran

Corak sinaran, atau taburan ruang cahaya, digambarkan. Sudut pandangan 130 darjah menunjukkan corak pancaran lambertian atau hampir lambertian, di mana keamatan adalah tertinggi pada 0 darjah (berserenjang dengan permukaan pemancar) dan berkurangan ke arah tepi.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej

Lembaran data menyediakan lukisan mekanikal terperinci pakej LED. Dimensi utama termasuk panjang keseluruhan, lebar dan tinggi, serta saiz dan kedudukan terminal yang boleh dipateri. Semua toleransi biasanya ±0.1mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Lukisan ini adalah penting untuk mencipta tapak kaki PCB (corak tanah).

5.2 Reka Bentuk Pad Pateri yang Disyorkan

Susun atur pad pateri yang dicadangkan disediakan sebagai rujukan untuk reka bentuk PCB. Cadangan ini bertujuan untuk memastikan sambungan pateri yang boleh dipercayai dan penjajaran yang betul semasa reflow. Lembaran data menyatakan dengan jelas bahawa ini hanyalah rujukan dan pereka harus mengubah suai dimensi pad berdasarkan proses pembuatan khusus mereka, bahan PCB dan keperluan kebolehpercayaan.

5.3 Pengenalpastian Polarity

Katod (terminal negatif) biasanya dikenal pasti pada pakej, selalunya oleh tanda seperti takuk, titik, warna hijau, atau bentuk berbeza pada sisi katod. Polarity yang betul mesti diperhatikan semasa pemasangan untuk memastikan fungsi yang betul.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Pengendalian dan pateri yang betul adalah kritikal untuk mengekalkan kebolehpercayaan dan prestasi peranti.

6.1 Profil Pateri Reflow

Profil suhu reflow bebas Plumbum terperinci dinyatakan:

• Pemanasan Awal:150–200°C selama 60–120 saat untuk memanaskan papan dan komponen secara beransur-ansur, mengurangkan kejutan terma.
• Masa Atas Likuidus (TAL):Masa di atas 217°C hendaklah 60–150 saat.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C, dipegang selama maksimum 10 saat.
• Kadar Pemanasan/Penyejukan:Kadar pemanasan maksimum 3°C/saat sehingga 255°C, dan kadar penyejukan maksimum 6°C/saat.

Lembaran data sangat menasihatkan bahawa pateri reflow tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali untuk mengelakkan tekanan terma yang berlebihan pada pakej dan ikatan wayar.

6.2 Arahan Pateri Tangan

Jika pateri tangan diperlukan, langkah berjaga-jaga khusus mesti diambil:

• Gunakan besi pateri dengan suhu hujung kurang daripada 350°C.
• Gunakan haba pada setiap terminal tidak lebih daripada 3 saat.
• Gunakan besi dengan penarafan kuasa kurang daripada 25W.
• Benarkan selang sekurang-kurangnya 2 saat antara pateri setiap terminal.
• Dokumen memberi amaran bahawa kerosakan sering berlaku semasa pateri tangan, jadi berhati-hati adalah penting.

6.3 Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan

LED dibungkus dalam beg penghalang tahan lembap dengan desikan untuk mengelakkan penyerapan kelembapan atmosfera, yang boleh menyebabkan \"popcorning\" (retak pakej) semasa reflow.

• Sebelum Dibuka:Simpan pada ≤30°C dan ≤90% Kelembapan Relatif (RH).
• Selepas Dibuka:\"Jangka hayat lantai\" adalah 1 tahun di bawah ≤30°C dan ≤60% RH. Peranti yang tidak digunakan harus dimeterai semula dalam pakej kalis lembap.
• Pembakaran:Jika penunjuk desikan berubah warna atau masa penyimpanan dilebihi, pembakaran pada 60 ±5°C selama 24 jam diperlukan sebelum reflow untuk mengeluarkan kelembapan.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Reel dan Pita

Komponen dibekalkan dalam pita pembawa timbul untuk pemasangan automatik.

• Lebar Pita Pembawa: 8mm.
• Diameter Reel:7 inci.
• Kuantiti per Reel:3000 keping.

Lukisan dimensi terperinci untuk poket pita pembawa dan reel disediakan untuk memastikan keserasian dengan pengumpan peralatan automatik.

7.2 Penjelasan Label

Label reel mengandungi maklumat kritikal untuk kebolehjejakan dan aplikasi yang betul:

• P/N:Nombor Produk (nombor bahagian penuh, contohnya, 19-218/T1D-CQ2R2TY/3T).
• CAT:Pangkat Keamatan Cahaya (contohnya, R1, R2).
• HUE:Koordinat Kromatisiti & Panjang Gelombang Dominan Pangkat.
• REF:Pangkat Voltan Hadapan (contohnya, 29, 30).
• No LOT:Nombor Lot untuk kebolehjejakan pembuatan.
• QTY:Kuantiti Pembungkusan pada reel.

8. Pertimbangan Reka Bentuk Aplikasi

8.1 Had Arus dan Perlindungan

Peraturan Reka Bentuk Kritikal:Perintang pembatas arus luaranmestidigunakan secara bersiri dengan LED. Voltan hadapan LED mempunyai pekali suhu negatif dan toleransi pembuatan yang ketat. Peningkatan sedikit dalam voltan bekalan atau penurunan V_Fdisebabkan oleh suhu boleh menyebabkan peningkatan besar, berpotensi merosakkan dalam arus jika tidak dihadkan oleh perintang. Nilai perintang (R) dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Sentiasa gunakan V_Fmaksimum dari lembaran data untuk reka bentuk konservatif yang memastikan I_Ftidak melebihi penarafan maksimum di bawah keadaan paling teruk.

8.2 Pengurusan Terma

Walaupun LED SMD cekap, sebahagian daripada kuasa elektrik input ditukar kepada haba. Untuk jangka hayat optimum dan output cahaya stabil:

• Patuhi spesifikasi pelesapan kuasa (95mW) dan penurunan arus.
• Sediakan kawasan kuprum yang mencukupi pada PCB yang disambungkan ke pad terma LED (jika ada) atau terminal untuk bertindak sebagai penyerap haba.
• Pastikan pengudaraan yang baik dalam penutup produk akhir, terutamanya dalam persekitaran suhu ambien tinggi.

8.3 Perlindungan ESD

Dengan penarafan ESD HBM 150V, peranti ini mempunyai kepekaan sederhana. Laksanakan langkah berjaga-jaga ESD piawai semasa pengendalian, pemasangan dan ujian:

• Gunakan stesen kerja dan gelang pergelangan tangan yang dibumikan.
• Simpan dan pindahkan komponen dalam pembungkusan konduktif atau anti-statik.
• Pertimbangkan untuk menambah diod penindasan voltan sementara (TVS) atau litar perlindungan lain pada PCB jika LED disambungkan ke antara muka luaran yang terdedah kepada kejadian ESD.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan pakej LED lubang melalui yang lebih lama, LED SMD ini menawarkan kelebihan yang berbeza:

• Saiz & Ketumpatan:Jauh lebih kecil, membolehkan susun atur PCB berketumpatan tinggi yang mustahil dengan bahagian berplumbum.
• Kos & Kelajuan Pemasangan:Sepenuhnya serasi dengan talian teknologi permukaan-pasang (SMT) automatik, mengurangkan masa dan kos pemasangan berbanding dengan pemasukan dan pateri manual.
• Prestasi:Selalunya menyediakan laluan terma yang lebih baik ke PCB (melalui sambungan pateri) daripada LED lubang melalui badan epoksi, berpotensi menawarkan jangka hayat yang sedikit lebih baik pada arus pemacu yang serupa.
• Bebas Plumbum & RoHS:Dihasilkan dengan bahan yang mematuhi RoHS, memenuhi peraturan alam sekitar global.

Kompensasi utama adalah keperluan untuk proses fabrikasi dan pemasangan PCB yang lebih tepat.

10. Soalan Lazim (FAQ) Berdasarkan Parameter Teknikal

10.1 Apakah nilai perintang yang perlu saya gunakan dengan bekalan 5V?

Menggunakan V_Fmaksimum 3.0V dari lembaran data dan sasaran I_F20mA (di bawah maksimum 25mA untuk margin), pengiraannya ialah: R = (5V - 3.0V) / 0.020A = 100 Ohm. Kuasa yang dilesapkan dalam perintang ialah P = I²R = (0.02)²* 100 = 0.04W, jadi perintang piawai 1/8W (0.125W) atau 1/4W adalah sesuai. Sentiasa sahkan kecerahan dengan bin sebenar LED yang diterima.

10.2 Bolehkah saya mengendalikan LED ini tanpa perintang pembatas arus menggunakan sumber arus malar?

Ya, pemacu arus malar adalah kaedah yang sangat baik dan sering diutamakan, terutamanya untuk mengekalkan kecerahan yang konsisten merentasi variasi suhu dan voltan. Tetapkan sumber arus malar kepada I_Fyang dikehendaki (contohnya, 20mA). Pemacu akan melaraskan voltan merentasi LED secara automatik untuk mengekalkan arus tersebut. Kaedah ini lebih cekap dan tepat daripada menggunakan perintang bersiri.

10.3 Mengapakah keamatan cahaya dinyatakan pada 5mA dan bukannya maksimum 25mA?

Keadaan ujian 5mA adalah titik rujukan industri piawai yang membolehkan perbandingan mudah antara model LED yang berbeza dari pelbagai pengeluar. Ia mewakili titik operasi sederhana yang biasa. Pereka boleh menggunakan keluk prestasi (Keamatan Cahaya vs. Arus Hadapan) untuk mengekstrapolasi kecerahan yang dijangkakan pada arus operasi yang mereka maksudkan, seperti 20mA.

10.4 Bagaimanakah saya mentafsir bin koordinat kromatisiti?

Setiap nombor bin (1, 2, 3, 4) sepadan dengan kawasan segiempat tertentu pada carta warna CIE 1931 (x,y) yang disediakan dalam lembaran data. Koordinat mentakrifkan titik warna cahaya putih. Untuk aplikasi yang memerlukan padanan warna (contohnya, lampu latar pelbagai LED), menentukan dan menggunakan LED dari bin kromatisiti yang sama adalah penting untuk mengelakkan perbezaan warna yang kelihatan antara LED bersebelahan.

11. Contoh Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

11.1 Lampu Latar Suis Papan Pemuka

Dalam papan pemuka automotif, pelbagai suis memerlukan lampu latar yang seragam dan boleh dipercayai. Beberapa LED 19-218 boleh diletakkan di belakang penutup suis lutsinar. Dengan mengendalikan semua LED dari litar arus malar yang sama dan memastikan mereka dari bin keamatan cahaya (CAT) dan kromatisiti (HUE) yang sama, kecerahan dan warna yang konsisten merentasi semua suis boleh dicapai. Sudut pandangan luas 130 darjah memastikan cahaya kelihatan dari perspektif pemandu.

11.2 Penunjuk Status pada Peranti Rangkaian

Untuk penunjuk status kuasa atau pautan pada penghala, satu LED yang dikendalikan pada 10-15mA memberikan kecerahan yang mencukupi. Pakej SMD membolehkannya diletakkan sangat dekat dengan paip cahaya kecil atau kanta resap pada sarung peranti. Perintang pembatas arus boleh dikira berdasarkan voltan logik dalaman peranti (contohnya, 3.3V). Pematuhan bebas Plumbum memastikan peranti memenuhi piawaian alam sekitar untuk jualan global.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

LED ini berdasarkan simpang p-n semikonduktor yang dibuat menggunakan bahan Indium Gallium Nitride (InGaN). Apabila voltan hadapan melebihi voltan hidup simpang (kira-kira 2.6-3.0V) dikenakan, elektron dan lubang disuntik merentasi simpang. Penggabungan semula mereka membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Cip InGaN itu sendiri memancarkan cahaya dalam spektrum biru. Untuk mencipta cahaya putih, komponen ini menggabungkan salutan fosfor kuning (warna resin adalah kuning resap). Sebahagian cahaya biru dari cip merangsang fosfor ini, menyebabkannya memancarkan cahaya kuning. Gabungan cahaya biru yang tinggal dan cahaya kuning yang dihasilkan dilihat oleh mata manusia sebagai putih. Kaedah ini dikenali sebagai teknologi LED putih penukaran fosfor.

13. Trend dan Konteks Teknologi

LED 19-218 mewakili teknologi pakej SMD yang matang dan diterima pakai secara meluas. Trend umum dalam pembangunan LED terus ke arah beberapa kawasan utama:

• Peningkatan Kecekapan (Lumen per Watt):Penambahbaikan berterusan dalam pertumbuhan epitaksial, reka bentuk cip dan teknologi fosfor menghasilkan lebih banyak output cahaya untuk input elektrik yang sama, mengurangkan penggunaan tenaga dan beban terma.
• Indeks Pemulihan Warna (CRI) Lebih Tinggi:Untuk aplikasi di mana persepsi warna yang tepat adalah penting (contohnya, pencahayaan runcit, fotografi), LED dengan campuran pelbagai fosfor atau struktur baru dibangunkan untuk memancarkan spektrum yang lebih penuh, meningkatkan nilai CRI.
• Pengecilan:Tapak kaki pakej yang lebih kecil (contohnya, saiz metrik 0402, 0201) tersedia untuk aplikasi yang sangat terhad ruang, walaupun sering dengan kompromi dalam output cahaya keseluruhan dan keupayaan pengendalian terma.
• Penyelesaian Bersepadu:Pasaran melihat pertumbuhan dalam LED dengan perintang pembatas arus terbina dalam, diod perlindungan, atau bahkan pemacu IC penuh, memudahkan reka bentuk litar untuk pengguna akhir.
• LED Pintar dan Boleh Dikawal:Integrasi dengan litar pemudaran modulasi lebar nadi (PWM) dan antara muka boleh dialamatkan digital (seperti WS2812) adalah biasa, membolehkan kawalan warna dan kecerahan dinamik.

Walaupun komponen khusus ini adalah peranti piawai, satu warna, tidak boleh dialamatkan, prestasi boleh dipercayainya dan keserasian dengan proses automatik memastikan relevansinya yang berterusan dalam pelbagai aplikasi penunjuk dan lampu latar di mana kesederhanaan, keberkesanan kos dan ketahanan adalah matlamat reka bentuk utama.