SMD LED 27-21/GHC-YR1S2M/3C Datasheet - 2.0x1.25x0.8mm - 3.95V Max - 95mW - Brilliant Green - English Technical Document

1. Product Overview

The 27-21 SMD LED is a compact, surface-mount device designed for high-density electronic assemblies. Its primary advantage lies in its significantly reduced footprint compared to traditional lead-frame type LEDs, enabling smaller printed circuit board (PCB) designs, higher component packing density, and ultimately more compact end-user equipment. The device is lightweight, making it particularly suitable for miniature and space-constrained applications.

The core technology utilizes an InGaN (Indium Gallium Nitride) semiconductor chip encapsulated in a water-clear resin, which emits a brilliant green light. It is a mono-color type LED, supplied in a format compatible with standard automated pick-and-place assembly equipment. The product is compliant with major environmental and safety directives, being Pb-free, RoHS compliant, EU REACH compliant, and halogen-free (with Bromine <900 ppm, Chlorine <900 ppm, and Br+Cl < 1500 ppm).

1.1 Key Features and Advantages

• Kupunguzwa kwa Ukubwa: Inawezesha muundo wa bodi ndogo na msongamano wa juu wa kufunga.
• Inafaa kwa Otomatiki: Imejilishwa kwenye mkanda wa milimita 8 kwenye reeli zenye kipenyo cha inchi 7 kwa ulinganifu na mifumo ya kujipachika otomatiki.
• Robust Process Compatibility: Inafaa kwa michakato ya kuuza tena ya infrared na awamu ya mvuke.
• Utekeleaji wa Mazingira: Inazingatia viwango vya kisasa visivyo na risasi, RoHS, REACH, na visivyo na halojeni.

2. Uchunguzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinabainisha mipaka ambayo kuzidi kwao kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Uendeshaji kwenye au zaidi ya mipaka hii hauhakikishiwi.

• Reverse Voltage (V_R): 5 V - Voltage ya juu zaidi inayoweza kutumiwa kwa mwelekeo wa nyuma.
• Forward Current (I_F): 25 mA - Mwendo wa moja kwa moja wa DC unaoendelea kwa kiwango cha juu zaidi.
• Peak Forward Current (I_FP): 100 mA - The maximum pulsed forward current, permissible at a duty cycle of 1/10 and a frequency of 1 kHz.
• Power Dissipation (P_d): 95 mW - The maximum power the device can dissipate at an ambient temperature (T_a) ya 25°C.
• Electrostatic Discharge (ESD) Human Body Model (HBM): 150 V - Inaonyesha usikivu wa wastani kwa ESD; taratibu sahihi za usindikaji zinahitajika.
• Operating Temperature (T_opr): -40°C to +85°C - The ambient temperature range for reliable operation.
• Storage Temperature (T_stg): -40°C to +90°C.
• Soldering Temperature (T_sol): Reflow: Kilele cha 260°C kwa sekunde 10 kiwango cha juu. Uuzi wa mkono: 350°C kwa sekunde 3 kiwango cha juu kwa kila terminal.

2.2 Sifa za Umeme-Optiki

Vigezo hivi vinapimwa chini ya hali ya kawaida ya majaribio ya T_a=25°C na I_F=20 mA, isipokuwa imebainishwa vinginevyo. Zinaelezea utendaji wa mwanga na umeme wa LED.

• Ukubwa wa Mwangaza (I_v): 112 hadi 285 mcd (millicandela). Thamani ya kawaida haijabainishwa, ikionyesha utendaji unasimamiwa kupitia mfumo wa kugawa katika makundi ulioelezewa baadaye.
• Pembe ya Kuona (2θ_1/2): 130 digrii (kawaida). Pembe hii pana ya kutazama inafanya iwe inafaa kwa matumizi ya kiashiria na taa ya nyuma ambapo kuonekana kutoka pembe mbalimbali ni muhimu.
• Peak Wavelength (λ_p): 518 nm (kawaida). Urefu wa wimbi ambao utoaji wa wigo ni mkubwa zaidi.
• Dominant Wavelength (λ_d): 520 hadi 535 nm. Hii ndio mtazamo wa mwanga mmoja wa rangi ya LED kwa jicho la binadamu.
• Upana wa Wigo (Δλ): 35 nm (kawaida). Upana wa wigo unaotolewa kwa nusu ya ukubwa wake wa juu (FWHM).
• Voltage ya Mbele (V_F): 2.75 hadi 3.95 V kwa I_F=20 mA. Masafa haya ni muhimu kwa muundo wa sakiti, hasa kwa hesabu ya kizuizi cha sasa.
• Sasa ya Kinyume (I_R): 50 μA (kiwango cha juu) kwa V_R=5V.

Vidokezo Muhimu: Karatasi ya data inabainisha uvumilivu kwa vigezo muhimu: Ukubwa wa Mwangaza (±11%), Urefu wa Wimbi Kuu (±1 nm), na Voltage ya Mbele (±0.1 V). Pia inaonya wazi kwamba hali ya voltage ya nyuma ni kwa madhumuni ya majaribio tu, na LED haipaswi kufanya kazi katika upendeleo wa nyuma.

3. Binning System Explanation

Ili kuhakikisha rangi na mwangaza thabiti katika uzalishaji, LED zimepangwa katika makundi ya utendaji. Kifaa hiki hutumia mfumo wa kupanga wa pande tatu.

3.1 Luminous Intensity Binning

Bins are defined by codes R1, R2, S1, and S2, with minimum and maximum luminous intensity values measured at I_F=20 mA.

• R1: 112 - 140 mcd
• R2: 140 - 180 mcd
• S1: 180 - 225 mcd
• S2: 225 - 285 mcd

3.2 Dominant Wavelength Binning

Bins hufafanuliwa na misimbo X, Y, na Z, inayodhibiti kiwango halisi cha kijani.

• X: 520 - 525 nm
• Y: 525 - 530 nm
• Z: 530 - 535 nm

3.3 Forward Voltage Binning

Bins are defined by codes 5, 6, 7, and 8, which is crucial for designing uniform current drive circuits, especially when multiple LEDs are connected in parallel.

• 5: 2.75 - 3.05 V
• 6: 3.05 - 3.35 V
• 7: 3.35 - 3.65 V
• 8: 3.65 - 3.95 V

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

The datasheet references typical electro-optical characteristic curves, which are essential for understanding device behavior under non-standard conditions. While the specific graphs are not detailed in the provided text, they typically include:

• Relative Luminous Intensity vs. Ambient Temperature: Shows how light output decreases as the junction temperature rises. This is critical for thermal management in high-power or high-ambient-temperature applications.
• Relative Luminous Intensity vs. Forward Current: Inaonyesha uhusiano usio wa mstari kati ya mkondo wa kuendesha na pato la mwanga. Uendeshaji juu ya mkondo ulipendekezwa husababisha ufanisi kupungua na uharibifu kuharakishwa.
• Forward Voltage vs. Forward Current (I-V Curve): Inaonyesha uhusiano wa kielelezo, ukikazia hitaji la mzunguko wa kuzuia mkondo. Ongezeko dogo la voltage linaweza kusababisha ongezeko kubwa, linaloweza kuharibu, la mkondo.
• Usambazaji wa Wigo: Grafu ya ukubwa wa mwanga jamaa dhidi ya urefu wa wimbi, inayoonyesha kilele cha ~518 nm na upana wa wigo wa ~35 nm, ikithibitisha nukta ya rangi ya kijani kibichi yenye mng'ao.

5. Taarifa za Mitambo na Kifurushi

5.1 Vipimo vya Kifurushi

LED ya SMD 27-21 ina kifurushi cha mstatili chenye ukubwa mdogo. Vipimo muhimu (kwa mm, kwa uvumilivu wa jumla wa ±0.1mm isipokuwa ikiwa imebainishwa) ni pamoja na urefu, upana, na urefu wa jumla, pamoja na nafasi na ukubwa wa pedi. Vipimo hivi ni muhimu sana kwa muundo wa muundo wa PCB ili kuhakikisha kuunganishwa na uunganisho sahihi. Ubaguzi wa polariti unaonyeshwa kwa alama kwenye kifurushi, ambayo lazima iendane na alama inayolingana kwenye mchoro wa PCB.

5.2 Utambuzi wa Polarity

Upeo sahihi ni muhimu kwa uendeshaji wa kifaa. Mchoro wa kifurushi kwenye karatasi ya data utaonyesha terminal ya cathode (hasi), kwa kawaida kwa alama ya kuona kama vile mkono, nukta, au ukingo uliopigwa kwenye kifurushi. Muundo wa alama ya PCB lazima ujumuishe alama hii ili kuzuia makosa ya usanikishaji.

6. Miongozo ya Kuuza na Usanikishaji

6.1 Reflow Soldering Profile

Kifaa hiki kinaendana na michakato ya reflow isiyo na risasi. Profaili ya joto inayopendekezwa ni muhimu ili kuzuia mshtuko wa joto na uharibifu:

• Upashaji joto kabla: 150–200°C kwa sekunde 60–120.
• Muda Juu ya Kiowevu (TAL): Sekunde 60–150 juu ya 217°C.
• Kilele cha Joto: Kiwango cha juu cha 260°C, kushikiliwa kwa si zaidi ya sekunde 10.
• Kiwango cha Kuongezeka: Kasi ya juu ya 6°C kwa sekunde.
• Muda Zaidi ya 255°C: Kikomo cha sekunde 30.
• Kasi ya Kupoa: Upeo wa digrii 3 kwa sekunde.

Kizuizi Muhimu: Uuzaji wa kuyeyusha tena haupaswi kufanywa zaidi ya mara mbili kwenye kifaa kimoja.

6.2 Hand Soldering

If hand soldering is necessary, extreme care must be taken:

• Use a soldering iron with a tip temperature less than 350°C.
• Punguza muda wa kugusa hadi sekunde 3 au chini kwa kila terminal.
• Tumia chuma chenye kiwango cha nguvu cha 25W au chini.
• Ruhusu muda wa angalau sekunde 2 kati ya kuunganisha kila terminal ili kuruhusu kupoa.

6.3 Uhifadhi na Uvumilivu wa Unyevu

LED zimefungwa kwenye mifuko ya kinga ya unyevu yenye dawa ya kukausha.

• Kabla ya Kufungua: Hifadhi kwenye ≤30°C na ≤60% Unyevunyevu wa Hewa.
• Maisha ya Sakafuni: Baada ya kufungua mfuko wa kuzuia unyevu, vipengele lazima vitumike ndani ya masaa 168 (siku 7).
• Uokaji tena: Ikiwa maisha ya sakafu yamezidi au kiashiria cha kukausha kinabadilisha rangi, uokaji tena kwa 60 ±5°C kwa masaa 24 unahitajika kabla ya kuunganisha tena kwa kuyeyusha.

6.4 Ukarabati na Ufanyaji Upya

Ukarabati baada ya kuuza umetia mkasi sana. Ikiwa hauwezekani, chuma maalum cha kuuza chenye vichwa viwili lazima tumiwe kuwasha vituo vyote viwili kwa wakati mmoja, kuzuia mkazo wa mitambo kwenye viungo vya kuuza. Uwezekano wa kuharibu LED wakati wa ukarabati ni mkubwa na unapaswa tathminiwa kabla.

7. Ufungaji na Taarifa za Kuagiza

7.1 Vipimo vya Ufungaji

Kifaa kinatolewa katika umbizo la mkanda-na-reel kwa ajili ya usanikishaji wa kiotomatiki.

• Upana wa Ukanda wa Usafirishaji: 8 mm.
• Kipenyo cha Reel: Inchi 7.
• Idadi kwa Reel: Vipande 3000.
• Kiwango cha Uvumilivu wa Unyevu (MSL): Inamaanishwa na maisha ya sakafu ya siku 7 na mahitaji ya kuoka, kwa kawaida inalingana na MSL 3.

7.2 Maelezo ya Lebo

Lebo ya reel ina maelezo muhimu kwa ufuatiliaji na utumiaji sahihi:

• Nambari ya Sehemu: Nambari ya Bidhaa (mfano, 27-21/GHC-YR1S2M/3C).
• Kategoria: Luminous Intensity Rank (e.g., S2).
• HUE: Chromaticity Coordinates & Dominant Wavelength Rank (e.g., Y).
• REF: Forward Voltage Rank (e.g., 6).
• LOT No: Nambari ya Kundi la Uzalishaji kwa ajili ya ufuatiliaji.

8. Mapendekezo ya Matumizi na Mazingatio ya Ubunifu

8.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

• Mwanga wa Nyuma: Inafaa kwa viashiria vya dashibodi, mwanga wa swichi, na mwanga wa nyuma wa gorofa kwa LCD na alama kwa sababu ya pembe yake pana ya kutazama na rangi thabiti.
• Vifaa vya Mawasiliano: Viashiria vya hali na taa za nyuma za kibodi katika vifaa kama vile simu na mashine za faksi.
• Uonyeshaji wa Madhumuni ya Jumla: Matumizi yoyote yanayohitaji kiashiria kijani kibichi kilichobanwa, cha kuaminika na cha kung'aa.

8.2 Critical Design Considerations

1. Current Limiting is Mandatory: LEDs are current-driven devices. An external current-limiting resistor must always be used in series with the LED. The value is calculated using Ohm's Law: R = (V_supply - V_F) / I_F. Tumia V ya juu kabisa_F kutoka kwenye bin au datasheet ili kuhakikisha mkondo hauzidi 25 mA chini ya hali mbaya zaidi.
2. Usimamizi wa Joto: Ingawa utumizi wa nguvu ni mdogo, kudumisha halijoto ya chini ya kiungo ni muhimu kwa kuegemea kwa muda mrefu na utoaji thabiti wa mwanga. Hakikisha eneo la kutosha la shaba la PCB au vianya vya joto ikiwa unafanya kazi katika halijoto ya juu ya mazingira au karibu na mkondo wa juu zaidi.
3. Ulinzi wa ESD: Tumia tahadhari za kawaida za ESD wakati wa kushughulika na kukusanya. Fikiria kuongeza diodes za kukandamiza voltage ya muda mfupi (TVS) au resistors kwenye mistari nyeti ikiwa mazingira ya matumizi yanaweza kusababisha utokaji umeme tuli.
4. Kugawa katika makundi kwa Uthabiti: Kwa matumizi yanayohitaji muonekano sawa (k.m., safu nyingi za LED), taja makundi madogo kwa nguvu ya mwanga (CAT) na urefu wa wimbi kuu (HUE). Kutumia LED kutoka kwenye kundi moja la uzalishaji (LOT No.) kunaboresha zaidi uthabiti.

9. Ulinganishi wa Kiufundi na Tofauti

Taa ya LED ya SMD 27-21 inajitofautisha hasa kupitia usawa wa ukubwa, utendaji, na vipengele vya kuaminika.

• vs. Taa za LED Kubwa za Lead-Frame: Inatoa upungufu mkubwa wa eneo linalochukuliwa na uzito, kuwezesha miundo ya kisasa ya ukubwa mdogo. Muundo wa SMD unaruhusu usakinishaji wa otomatiki wa haraka na unaotegemeka zaidi.
• Ikilinganishwa na SMD Greens nyingine: Mchanganyiko maalum wa pembe ya kuona ya digrii 130, rangi ya kijani kibichi yenye kung'aa kutoka kwa chip ya InGaN, na kufuata kwa kina vigezo vya mazingira (Bila Halojeni, REACH) hufanya iwe inafaa kwa anuwai kubwa ya matumizi ya watumiaji na viwanda ambapo mambo haya yanapatiwa kipaumbele.
• Kufuata Sheria Zilizounganishwa: Uzingatiaji wa awali wa kanuni kuu za ulimwengu (RoHS, REACH, Halogen-Free) hupunguza mzigo wa usajili kwa waunganishi, na kutoa faida kubwa katika soko zilizodhibitiwa.

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

Q1: Kwa nini kizuizi cha sasa (current-limiting resistor) kinahitajika kabisa?
A1: Tabia ya I-V ya LED ni ya kielelezo. Kuongezeka kidogo kwa voltage ya mbele kupita thamani ya kawaida husababisha ongezeko kubwa sana la mkondo, ambao unaweza kuzidi kwa haraka Kikomo cha Juu Kabisa cha 25 mA na kuharibu kifaa. Upinzani hutoa kushuka kwa voltage laini, inayotabirika ili kudumisha mkondo.

Q2: Je, naweza kutumia LED hii kwa usambazaji wa 3.3V bila upinzani?
A2: Hapana. Hata kama 3.3V iko ndani ya V_F safu (2.75-3.95V), V halisi ya LED maalum haijulikani bila kufanya binning. Ugavi wa 3.3V unaweza kutumia 3.3V moja kwa moja kwenye LED yenye V_F ya 3.0V, na kusababisha mkondo mwingi. Daima tumia resistor ya mfululizo._F Swali la 3: Nini hufanyika ikiwa nimezidi kiwango cha siku 7 cha maisha ya sakafu baada ya kufungua mfuko?

Swali la 3: Nini hufanyika ikiwa nimezidi kiwango cha siku 7 cha maisha ya sakafu baada ya kufungua mfuko?
A3: Mfuko wa plastiki unachukua unyevunyevu. Wakati wa kuchomelea kwa kureflow, unyevunyevu huu unaweza kupanuka kwa kasi, na kusababisha kutenganishwa kwa ndani au "popcorning," ambayo huvunja mfuko na kusababisha kushindwa. Kupikwa kwa 60°C kwa masaa 24 huondoa unyevunyevu huu uliochukuliwa.

Q4: Kwa nini kureflow kumezuiliwa kwa mizunguko miwili tu?
A4: Kila mzunguko wa kureflow hupeleka kifaa kwenye mkazo mkubwa wa joto. Mizunguko mingi inaweza kudhoofisha viunganisho vya waya vya ndani, kudhoofisha viungo vya solder, au kuharibu chip ya semiconductor yenyewe, na hivyo kupunguza uaminifu.

11. Utafiti wa Kesi ya Utumiaji wa Vitendo

Hali: Kubuni jopo ya hali yenye viashiria vingi kwa kifaa cha elektroniki cha watumiaji.

1. Mahitaji: Taa 10 za kijani kibichi zenye mwangaza sawa kwa viashiria vya "umeme umewashwa" na "hali inatumika".
2. Hatua za Ubunifu:
   • Ubunifu wa Sakiti: A 5V supply is available. Using the maximum V_F of 3.95V and a target I_F of 20 mA, calculate R = (5V - 3.95V) / 0.02A = 52.5Ω. Select the nearest standard value (e.g., 56Ω). Re-calculate actual current: I_F = (5V - 3.2V_typ) / 56Ω ≈ 32 mA (too high). Re-iterate using a more realistic typical V_F of 3.2V: R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90Ω. This gives a safe current between 17.8 mA (at V_F=3.95V) and 20 mA (at V_F=3.2V). Upinzani wa 91Ω au 100Ω ni chaguo zuri.
   • Muundo wa PCB: Weka LED kwa usawa sahihi wa polariti. Toa nafasi ya kutosha kwa koni ya kuona ya digrii 130 ikiwa viashiria vinaonekana kutoka kwa pembe.
   • Ununuzi: Bainisha vichungi vikali kwa msambazaji: mfano, CAT=S2 (225-285 mcd) na HUE=Y (525-530 nm) ili kuhakikisha mwangaza na uthabiti wa rangi katika viashiria vyote 10. Inashauriwa kuomba sehemu kutoka kwa nambari ya LOT ile ile.
   • Usanikishaji: Fuata wasifu wa reflow kwa usahihi. Tumia LED ndani ya siku 7 baada ya kufungua mfuko uliofungwa.

12. Utangulizi wa Kanuni ya Uendeshaji

Light Emitting Diodes (LEDs) ni vifaa vya semiconductor vinavyobadilisha nishati ya umeme moja kwa moja kuwa mwanga kupitia mchakato unaoitwa electroluminescence. Kiini cha LED ya 27-21 ni chip inayotengenezwa kwa nyenzo za semiconductor za InGaN (Indium Gallium Nitride). Wakati voltage ya mbele inatumiwa kwenye makutano ya P-N ya semiconductor hii, elektroni kutoka kwa nyenzo za aina-N huchanganyika tena na mashimo kutoka kwa nyenzo za aina-P katika eneo lenye shughuli. Uchanganyikaji huu hutoa nishati kwa njia ya fotoni (chembe za mwanga). Urefu maalum wa wimbi (rangi) wa mwanga unaotolewa umedhamiriwa na nishati ya pengo la bendi ya nyenzo ya semiconductor. InGaN ina pengo la bendi linalolingana na mwanga katika wigo wa bluu-hadi-kijani. Katika kifaa hiki, muundo umepangwa ili kutoa mwanga mkali wa kijani wenye urefu wa wimbi wa kilele karibu 518 nm. Kifuniko cha epoksi resin ya maji wazi kinalinda chip na pia hutenda kama lenzi, ukibadilisha pato la mwanga kuwa pembe maalum ya kutazama ya digrii 130.

13. Mwelekeo na Mazingira ya Teknolojia

LED ya 27-21 inawakilisha teknolojia iliyokomaa na inayokubalika sana ndani ya mageuzi mapana ya taa zenye hali ngumu. Mwelekeo muhimu unaoathiri sehemu hii ya bidhaa ni pamoja na:

• Uendelevu wa Kupunguza Ukubwa: Hamu ya vifaa vya elektroniki vidogo, nyembamba na vyenye vipengele vingi zaidi inasukuma maendeleo ya vifurushi vidogo zaidi vya LED (mfano, ukubwa wa 0201, 01005) huku kudumisha au kuboresha utendaji wa mwanga.
• Uboreshaji wa Ufanisi na Mwangaza: Uboreshaji unaoendelea katika ukuaji wa epitaxial na usanifu wa chip husababisha ufanisi mkubwa wa mwanga (utoaji zaidi wa mwanga kwa kila kitengo cha umeme), na kuruhusu matumizi madogo ya nguvu au mwangaza zaidi kutoka kwa ukubwa sawa wa kifurushi.
• Uthabiti wa Rangi na Uchambuzi wa Juu wa Makundi: Mahitaji kutoka kwa matumizi ya maonyesho na ya magari yanachochea uvumilivu mkali zaidi wa kuchambua makundi na matumizi ya uchambuzi wa hali ya juu wa vigezo mbalimbali (k.m., kuchanganya flux, wavelength, na voltage ya mbele kuwa msimbo mmoja) ili kufikia usawa kamili katika safu kubwa.
• Ujumuishaji wa Utendaji: Mwelekeo wa kuunganisha saketi za udhibiti (kama vile madereva ya mkondo wa thabiti) au vipande vya rangi nyingi (RGB) kwenye kifurushi kimoja ili kurahisisha muundo wa mfumo na kupunguza eneo la PCB.
• Uthabiti na Ustahiki wa Mazingira Magumu: Uundaji wa LED zenye utendaji bora katika halijoto za juu na chini ya unyevu mwingi, kupanua matumizi yao kwenye matumizi ya magari, viwanda na nje ya nyumba. Uzingatiaji wa mazingira (Halogen-Free, REACH) ulioangaziwa kwenye karatasi hii ya data ni majibu ya moja kwa moja kwa mielekeo ya udhibiti wa kimataifa.

Ingawa 27-21 ni sehemu ya kawaida, muundo wake unaonyesha mahitaji haya ya tasnia ya kuaminika, kufuata kanuni, na utendaji katika umbizo dogo linaloweza kudhibitiwa kiotomatiki.