SMD LED 12-21 Deep Red 1206 Package Datasheet - Dimensions 3.2x1.6x1.1mm - Voltage 1.75-2.35V - Power 60mW - English Technical Document

1. Product Overview

The 12-21 SMD LED is a compact, surface-mount device designed for high-density electronic assemblies. Utilizing AlGaInP chip technology, it emits a deep red light with a typical dominant wavelength of 650 nm. Its primary advantage lies in its significantly reduced footprint compared to traditional leaded LEDs, enabling miniaturization of end products. The component is packaged on 8mm tape within 7-inch reels, making it fully compatible with high-speed automated pick-and-place and soldering equipment. It is a mono-color, Pb-free device compliant with RoHS, EU REACH, and halogen-free standards (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.1 Core Advantages and Target Market

Muundo mdogo wa kifurushi cha 1206 (takriban 3.2mm x 1.6mm) huruhusu muundo mdogo wa bodi ya mzunguko wa kuchapishwa (PCB), msongamano wa juu wa kufunga vipengele, na kupunguza gharama za uhifadhi na usafirishaji. Ujenzi wake mwepesi hufanya kuwa bora kwa matumizi ya kubebebeka na yenye nafasi ndogo. Masoko makuu lengwa ni pamoja na vifaa vya umeme vya watumiaji, udhibiti wa viwanda, na mambo ya ndani ya magari, hasa kwa kazi za taa za nyuma katika vikundi vya alama, paneli za kubadili, na paneli za kibonyeza za utando. Pia inafaa kwa viashiria vya hali katika vifaa vya mawasiliano (k.m., simu, mashine za faksi) na matumizi ya jumla ya viashiria.

2. Uchambuzi wa Kina wa Vigezo vya Kiufundi

Sehemu hii inatoa tafsiri ya kina na ya kusudi ya vigezo muhimu vya umeme, vya mwanga na vya joto vilivyobainishwa kwenye karatasi ya data.

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

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

• Voltage ya Kinyume (V_R): 5V. Kuzidi voltage hii katika upendeleo wa kinyume kunaweza kusababisha kuvunjika kwa makutano.
• Mwendo wa Mbele Unaendelea (I_F): 25 mA. Ya mkondo wa DC unaoweza kutumika kwa mfululizo.
• Kilele cha Mkondo wa Mbele (I_FP): 60 mA (Mzunguko wa Kazi 1/10, 1 kHz). Kipimo hiki ni kwa utendaji wa msukumo, kupunguza utumiaji wa wastani wa nguvu.
• Power Dissipation (P_d): 60 mW at T_a=25°C. The maximum allowable power loss, calculated as V_F * I_F. This rating derates with increasing ambient temperature.
• Electrostatic Discharge (ESD): 2000V (Human Body Model). Inaonyesha unyeti wa wastani wa ESD; taratibu sahihi za usindikaji zinahitajika.
• Operating & Storage Temperature: -40°C hadi +85°C (Uendeshaji), -40°C hadi +90°C (Uhifadhi). Inabainisha anuwai ya mazingira ya utendaji unaotegemewa na uhifadhi usio wa uendeshaji.
• Joto la Kuuza Reflow: Kilele cha 260°C kwa sekunde 10 kiwango cha juu. Kuuza kwa Mkono: 350°C kwa sekunde 3 kiwango cha juu kwa kila terminal. Muhimu kwa udhibiti wa mchakato wa usanikishaji.

2.2 Electro-Optical Characteristics

Measured at T_a=25°C and I_F=20 mA, these are the typical performance parameters.

• Luminous Intensity (I_v): 28.5 hadi 72.0 mcd (millicandela). Mwangaza unaoonekana wa LED. Safu mpana inasimamiwa kupitia mfumo wa kugawa katika makundi (angalia Sehemu ya 3).
• Pembe ya Kuona (2θ_1/2): Digrii 120 (kawaida). Pembe hii pana hutoa muundo mpana wa utoaji mwanga unaofaa kwa taa za nyuma na matumizi ya viashiria vilivyotawanyika.
• Peak Wavelength (λ_p): 650 nm (typical). The wavelength at which the spectral power distribution is maximum.
• Dominant Wavelength (λ_d): 629.5 to 645.5 nm. This is the single-wavelength perception of the LED's color by the human eye, also managed through binning.
• Spectral Bandwidth (Δλ): 20 nm (typical). Upana wa wigo unaotolewa kwa nusu ya ukali wa juu (FWHM).
• Forward Voltage (V_F): 1.75 to 2.35 V at I_F=20mA. Mshuko wa voltage kwenye LED inapofanya kazi. Lower V_F Inaweza kuboresha ufanisi wa mfumo.
• Reverse Current (I_R): 10 μA max at V_R=5V. Mkondo mdogo wa uvujaji wakati kifaa kinapopigwa kinyume.

3. Binning System Explanation

Ili kuhakikisha uthabiti wa rangi na mwangaza katika uzalishaji, LED zinasagwa katika makundi. LED ya 12-21 hutumia vigezo vitatu huru vya kugawa katika makundi.

3.1 Luminous Intensity Binning

LEDs zimegawanywa katika makundi manne (N1, N2, P1, P2) kulingana na ukubwa wa mwanga uliopimwa kwenye 20mA. Hii inawawezesha wabunifu kuchagua kiwango cha mwangaza kinachofaa kwa matumizi yao, na kuhakikisha muonekano sawa katika safu za LED nyingi.

• Bin N1: 28.5 - 36.0 mcd
• Bin N2: 36.0 - 45.0 mcd
• Bin P1: 45.0 - 57.0 mcd
• Bin P2: 57.0 - 72.0 mcd

3.2 Dominant Wavelength Binning

Uwiano wa rangi hudhibitiwa kwa kugawa urefu wa wimbi kuu katika misimbo minne (E7, E8, E9, E10). Hii ni muhimu sana kwa matumizi ambapo mechi halisi ya rangi inahitajika.

• Bin E7: 629.5 - 633.5 nm
• Bin E8: 633.5 - 637.5 nm
• Bin E9: 637.5 - 641.5 nm
• Bin E10: 641.5 - 645.5 nm

3.3 Forward Voltage Binning

Voltage ya mbele imegawanywa katika makundi ili kusaidia katika hesabu ya kizuizi cha mkondo na kudhibiti utoaji wa nguvu katika mfululizo wa mnyororo. Makundi matatu (0, 1, 2) yamefafanuliwa.

• Kikundi 0: 1.75 - 1.95 V
• Bin 1: 1.95 - 2.15 V
• Bin 2: 2.15 - 2.35 V

4. Performance Curve Analysis

Ingawa grafu maalum hazijaelezewa kwa kina katika maandishi yaliyotolewa, mikondo ya kawaida ya utendaji kwa LED kama hiyo ingejumuisha uhusiano ufuatao, muhimu kwa usanifu:

• I-V (Current-Voltage) Curve: Inaonyesha uhusiano wa kielelezo kati ya voltage ya mbele na sasa. Voltage ya goti ni takriban 1.8V. Kizuizi cha sasa ni lazima kwani ongezeko dogo la voltage zaidi ya V_F husababisha ongezeko kubwa, linaloweza kuharibu, la mkondo.
• Ukubwa wa Mwangaza dhidi ya Mkondo wa Mbele: Ukubwa wa mwangaza huongezeka takriban kwa mstari na mkondo hadi kiwango cha juu cha ukadiriaji. Uendeshaji juu ya I_F=20mA huongeza mwangaza lakini pia utawanyiko wa nguvu na halijoto ya makutano.
• Mwangaza wa Mwanga dhidi ya Joto la Mazingira: Kwa kawaida, mwangaza hupungua kadiri joto la mazingira linavyoongezeka kwa sababu ya ufanisi wa ndani wa quantum uliopungua na athari nyingine za joto. Hii ni jambo muhimu la kuzingatia katika mazingira yenye joto la juu.
• Usambazaji wa Wigo: Mchoro wa ukubwa wa mwanga unahusiana na urefu wa wimbi, unaonyesha kilele karibu 650nm na upana wa nusu ya kilele (FWHM) wa takriban 20nm, ukithibitisha nukta ya rangi nyekundu ya kina.
• Voltage ya Mbele dhidi ya Joto: V_F ina mgawo hasi wa joto, maana yake hupungua kadiri joto la kiungo linavyoongezeka. Hii inaweza kuathiri utulivu wa kuendesha kwa mkondo wa mara kwa mara.

5. Mechanical and Package Information

5.1 Package Dimensions and Drawing

LED hufuata muundo wa kawaida wa SMD wa 1206 (metriki 3216). Vipimo muhimu (kwa mm, uvumilivu ±0.1mm isipokuwa maalum) ni pamoja na: urefu wa jumla (3.2), upana (1.6), na urefu (1.1). Mchoro unabainisha alama ya kutambua cathode, kwa kawaida ni mstari wa kijani au kona iliyopigwa kwenye kifurushi. Vipimo vya muundo ulipendekezwa wa eneo la kuunganishia (padu ya solder) kwenye PCB ni muhimu kwa kuuza salama na kwa kawaida ni kubwa kidogo kuliko vituo vya kifaa ili kuunda fillet inayofaa.

5.2 Polarity Identification

Mwelekeo sahihi ni muhimu. Kathodi imewekwa alama kwenye kifaa. Mchoro wa datasheet lazima utazamwe ili kutambua alama hii (mfano, ukanda wenye rangi, ukata). Ubaguzi wa umeme usio sahihi utazuia LED kung'aa na kutumia voltage ya nyuma zaidi ya 5V inaweza kuiharibu.

6. Soldering and Assembly Guidelines

6.1 Wasifu wa Uuzaji wa Reflow

LED inaendana na uuzaji wa reflow wa infrared na awamu ya mvuke. Profaili ya joto isiyo na risasi (Pb-free) imebainishwa:

• Upashaji joto kabla: 150-200°C kwa sekunde 60-120. Kupasha polepole ili kupunguza mshtuko wa joto.
• Muda Juu ya Kiowevu (217°C): Sekunde 60-150.
• Kilele cha Joto: 260°C kiwango cha juu zaidi, kushikiliwa kwa si zaidi ya sekunde 10.
• Kiwango cha Juu zaidi cha Kupanda: 3°C/second.
• Maximum Ramp-Down Rate: 6°C/second.

Critical Note: Reflow soldering should not be performed more than two times to avoid excessive thermal stress on the package and wire bonds.

6.2 Maagizo ya Kuuza kwa Mkono

If manual repair is necessary:

• Use a soldering iron with a tip temperature < 350°C.
• Apply heat to each terminal for < 3 seconds.
• Use an iron with power rating < 25W.
• Acha muda wa angalau sekunde 2 kati ya kupiga pasi kila terminal.
• Kwa kuondoa, chuma cha kupiga pasi chenye ncha mbili kinapendekezwa ili kuwasha terminali zote mbili kwa wakati mmoja na kuepeka mkazo wa mitambo.

Hand soldering poses a higher risk of thermal damage and should be avoided in production.

6.3 Uhifadhi na Ustahiki wa Unyevu

The device is packaged in a moisture-resistant bag with desiccant.

• Before Opening: Hifadhi kwenye ≤30°C na ≤90% RH.
• Baada ya Kufungua (Uhai wa Sakafu): Mwaka 1 kwenye ≤30°C na ≤60% RH. Vifaa visivyotumika lazima vifungwe tena kwenye mfuko unaokinga unyevu.
• Baking: If the desiccant indicator changes color or storage time is exceeded, bake at 60 ±5°C for 24 hours before use to remove absorbed moisture and prevent "popcorning" during reflow.

7. Ufungaji na Taarifa za Kuagiza

7.1 Vipimo vya Ufungaji

LED zinapatikana kwenye mkanda uliobonyezwa kwenye reeli zenye kipenyo cha inchi 7. Kila reeli ina vipande 2000. Vipimo vya mkanda (ukubwa wa mfuko, umbali) vimeainishwa ili kuhakikisha utangamano na vifaa vya kulishia otomatiki. Reeli ina vipimo maalum vya kitovu, ukingo, na nje kwa ajili ya kusakinishwa kwenye mashine za kuweka.

7.2 Maelezo ya Lebo

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

• P/N: Nambari kamili ya bidhaa (mfano, 12-21/R8C-AN1P2B/2D).
• QTY: Quantity on the reel.
• CAT (or Luminous Intensity Rank): The intensity bin code (e.g., P1).
• HUE (Chromaticity/Wavelength Rank): The dominant wavelength bin code (e.g., E9).
• REF (Forward Voltage Rank): The voltage bin code (e.g., 1).
• LOT No: Manufacturing lot number for quality tracking.

8. Mapendekezo ya Ubunifu wa Programu

8.1 Saketi za Kawaida za Programu

Njia ya kawaida ya kuendesha ni kupitia kipingamanishaji cha sasa kinachopunguza. Thamani ya kipingamanishaji (R_s) inahesabiwa kwa kutumia Sheria ya Ohm: R_s = (V_usambazaji - V_F) / I_F. Kwa kutumia V ya juu kabisa_F kutoka kwenye bin (mfano, 2.35V kwa Bin 2) inahakikisha mkondo wa kutosha hata kwa tofauti mbaya zaidi ya LED. Kwa usambazaji wa 5V na I_F=20mA: R_s = (5 - 2.35) / 0.02 = 132.5Ω. Kipingamizi cha kawaida cha 130Ω au 150Ω kingekuwa kifaa. Ukadiriaji wa nguvu wa kipingamizi unapaswa kuwa angalau (I_F² * R_s).

8.2 Mambo ya Kuzingatia na Tahadhari za Usanifu

• Current Limiting is Mandatory: Kama ilivyosisitizwa katika "Tahadhari," utaratibu wa nje wa kukabiliana na kikomo cha sasa (kizuizi cha sasa au kichocheo cha sasa thabiti) kinahitajika kabisa. Kuunganisha moja kwa moja kwenye chanzo cha voltage kutaharibu LED.
• Usimamizi wa Joto: Ingawa LED moja hutumia takriban 60mW tu, safu zenye msongamano mkali au uendeshaji katika halijoto ya juu ya mazingira yanahitaji umakini kwa mpangilio wa PCB kwa ajili ya upunguzaji wa joto. Epuka kuweka karibu na vyanzo vingine vya joto.
• Ulinzi dhidi ya Umeme wa Tuli (ESD): Tekeleza taratibu salama za usindikaji dhidi ya ESD wakati wa usanikishaji. Ulinzi wa ESD katika kiwango cha saketi unaweza kuwa muhimu katika mazingira nyeti.
• Usanifu wa Kioo: Pembea ya kuona ya digrii 120 hutoa usambazaji mpana. Kwa mwanga uliolengwa, optics za sekondari (lenzi) zitahitajika. Kifurushi cha resini wazi kama maji kinafaa kwa matumizi ambapo rangi ya die inakubalika au inapotumiwa na vifaa vya kueneza nje.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Utofautishaji

Ikilinganishwa na taa nyekundu za zamani za kupenya shimo (k.m., 3mm, 5mm), taa nyekundu ya SMD 12-21 inatoa:

• Kupunguzwa kwa Ukubwa: Upeo na umbo mdogo sana, kuwezesha miundo ya kisasa ya kudogoza.
• Upatikanaji wa Automatiki: Imebuniwa kwa ajili ya usanikishaji wa juu, wa gharama nafuu wa kusakinishwa kwenye uso.
• Uboreshaji wa Uaminifu: Vifurushi vya SMD mara nyingi vina njia bora za joto kwenye PCB na hazina waya zilizopindika zinazoweza kusababisha mkazo.
• Ikilinganishwa na baadhi ya taa nyekundu za SMD zingine (k.m., zile zinazotumia InGaN kwa rangi nyekundu), teknolojia ya AlGaInP kwa kawaida hutoa ufanisi wa juu zaidi na rangi iliyojazwa zaidi katika wigo wa nyekundu/kahawia.

Hasara kuu yake ni hitaji la michakato sahihi zaidi ya utengenezaji na usanikishaji wa PCB ikilinganishwa na vipengele vya tundu-kupitia.

10. Maswali Yanayoulizwa Mara Kwa Mara (FAQ)

10.1 Niweza kutumia resistor gani na usambazaji wa 3.3V?

Kwa kutumia V ya juu zaidi_F ya 2.35V na lengo la I_F ya 20mA: R = (3.3 - 2.35) / 0.02 = 47.5Ω. Tumia kipingamizi cha kawaida cha 47Ω. Thibitisha mkondo: I = (3.3 - 2.0[typical]) / 47 ≈ 27.7mA, ambao ni zaidi ya kiwango cha kudumu cha 25mA. Kwa usalama, chagua kipingamizi cha 68Ω: I = (3.3 - 2.0) / 68 ≈ 19.1mA, ambayo iko ndani ya vipimo.

10.2 Naweza kuendesha LED hii kwa kutumia ishara ya PWM kudhibiti mwangaza?

Ndiyo. Pulse Width Modulation (PWM) ni njia bora ya kudimiza taa za LED. Hakikisha kilele cha mkondo katika kila pigo hakizidi viwango vya juu kabisa (I_FP = 60mA for 10% duty cycle pulses). The frequency should be high enough to avoid visible flicker (typically >100Hz).

10.3 Kwa nini maelezo ya uhifadhi na upikaji ni muhimu sana?

Vifurushi vya plastiki vya SMD vinaweza kunyonya unyevu kutoka angani. Wakati wa mchakato wa kuuza kwa joto la juu la reflow, unyevu huu uliokamatwa unaweza kuyeyuka haraka, na kuunda shinikizo la ndani linaloweza kutenganisha kifurushi au kuvunja kiolezo ("popcorning"). Hali ya uhifadhi na utaratibu wa kuoka huzuia aina hii ya kushindwa.

10.4 Ninawezaje kufasiri misimbo ya bin wakati wa kuagiza?

Kwa muonekano thabiti katika bidhaa, taja bins zinazohitajika kwa Nguvu ya Mwangaza (CAT), Urefu wa Wimbi Kuu (HUE), na kwa hiari ya Voltage ya Mbele (REF). Kwa mfano, kuomba "CAT=P1, HUE=E9" kuhakikisha LED zote zitakuwa na mwangaza sawa na kivuli maalum cha nyekundu nene. Ikiwa haujatajwa, unaweza kupata mchanganyiko kutoka kwa uzalishaji.

11. Mifano ya Utumizi wa Vitendo

11.1 Uangaza wa Nyuma wa Swichi ya Dashibodi ya Magari

Katika matumizi haya, taa nyingi za LED za aina 12-21 zimewekwa nyuma ya vifuniko vya swichi vinavyoruhusu mwanga kupita au alama kwenye dashibodi. Pembe ya kuona ya nyembamba ya digrii 120 inahakikisha mwanga unaoangazia usawa kwenye alama. Kwa kawaida, zinatumiwa kwa njia ya mfululizo sambamba, kila moja ikiwa na kizuizi cha sasa kilicho chake, kutoka kwa mfumo wa 12V wa gari (kupitia kizuizi cha voltage). Safu ya uendeshaji ya -40°C hadi +85°C inafaa kwa mazingira ya ndani ya gari. Uthabiti wa urefu wa wimbi (HUE bin) ni muhimu hapa ili kuendana na rangi ya taa nyingine za ndani.

11.2 Kiashiria cha Hali kwenye Ruta ya Mtandao

LED moja inaweza kutumika kuonyesha nguvu au shughuli ya mtandao. Inatumiwa na pini ya GPIO ya kontroller ndogo. Sakiti inajumuisha kizuizi cha mfululizo (kilichohesabiwa kwa pato la 3.3V au 5V la MCU) na pengine transistor ikiwa pini ya MCU haiwezi kutoa 20mA moja kwa moja. Rangi nyekundu ya kina inaonekana vizuri sana. Kifurushi cha SMD kinaifanya iweze kuwekwa karibu sana na dirisha dogo la kiashiria kwenye kifuniko cha kivutaaji.

12. Utangulizi wa Kanuni ya Uendeshaji

LED ya 12-21 ni kifaa cha fotoni cha semiconductor. Kiini chake ni chip iliyotengenezwa kutoka kwa nyenzo za AlGaInP (Aluminum Gallium Indium Phosphide). Wakati voltage ya mbele inayozidi uwezo wa makutano ya diode (∼1.8V) inatumika, elektroni na mashimo huingizwa kwenye eneo lenye shughuli ambapo hujumuika tena. Katika mfumo huu wa nyenzo, sehemu kubwa ya nishati hii ya kujumuika tena hutolewa kama fotoni (mwanga) badala ya joto. Muundo maalum wa tabaka za AlGaInP huamua nishati ya pengo la bendi, ambayo inafafanua moja kwa moja wavelength (rangi) ya mwanga unaotolewa—katika kesi hii, nyekundu ya kina karibu 650 nm. Kifurushi cha epoksi resin ya maji wazi hufunga chip, hutoa ulinzi wa mitambo, na hutenda kama lenzi ya msingi inayobadilisha pato la mwanga kuwa muundo wa digrii 120.

13. Mielekeo ya Teknolojia na Mazingira

The 1206 SMD LED inawakilisha teknolojia ya ufungashaji iliyokomaa na inayotumiwa sana. Mienendo ya sasa katika ufungashaji wa LED inaelekea kwenye ukubwa mdogo zaidi (k.m., 0805, 0603, 0402) kwa ajili ya udogo uliokithiri na safu zenye msongamano mkubwa. Pia kuna mwelekeo mkubwa kuelekea vifurushi vya kiwango cha chip (CSP) ambavyo huondoa kifurushi cha kawaida cha plastiki kwa ukubwa mdogo zaidi na utendaji bora wa joto. Kwa utoaji wa mwanga nyekundu, huku AlGaInP ikibaki yenye ufanisi mkubwa, maendeleo katika LED zinazobadilishwa na fosforasi na nyenzo mpya za semiconductor yanaendelea. Zaidi ya hayo, ujumuishaji wa vifaa vya udhibiti vya umeme (k.m., madereva ya mkondo thabiti, vidhibiti vya PWM) moja kwa moja ndani ya kifurushi cha LED ("LED zenye akili") unazidi kuwa kawaida kwa matumizi ya hali ya juu ya taa. LED ya 12-21 iko katika sehemu imara na yenye gharama nafuu ya soko, ikithaminiwa kwa kuaminika kwake, unyenyekevu, na uendeshaji na michakato ya kawaida ya SMT.

14. Application Restrictions Disclaimer

Bidhaa hii imeundwa kwa matumizi ya jumla ya kibiashara na viwanda. Haijaidhinishwa mahususi au kuhakikishiwa kutumika katika mifumo ya kutegemeka sana au muhimu kwa usalama kama vile:

• Vifaa vya kijeshi au angani
• Mifumo ya usalama ya magari (mfano, taa za breki, udhibiti wa mifuko ya hewa)
• Vifaa vya kutegemeza maisha vya matibabu

Katika matumizi kama hayo, bidhaa tofauti zenye anuwai ya joto iliyopanuliwa, upimaji wa kuaminika ulioboreshwa, na mtiririko tofauti wa kufuzu unahitajika. Vigezo katika hati hii vinahakikisha utendaji tu ndani ya mipaka iliyotajwa na kwa kipengele kama kitengo cha mtu binafsi. Utendaji wa kiwango cha mfumo na kuaminika ni wajibu wa mbuni wa bidhaa ya mwisho.