SMD LED 19-21 Blue Datasheet - Dimensions 2.0x1.25x0.8mm - Voltage 2.7-3.7V - Power 75mW - English Technical Document

1. Mchakato wa Bidhaa

LED ya SMD 19-21 ni kifaa kidogo cha kusakinishwa kwenye uso, kilichoundwa kwa matumizi ya kisasa ya elektroniki yanayohitaji suluhisho za kuonyesha au taa za nyuma zinazoweza kutegemewa. Faida yake kuu iko katika eneo lake dogo sana linalochukuliwa ikilinganishwa na LED za jadi za fremu ya kuongoza, na kurahisisha msongamano mkubwa wa vijenzi kwenye bodi za mzunguko zilizochapishwa (PCBs). Udogo huu unachangia moja kwa moja kwa muundo mdogo wa bidhaa ya mwisho, mahitaji madogo ya uhifadhi wa vijenzi, na kuokoa uzito kwa ujumla, na kuifanya bora kwa vifaa vilivyo na nafasi ndogo na vinavyobebeka.

The device is constructed using an InGaN (Indium Gallium Nitride) semiconductor chip, which emits blue light. The encapsulation is a water-clear resin, allowing for maximum light output. It is a mono-color type, supplied on 8mm tape mounted on 7-inch diameter reels for compatibility with high-speed automated pick-and-place assembly equipment. The product is fully compliant with lead-free (Pb-free) soldering processes, including infrared and vapor phase reflow. Furthermore, it adheres to key environmental and safety standards: it is within RoHS (Restriction of Hazardous Substances) compliant versions, complies with EU REACH regulations, and is Halogen-Free (with Bromine <900 ppm, Chlorine <900 ppm, and their sum <1500 ppm).

2. Uchunguzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinaelezea mipaka ambayo kuzidi kwao kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Uendeshaji chini ya au kwenye hali hizi hauhakikishiwi.

• Reverse Voltage (V_R): 5V. Kuzidi voltage hii kwa upande wa reverse bias kunaweza kusababisha junction breakdown.
• Forward Current (I_F): 20mA (continuous). Hii ndiyo mkondo unaopendekezwa kwa uendeshaji wa muda mrefu unaoaminika.
• Peak Forward Current (I_FP): 40mA, inaruhusiwa tu chini ya hali ya msisimko (mzunguko wa kazi 1/10 kwa 1kHz).
• Power Dissipation (P_d): 75mW. Hii ndiyo nguvu ya juu kabisa ambayo kifurushi kinaweza kutawanya bila kuzidi mipaka yake ya joto.
• Electrostatic Discharge (ESD): Human Body Model (HBM) rating ya 150V. Tahadhari za usindikaji wa ESD ni muhimu wakati wa usanikishaji.
• Operating Temperature (T_opr): -40°C hadi +85°C. Kifaa kinatumika ndani ya safu hii ya halijoto ya mazingira.
• Joto la Uhifadhi (T_stg): -40°C hadi +90°C.
• Joto la Kuuza (T_sol): Reflow profile peak at 260°C for a maximum of 10 seconds. Hand soldering iron tip temperature should not exceed 350°C for 3 seconds.

2.2 Sifa za Umeme na Mwanga

Vigezo hivi vinapimwa chini ya hali ya kawaida ya majaribio ya joto la mazingira (T_a) ya 25°C na mkondo wa mbele (I_F) wa 20mA, isipokuwa ikitajwa vinginevyo. Vinafafanua utoaji wa msingi wa mwanga na utendaji wa umeme.

• Nguvu ya Mwangaza (I_v): Inaanzia kiwango cha chini cha 72.0 mcd hadi kiwango cha juu cha 180.0 mcd. Thamani ya kawaida iko ndani ya safu hii ya kugawanya (angalia Sehemu ya 3).
• Viewing Angle (2θ_1/2): Approximately 100 degrees. This is the full angle at which the luminous intensity is half of its peak value.
• Peak Wavelength (λ_p): Kawaida ni 468 nanometers (nm). Hii ndio urefu wa wimbi ambao utoaji wa wigo ni mkubwa zaidi.
• Urefu wa Wimbi Kuu (λ_d): Inaanzia 465.0 nm hadi 475.0 nm. Hii ndio urefu wa wimbi mmoja unaotambuliwa na jicho la mwanadamu, unaofafanua rangi.
• Upana wa Wigo (Δλ): Kawaida 25 nm. Hii inapima upana wa wigo unaotolewa kwenye nusu ya ukubwa wake wa juu.
• Voltage ya Mbele (V_F): Inaanzia 2.70V hadi 3.70V kwenye 20mA. Hii ni punguzo la voltage kwenye LED inapofanya kazi.
• Sasa ya Nyuma (I_R): Upeo wa 50 μA wakati voltage ya nyuma ya 5V inatumika. Kifaa hakikusudiwa kufanya kazi katika upendeleo wa nyuma.

Vidokezo Muhimu: Mapungufu yamebainishwa kuwa ±11% kwa Nguvu ya Mwangaza, ±1nm kwa Urefu wa Wimbi Unaotawala, na ±0.1V kwa Voltage ya Mbele. Hali ya Voltage ya Nyuma ya 5V ni kwa ajili ya kujaribu I_R pekee.

3. Binning System Explanation

Ili kuhakikisha rangi na mwangaza thabiti katika matumizi ya uzalishaji, LED zimegawanywa katika makundi kulingana na vigezo muhimu. Hii inawawezesha wabunifu kuchagua sehemu zinazokidhi mahitaji maalum ya matumizi.

3.1 Luminous Intensity Binning

Imejengwa kwenye I_F = 20mA. Misimbo inaonyesha viwango vya mwangaza vinavyopanda.

• Q1: 72.0 – 90.0 mcd
• Q2: 90.0 – 112.0 mcd
• R1: 112.0 – 140.0 mcd
• R2: 140.0 – 180.0 mcd

3.2 Dominant Wavelength Binning

Imejengwa kwenye I_F = 20mA. Inafafanua kivuli sahihi cha bluu.

• X: 465.0 – 470.0 nm
• Y: 470.0 – 475.0 nm

3.3 Kugawanya kwa Voltage ya Mbele

Imejengwa kwenye I_F = 20mA. Muhimu kwa kubuni saketi za kuzuia mkondo na kuhakikisha mwangaza sawa katika minyororo sambamba.

• 10: 2.70 – 2.90 V
• 11: 2.90 – 3.10 V
• 12: 3.10 – 3.30 V
• 13: 3.30 – 3.50 V
• 14: 3.50 – 3.70 V

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

Karatasi ya data inatoa mikunjo kadhaa ya sifa ambayo ni muhimu kwa kuelewa tabia ya LED chini ya hali tofauti za uendeshaji.

4.1 Uwiano wa Ukali wa Mwangaza dhidi ya Mkondo wa Mbele

This curve shows that light output increases with forward current but not linearly. It tends to saturate at higher currents. Operating significantly above the recommended 20mA may yield diminishing returns in brightness while increasing heat and accelerating degradation.

4.2 Relative Luminous Intensity vs. Ambient Temperature

Ufanisi wa LED hupungua kadiri halijoto ya makutano inavyopanda. Mkunjo huu kwa kawaida unaonyesha kupungua kwa taratibu kwa pato la mwanga kadiri halijoto la mazingira linavyoongezeka kutoka -40°C hadi +85°C. Usimamizi sahihi wa joto katika matumizi ni muhimu ili kudumisha mwangaza thabiti.

4.3 Forward Current Derating Curve

Grafu hii inafafanua mkondo wa mwendelezo wa juu unaoruhusiwa kama utendakazi wa joto la mazingira. Joto linapopanda, mkondo wa juu unaoruhusiwa lazima upunguzwe ili kubaki ndani ya mipaka ya utupaji wa nguvu ya kifaa na kuzuia joto kupita kiasi.

4.4 Voltage ya Mbele dhidi ya Sasa ya Mbele

Tabia hii ya IV (Current-Voltage) ni ya kielelezo kwa asili. Mabadiliko madogo katika voltage ya mbele husababisha mabadiliko makubwa ya mkondo, ikasisitiza hitaji muhimu la kiendeshi cha mkondo thabiti au kipingamizi mfululizo kilichohesabiwa vyema.

4.5 Usambazaji wa Wigo

Grafu ya wigo inaonyesha kilele kimoja kilichozingatia karibu 468 nm, ikithibitisha pato la bluu lenye rangi moja. Upana wa kawaida wa 25nm unaonyesha usafi wa wigo wa mwanga unaotolewa.

4.6 Mchoro wa Mionzi

This polar plot visually represents the viewing angle, showing the relative luminous intensity at different angles from the LED's central axis, confirming the approximately 100-degree viewing angle.

5. Mechanical and Package Information

5.1 Package Dimensions

The 19-21 SMD LED has a compact rectangular footprint. Key dimensions (in millimeters) are approximately 2.0mm in length, 1.25mm in width, and 0.8mm in height. Tolerances are typically ±0.1mm unless otherwise noted. The package features a cathode identification mark, which is essential for correct orientation during PCB assembly.

5.2 Polarity Identification

Upeo sahihi ni lazima kwa uendeshaji. Kifurushi kina alama maalum ya cathode. Daima rejelea mchoro wa kifurushi kutambua alama hii kwenye sehemu halisi na uilinganishe na alama inayolingana kwenye mchoro wa PCB.

6. Soldering and Assembly Guidelines

6.1 Mahitaji ya Kikomo cha Sasa

Muhimu: Resistor ya nje ya kikomo cha mkondo wa nje au mzunguko wa kiendeshi cha mkondo wa mara kwa mara LAZITUMIKA mfululizo na LED. Tabia ya kielelezo ya IV inamaanisha kuwa ongezeko dogo la voltage ya usambazaji linaweza kusababisha mafuriko makubwa, yanayoweza kuharibu, katye mkondo wa mbele.

6.2 Reflow Soldering Profile

Kifaa hiki kinafaa kwa kuuza kwa reflow bila risasi. Profaili ya joto inayopendekezwa ni kama ifuatavyo:

• Pre-heating: 150–200°C for 60–120 seconds.
• Time Above Liquidus (217°C): 60–150 sekunde.
• Kilele ya Joto: Upeo wa 260°C.
• Muda Ndani ya 5°C ya Kilele: Upeo wa sekunde 10.
• Kiwango cha Kupokanzwa: Upeo wa 3°C/kwa sekunde hadi 217°C, kisha upeo wa 6°C/kwa sekunde hadi kilele.
• Kasi ya Kupoza: Kupoza kwa udhibiti kupendekezwa.

Kumbuka: Reflow soldering haifaiwi kufanywa zaidi ya mara mbili kwenye kifaa kilekile.

6.3 Hand Soldering

Ikiwa uuzaji wa mkono ni muhimu, tahadhari kubwa inahitajika:

• Tumia chuma cha kuchomelea chenye joto la ncha lisizozidi 350°C.
• Weka kikomo cha muda wa mguso hadi sekunde 3 kwa kila terminal.
• Tumia chuma chenye nguvu ya 25W au chini.
• Acha angalau sekunde 2 kati ya kuunganisha kila terminal ili kuepuka mkazo wa joto.

6.4 Storage and Moisture Sensitivity

Vifaa vimefungwa kwenye mfuko wa kinga dhidi ya unyevunyevu pamoja na dawa ya kukausha.

• Usifungue mfuko huo mpaka uwe tayari kutumia.
• Baada ya kufunguliwa, LED zisizotumiwa zinapaswa kuhifadhiwa kwa ≤30°C na ≤60% Unyevunyevu wa Jamaa.
• "Maisha ya Sakafu" baada ya kufungua mfuko ni saa 168 (siku 7).
• Ikiwa vipengele vinazidi muda huu au kiashiria cha kukausha hubadilisha rangi, kukausha kunahitajika: 60°C ±5°C kwa saa 24 kabla ya reflow.

6.5 Rework and Repair

Rework after soldering is strongly discouraged. If absolutely unavoidable, use a dual-head soldering iron to simultaneously heat both terminals and lift the component evenly to prevent mechanical stress on the solder joints or the LED package. Always verify device functionality after any rework.

7. Packaging and Ordering Information

7.1 Ufungaji wa Kawaida

LED hutolewa kwenye mkanda wa kubeba uliochongwa kwenye reeli zenye kipenyo cha inchi 7. Kila reeli ina vipande 3000. Upana wa mkanda ni mm 8.

7.2 Vipimo vya Reel na Tape

Michoro ya kina ya mitambo ya kitovu cha reeli, flange, na mifuko ya mkanda wa kubeba imetolewa kwenye karatasi ya data, na uvumilivu wa kawaida wa ±0.1mm.

7.3 Label Information

The reel label contains critical information for traceability and correct application:

• CPN: Nambari ya Sehemu ya Mteja (ikiwa imetolewa).
• P/N: Nambari ya Bidhaa ya Mtengenezaji (mfano, 19-21/BHC-ZQ1R2N/3T).
• QTY: Packing quantity per reel.
• CAT: Luminous Intensity bin code (e.g., R1).
• HUE: Dominant Wavelength/Chromaticity bin code (e.g., X).
• REF: Forward Voltage bin code (e.g., 12).
• LOT No: Manufacturing lot number for traceability.

8. Application Suggestions

8.1 Mazingira ya Kawaida ya Utumizi

• Uangaziaji wa Nyuma: Inafaa kwa viashiria vya dashibodi, swichi za utando, kibodi, na mwanga wa alama kwa sababu ya ukubwa wake mdogo na pembe ya kutazama sawasawa.
• Vifaa vya Mawasiliano: Viashiria vya hali na mwanga wa nyuma kwa simu, mashine za faksi, na vifaa vya mtandao.
• LCD Flat Backlighting: Inaweza kutumiwa katika safu ili kutoa taa ya ukingo kwa maonyesho madogo ya LCD.
• Matumizi ya Kionyeshi cha Jumla: Hali ya umeme, uteuzi wa hali ya uendeshaji, na viashiria vya tahadhari katika vifaa vya umeme vya matumizi ya kawaida na viwanda mbalimbali.

8.2 Design Considerations

• Ubunifu wa Sakiti: Daima utekeleze udhibiti sahihi wa mkondo. Kwa miundo rahisi iliyozuiwa na kipingamizi, hesabu thamani ya kipingamizi kwa kutumia voltage ya juu ya mbele (Vf) kutoka kwenye kikundi ili kuhakikisha mkondo hauzidi 20mA chini ya hali mbaya zaidi._F) kutoka kwenye kikundi ili kuhakikisha mkondo hauzidi 20mA chini ya hali mbaya zaidi.
• Mpangilio wa PCB: Hakikisha muundo wa pedi ya solder unalingana na mchoro ulipendekezwa. Toa upunguzaji wa joto wa kutosha ikiwa LED itaendeshwa kwa kiwango cha juu au karibu na viwango vyake vya juu.
• Optical Design: The water-clear lens provides a wide viewing angle. For focused or diffused light, external lenses or light guides may be necessary.
• ESD Protection: Weka diodes za ulinzi dhidi ya umeme wa tuli kwenye mistari nyeti ikiwa taa ya LED iko mahali panapowezekana kufikiwa na watumiaji, kwani kiwango cha 150V HBM ni cha chini kiasi.

9. Technical Comparison and Differentiation

Ikilinganishwa na taa za LED kubwa za aina ya through-hole, kifurushi cha 19-21 SMD kinatoa faida kubwa kwa vifaa vya kisasa vya elektroniki:

• Size & Weight: Ndogo sana na nyepesi zaidi, kuwezesha ufinyuaji.
• Gharama ya Usanikishaji: Inaruhusu usanikishaji wa PCB ulio otomatiki kabisa na kwa kasi ya juu, kupunguza gharama za wafanyikazi.
• Uaminifu: Ujenzi wa Surface-mount kwa ujumla hutoa upinzani bora dhidi ya mtikisiko na mshtuko wa mitambo kuliko vifaa vyenye waya za kuongoza.
• Njia ya Moto: Kifurushi cha SMD kinaweza kuwa na njia ya mafuta ya moja kwa moja kwenye PCB, ikisaidia katika utoaji wa joto wakati imebuniwa ipasavyo.
• Katika sehemu ya SMD ya LED ya bluu, viashiria muhimu vya sehemu hii ni mchanganyiko wake maalum wa mwangaza (hadi 180mcd), uwekaji sahihi wa urefu wa wimbi, na kufuata viwango vikali vya halojeni-bure na REACH, ambavyo vinaweza kuwa muhimu kwa soko fulani na miundo inayozingatia mazingira.

10. Maswali Yanayoulizwa Mara Kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)

10.1 Ni thamani gani ya resistor ninapaswa kutumia na usambazaji wa 5V?

Kwa kutumia Sheria ya Ohm (R = (V_supply - V_F) / I_F) na kuchukua hali mbaya zaidi (ya chini kabisa) ya V_F ya 2.7V ili kuhakikisha mkondo hauzidi 20mA: R = (5V - 2.7V) / 0.020A = 115 ohms. Thamani ya kawaida ya juu zaidi iliyo karibu (k.m., 120 ohms) inapaswa kutumiwa. Daima thibitisha mkondo kwa V halisi_F ya bin yako maalum.

10.2 Je naweza kuendesha LED hii kwa 30mA ili ionekane angavu zaidi?

Hairushusiwi. Kipimo cha Juu Kabisa cha mkondo endelevu wa mbele ni 20mA. Kuzidi kipimo hiki kunapunguza uaminifu wa muda mrefu, kuongeza joto la makutano, na kuongeza kasi ya upungufu wa lumen, kunaweza kusababisha kushindwa mapema.

10.3 Kwa nini mchakato wa uhifadhi na upikaji ni muhimu sana?

Vifurushi vya plastiki vya SMD vinaweza kunyonya unyevu kutoka angahewa. Wakati wa mchakato wa juu-joto wa kuuza tena, unyevu huu uliokamatwa unaweza kupanuka kwa kasi, na kusababisha kutenganisha ndani au "popcorning" ambayo huvunja kifurushi au kuharibu die. Uwekaji lebo nyeti kwa unyevu na taratibu za upikaji huzuia aina hii ya kushindwa.

10.4 Ninawezaje kufasiri misimbo ya bins (k.m., Q1, X, 12) kwenye reel yangu?

Msimbo huu unabainisha kikundi cha utendakazi cha LED zako. Kwa mfano, "Q1" inamaanisha nguvu ya mwanga kati ya 72-90 mcd, "X" inamaanisha urefu wa wimbi kuu kati ya 465-470 nm, na "12" inamaanisha voltage ya mbele kati ya 3.10-3.30V. Kutumia sehemu kutoka kwenye bin moja huhakikisha uthabiti katika mwangaza na rangi katika bidhaa yako yote.

11. Muundo wa Kivitendo na Kesi ya Matumizi

Hali: Kuundaa jopo la hali yenye taa nyingi za LED. Mbunaji anabuni jopo la udhibiti lenye taa kumi za bluu za kuonyesha. Ili kuhakikisha mwangaza sawa, wanaainisha LED kutoka kwa sehemu sawa ya nguvu ya mwanga (mfano, R1). Wanalishwa LED kutoka kwa reli ya 3.3V. Kwa kutumia V ya juu zaidi_F kutoka kwa sehemu 14 (3.7V) katika hesabu ya kipingamizi ingesababisha upinzani hasi, kwa hivyo lazima watumie sehemu ya chini au voltage ya juu ya usambazaji. Wanachagua sehemu 12 (V ya juu zaidi_F 3.3V). Hesabu kwa V ya kawaida_F Ya 3.2V inatoa R = (3.3V - 3.2V) / 0.020A = ohms 5. Upinzani mdogo unahitajika, na mkondo halisi utakuwa nyeti sana kwa V_F mabadiliko. Katika kesi hii, kichocheo cha mkondo thabiti cha IC kwa taa nyingi za LED itakuwa suluhisho thabiti zaidi kuliko upinzani wa mtu binafsi, ikitoa mwangaza thabiti bila kujali V ndogo_F tofauti kati ya vitengo.

12. Kanuni ya Uendeshaji

The 19-21 LED operates on the principle of electroluminescence in a semiconductor p-n junction. The active region is composed of InGaN. When a forward voltage exceeding the diode's turn-on threshold is applied, electrons from the n-type region and holes from the p-type region are injected into the active region. When these charge carriers recombine, they release energy in the form of photons (light). The specific composition of the InGaN alloy determines the bandgap energy, which directly corresponds to the wavelength of the emitted light—in this case, blue light around 468 nm. The water-clear epoxy resin encapsulant protects the semiconductor chip, provides mechanical stability, and acts as a lens to shape the light output pattern.

13. Mielekeo ya Teknolojia

The development of SMD LEDs like the 19-21 package is driven by the ongoing trend towards miniaturization, increased efficiency, and higher reliability in electronics manufacturing. Key trends in this sector include:

• Ufanisi Ulioongezeka: Utafiti unaoendelea wa sayansi ya nyenzo unalenga kuboresha ufanisi wa ndani wa quantum wa chips za InGaN, na kutoa mwangaza wa juu zaidi (mcd) kwa mkondo sawa wa umeme (mA), au pato sawa kwa matumizi ya nguvu ya chini.
• Usimamizi Bora wa Joto: Maendeleo katika nyenzo za kifurushi na teknolojia za kuunganisha die huruhusu upitishaji bora wa joto kutoka kwenye chip, kuwezesha mikondo ya kuendesha ya juu zaidi au uimara bora katika mikondo ya kawaida.
• Uboreshaji wa Uthabiti wa Rangi: Uvumilivu mwembamba wa binning na michakato ya juu zaidi ya utengenezaji wa wafer-level husababisha kupungua kwa tofauti katika wavelength kuu na nguvu ya mwanga, ambayo ni muhimu kwa matumizi yanayohitaji muonekano sawa.
• Ushirikiano Mpana wa Kufuata Mazingira: Mwelekeo wa kuepuka halojeni na kufuata viwango vikali vya RoHS/REACH, kama inavyoonekana katika kijenzi hiki, unakuwa kiwango, ukionyesha mwelekeo wa tasnia kuelekea uendelevu wa kimazingira na usalama wa nyenzo.
• Ushirikishaji: Mwenendo mpana zaidi unahusisha kuunganisha vifaa vya udhibiti vya umeme (kama vile madereva ya mkondo wa mara kwa mara au vidhibiti vya PWM) moja kwa moja na kipande cha LED katika aina za kifurushi za hali ya juu zaidi, kurahisisha muundo wa mzunguko kwa mtumiaji wa mwisho.