Spesifikasi Teknikal LED SMD Oren LTST-C150KFKT - Pakej EIA - 20mA - 90mcd - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTST-C150KFKT ialah LED pemasangan permukaan berkeamatan tinggi yang direka untuk aplikasi elektronik moden yang memerlukan pencahayaan penunjuk oren yang cekap dan boleh dipercayai. Ia menggunakan cip semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) termaju, yang terkenal dengan penghasilan keamatan pencahayaan tinggi dengan kecekapan yang baik dalam spektrum oren-merah. Komponen ini dibungkus dalam format piawai yang mematuhi EIA, menjadikannya serasi dengan sistem pemasangan "pick-and-place" automatik yang biasa digunakan dalam pembuatan volum tinggi. Peranti ini dibekalkan pada pita 8mm yang dipasang pada gegelung berdiameter 7 inci, memudahkan pengendalian dan pemprosesan yang cekap.

Matlamat reka bentuk utamanya adalah untuk memberikan prestasi optik yang konsisten, keserasian dengan proses pateri bebas plumbum (Pb-free), dan pematuhan kepada piawaian alam sekitar seperti RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya). Bahan kanta "Water Clear" membolehkan warna cip intrinsik dipancarkan tanpa penyebaran atau perubahan warna yang ketara, menghasilkan output oren yang tepu.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Had Maksimum Mutlak

Had-had ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi pada atau melebihi had ini tidak dijamin dan harus dielakkan untuk prestasi jangka panjang yang boleh dipercayai.

• Pelesapan Kuasa (Pd):75 mW. Ini ialah jumlah kuasa maksimum yang boleh dilesapkan oleh pakej sebagai haba pada suhu ambien (Ta) 25°C. Melebihi had ini berisiko menyebabkan pertindihan haba pada simpang semikonduktor.
• Arus Hadapan DC (IF):30 mA. Arus hadapan berterusan maksimum yang boleh dikenakan.
• Arus Hadapan Puncak:80 mA. Ini hanya dibenarkan di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms) untuk mengendalikan lonjakan arus ringkas.
• Faktor Penurunan Nilai (Derating):0.4 mA/°C di atas 25°C. Untuk setiap darjah Celsius suhu ambien meningkat melebihi 25°C, arus hadapan DC maksimum yang dibenarkan mesti dikurangkan sebanyak 0.4 mA untuk mengelakkan tekanan haba berlebihan.
• Voltan Songsang (VR):5 V. Mengenakan voltan songsang melebihi ini boleh menyebabkan kerosakan dan kegagalan.
• Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-55°C hingga +85°C. Peranti boleh berfungsi dan disimpan dalam julat penuh ini.
• Toleransi Suhu Pateri:Peranti boleh menahan pateri gelombang atau inframerah pada 260°C selama 5 saat, dan pateri fasa wap pada 215°C selama 3 minit.

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik

Ini ialah parameter prestasi tipikal yang diukur pada Ta=25°C dan IF 20mA, iaitu keadaan ujian piawai.

• Keamatan Pencahayaan (Iv):45.0 mcd (Min), 90.0 mcd (Tip). Ini ialah output cahaya yang diukur dalam millicandela. Nilai ini diukur menggunakan sensor yang ditapis untuk sepadan dengan keluk tindak balas fotopik (mata manusia) CIE.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):130° (Tip). Sudut pandangan lebar ini menunjukkan cahaya dipancarkan dalam corak luas seperti Lambertian, sesuai untuk aplikasi yang memerlukan keterlihatan luas.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λP):611 nm (Tip). Panjang gelombang spesifik di mana output spektrum paling kuat.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):605 nm (Tip). Ini ialah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia yang mentakrifkan warna LED, diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):17 nm (Tip). Ini menunjukkan ketulenan spektrum; lebar yang lebih sempit bermaksud output yang lebih monokromatik (warna tulen).
• Voltan Hadapan (VF):2.0V (Min), 2.4V (Tip) pada IF=20mA. Susut voltan merentasi LED semasa beroperasi. Ini adalah kritikal untuk mereka bentuk litar penghad arus.
• Arus Songsang (IR):10 µA (Maks) pada VR=5V. Arus bocor kecil apabila peranti dipincang songsang.
• Kapasitans (C):40 pF (Tip) pada VF=0V, f=1MHz. Kapasitans simpang, yang boleh relevan dalam aplikasi pensuisan berkelajuan tinggi.

3. Penjelasan Sistem Pengelasan (Binning)

Keamatan pencahayaan LED boleh berbeza dari satu kelompok ke kelompok lain. Untuk memastikan konsistensi bagi pengguna akhir, produk disusun ke dalam "kelas" (bin) berdasarkan prestasi yang diukur. Untuk LTST-C150KFKT, pengelasan utama adalah untuk keamatan pencahayaan pada 20mA.

• Kod Kelas P:45.0 - 71.0 mcd
• Kod Kelas Q:71.0 - 112.0 mcd
• Kod Kelas R:112.0 - 180.0 mcdKod Kelas S:180.0 - 280.0 mcd

Toleransi +/-15% digunakan pada setiap kelas keamatan. Apabila mereka bentuk sistem di mana kecerahan seragam adalah kritikal (cth., paparan pelbagai LED atau lampu latar), menetapkan kod kelas tunggal atau memahami julat kelas adalah penting untuk mengelakkan ketidakpadanan kecerahan yang ketara.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun graf spesifik dirujuk dalam lembaran data (Rajah 1, Rajah 6), ciri-ciri tersiratnya adalah piawai untuk LED AlInGaP dan penting untuk reka bentuk.

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

Hubungannya adalah eksponen. Peningkatan kecil dalam voltan melebihi ambang hidup (~1.8V) menyebabkan peningkatan besar dalam arus. Inilah sebabnya LED mesti didorong oleh sumber terhad arus, bukan sumber voltan malar, untuk mengelakkan pelarian haba dan kemusnahan.

4.2 Keamatan Pencahayaan vs. Arus Hadapan

Output cahaya secara amnya berkadar terus dengan arus hadapan dalam julat operasi. Walau bagaimanapun, kecekapan (lumen per watt) biasanya memuncak pada arus yang lebih rendah daripada had maksimum dan menurun pada arus yang lebih tinggi disebabkan peningkatan haba.

4.3 Kebergantungan Suhu

Keamatan pencahayaan dan voltan hadapan bergantung pada suhu. Apabila suhu simpang meningkat:

• Keamatan Pencahayaan Menurun:Output boleh menurun dengan ketara, faktor yang mesti diambil kira dalam pengurusan haba.
• Voltan Hadapan Menurun:VF mempunyai pekali suhu negatif (biasanya sekitar -2 mV/°C untuk AlInGaP). Ini boleh menjejaskan arus dalam litar terhad perintang ringkas jika suhu ambien berbeza secara meluas.

4.4 Taburan Spektrum

Keluk output spektrum akan berpusat di sekitar puncak 611 nm. Separuh lebar 17 nm menunjukkan spektrum yang agak sempit, ciri semikonduktor jurang jalur langsung seperti AlInGaP, menghasilkan warna oren tulen.

5. Maklumat Mekanikal & Pembungkusan

Peranti ini mematuhi garis panduan pakej pemasangan permukaan piawai EIA. Nota dimensi utama termasuk:

• Semua dimensi utama adalah dalam milimeter.Toleransi piawai ±0.10 mm digunakan melainkan dinyatakan sebaliknya.

Lembaran data termasuk lukisan berdimensi terperinci untuk badan LED, yang penting untuk mencipta tapak kaki PCB (corak land). Susun atur pad pateri yang dicadangkan juga disediakan untuk memastikan sambungan pateri yang boleh dipercayai dan penjajaran yang betul semasa alir balik. Kekutuban ditunjukkan oleh tanda katod pada peranti, biasanya takuk, garis hijau, atau penunjuk visual lain pada satu sisi pakej.

6. Panduan Pateri & Pemasangan

6.1 Profil Pateri Alir Balik (Reflow)

Lembaran data menyediakan dua profil alir balik inframerah (IR) yang dicadangkan:

1. Untuk Proses Biasa:Profil piawai sesuai untuk pateri timah-plumbum (SnPb).
2. Untuk Proses Bebas Plumbum (Pb-Free):Profil yang dioptimumkan untuk pes pateri bebas plumbum seperti SAC (Sn-Ag-Cu). Profil ini biasanya mempunyai suhu puncak yang lebih tinggi (sehingga 260°C) untuk menampung takat lebur aloi bebas plumbum yang lebih tinggi. Masa di atas likuidus (TAL) dan kadar kenaikan adalah kritikal untuk mengelakkan kejutan haba dan memastikan pembentukan sambungan pateri yang betul tanpa merosakkan pakej epoksi LED.

6.2 Keadaan Penyimpanan

LED ialah peranti sensitif kelembapan. Pendedahan berpanjangan kepada kelembapan ambien boleh menyebabkan "popcorning" (retak pakej) semasa proses pateri alir balik suhu tinggi disebabkan penyejatan cepat kelembapan yang diserap.

• Penyimpanan Disyorkan:Tidak melebihi 30°C dan 70% kelembapan relatif.
• Masa Luar Beg:Jika dikeluarkan dari beg penghalang kelembapan asal, LED harus dipateri alir balik dalam tempoh satu minggu.
• Penyimpanan Lanjutan/Pembakaran (Baking):Untuk penyimpanan melebihi satu minggu di luar pembungkusan asal, simpan dalam bekas tertutup dengan bahan pengering atau dalam persekitaran nitrogen. LED yang disimpan dengan cara ini selama lebih seminggu harus dibakar pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 24 jam sebelum dipateri untuk mengeluarkan kelembapan.

6.3 Pembersihan

Hanya agen pembersih yang ditetapkan harus digunakan. Bahan kimia yang tidak ditentukan mungkin merosakkan kanta epoksi atau pakej. Jika pembersihan diperlukan selepas pateri, rendaman dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu biasa selama kurang daripada satu minit adalah disyorkan.

7. Maklumat Pembungkusan & Pesanan

Produk ini dibekalkan dalam pembungkusan piawai industri untuk pemasangan automatik:

• Pita & Gegelung:Pita pembawa timbul lebar 8mm.
• Saiz Gegelung:Diameter 7 inci.
• Kuantiti per Gegelung:3000 keping.
• Kuantiti Pesanan Minimum (MOQ):500 keping untuk kuantiti baki.
• Piawaian Pembungkusan:Mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481-1-A-1994. Poket kosong dalam pita dimeterai dengan pita penutup.

Nombor bahagian LTST-C150KFKT mengikuti sistem pengekodan pengeluar tipikal di mana elemen mungkin menunjukkan siri, warna, kelas keamatan, jenis kanta, dan pembungkusan.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

LED ini sesuai untuk pelbagai aplikasi yang memerlukan penunjuk status oren, lampu latar, atau pencahayaan hiasan, termasuk:

• Elektronik pengguna (peralatan audio/video, perkakas).
• Panel kawalan dan instrumentasi perindustrian.
• Pencahayaan dalaman automotif (bukan kritikal).
• Papan tanda dan pencahayaan hiasan.
• Lampu penunjuk kegunaan am pada PCB.

Nota Penting:Lembaran data dengan jelas menyatakan LED ini bertujuan untuk "peralatan elektronik biasa." Untuk aplikasi yang memerlukan kebolehpercayaan luar biasa di mana kegagalan boleh membahayakan nyawa atau kesihatan (penerbangan, perubatan, sistem keselamatan pengangkutan), perundingan dengan pengeluar diperlukan sebelum direka masuk.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk & Konfigurasi Litar

Kaedah Pacuan:LED ialah peranti beroperasi arus. Peraturan reka bentuk paling kritikal adalah mengawal arus hadapan.

• Litar Disyorkan (Litar A):Gunakan perintang penghad arus bersiri untuk setiap LED. Ini adalah penting apabila menyambungkan berbilang LED secara selari, kerana ia mengimbangi variasi semula jadi dalam voltan hadapan (VF) setiap LED. Tanpa perintang individu, LED dengan VF yang sedikit lebih rendah akan menarik arus yang tidak seimbang, membawa kepada kecerahan tidak sekata dan potensi kegagalan arus berlebihan.
• Litar Tidak Disyorkan (Litar B):Menyambungkan berbilang LED secara terus selari dengan satu perintang penghad arus kongsi tidak digalakkan kerana risiko "current hogging" seperti yang diterangkan di atas.

Nilai perintang bersiri (R) dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan - VF_LED) / I_yang_dikehendaki. Sentiasa gunakan VF tipikal atau maksimum dari lembaran data untuk reka bentuk yang konservatif.

8.3 Perlindungan Nyahcas Elektrostatik (ESD)

LED sensitif kepada nyahcas elektrostatik. ESD boleh menyebabkan kerosakan laten atau bencana, yang muncul sebagai arus bocor songsang tinggi, voltan hadapan rendah, atau gagal menyala pada arus rendah.

Langkah pencegahan termasuk:

• Menggunakan gelang pergelangan tangan konduktif atau sarung tangan anti-statik semasa mengendalikan.
• Memastikan semua stesen kerja, peralatan, dan rak penyimpanan dibumikan dengan betul.
• Menggunakan pengion untuk meneutralkan cas statik yang mungkin terkumpul pada kanta plastik.

Untuk menguji kerosakan ESD yang berpotensi, periksa sama ada LED menyala dan ukur VF-nya pada arus ujian rendah (cth., 1-5mA). Bacaan tidak normal menunjukkan kemungkinan kerosakan.

9. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Pembeza utama LTST-C150KFKT berakar umbi dalam sistem bahan dan reka bentuk pakejnya:

• Teknologi Cip AlInGaP:Berbanding teknologi lama seperti GaAsP piawai, AlInGaP menawarkan kecekapan pencahayaan dan kecerahan yang jauh lebih tinggi, kestabilan suhu yang lebih baik, dan jangka hayat operasi yang lebih panjang. Ini menjadikannya lebih unggul untuk aplikasi yang memerlukan keterlihatan dan kebolehpercayaan tinggi.
• Kanta Water Clear:Memberikan warna yang lebih tepu dan hidup berbanding kanta tersebar atau berwarna, yang menyebarkan cahaya dan boleh meredam ketulenan warna. Ini sesuai untuk aplikasi di mana definisi warna adalah penting.
• Pematuhan Bebas Plumbum & RoHS:Memenuhi peraturan alam sekitar moden, yang merupakan keperluan mandatori untuk kebanyakan elektronik yang dijual hari ini.
• Sudut Pandangan Luas (130°):Menawarkan keterlihatan luar paksi yang sangat baik, yang menguntungkan untuk penunjuk panel yang perlu dilihat dari pelbagai sudut.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

10.1 Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Puncak dan Panjang Gelombang Dominan?

Panjang Gelombang Puncak (λP)ialah panjang gelombang fizikal di mana LED memancarkan kuasa optik paling banyak, diukur terus dari spektrum.Panjang Gelombang Dominan (λd)ialah nilai yang dikira berdasarkan persepsi warna manusia (carta CIE) yang paling mewakili warna tunggal yang kita lihat. Untuk LED monokromatik seperti oren ini, mereka selalunya hampir, tetapi λd ialah parameter yang lebih relevan untuk spesifikasi warna dalam reka bentuk.

10.2 Mengapa arus ujian 20mA digunakan?

20mA secara sejarahnya telah menjadi arus pacuan piawai untuk banyak LED isyarat kecil, memberikan keseimbangan yang baik antara kecerahan, kecekapan, dan pelesapan kuasa. Ia berfungsi sebagai titik rujukan biasa untuk membandingkan model LED yang berbeza. Aplikasi anda boleh menggunakan arus yang berbeza, tetapi semua parameter prestasi (Iv, VF) akan berskala sewajarnya, dan anda mesti kekal dalam Had Maksimum Mutlak.

10.3 Bagaimana saya memilih kelas keamatan (bin) yang betul?

Pilih kelas berdasarkan keperluan kecerahan aplikasi dan toleransi keseragaman. Untuk penunjuk tunggal, mana-mana kelas mungkin mencukupi. Untuk tatasusunan di mana semua LED mesti kelihatan sama cerah, anda harus menetapkan kelas tunggal yang ketat (cth., Kelas Q) dan berpotensi melaksanakan penyebaran optik untuk menutup variasi kecil yang tinggal.

10.4 Bolehkah saya memacu LED ini terus dari pin mikropengawal 3.3V atau 5V?

Tidak, tidak terus.Pin GPIO mikropengawal ialah sumber voltan, bukan sumber arus, dan biasanya tidak dapat membekalkan 20mA yang konsisten sambil mengekalkan voltan outputnya. Lebih penting lagi, ia tidak memberikan perlindungan terhadap pekali suhu negatif LED. Andamestimenggunakan perintang penghad arus bersiri seperti yang diterangkan dalam Seksyen 8.2. Nilai perintang untuk bekalan 3.3V dan sasaran 20mA adalah lebih kurang (3.3V - 2.4V) / 0.02A = 45 Ohm. Perintang piawai 47 Ohm akan menjadi pilihan yang sesuai.

11. Kajian Kes Reka Bentuk & Penggunaan Praktikal

Senario:Mereka bentuk panel penunjuk status untuk peralatan perindustrian yang memerlukan tiga LED oren terang dan seragam untuk memberi isyarat "Sistem Aktif."

1. Pemilihan Komponen:LTST-C150KFKT dipilih untuk kecerahan tingginya (sehingga 280mcd dalam Kelas S), warna oren, dan pakej SMD yang sesuai untuk pemasangan automatik.
2. Reka Bentuk Litar:Rel kuasa sistem ialah 5V. Untuk memastikan kecerahan seragam, tiga litar pacuan yang sama digunakan, satu untuk setiap LED. Menggunakan VF tipikal 2.4V dan arus reka bentuk 20mA, nilai perintang bersiri dikira: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohm. Nilai piawai terdekat 130 atau 120 Ohm dipilih. Kadar kuasa perintang ialah (5V-2.4V)*0.02A = 0.052W, jadi perintang piawai 1/8W (0.125W) adalah lebih daripada mencukupi.
3. Susun Atur PCB:Dimensi pad pateri yang dicadangkan oleh pengeluar dari lembaran data digunakan untuk mencipta tapak kaki PCB. Jarak yang mencukupi dikekalkan antara LED untuk pelesapan haba.
4. Pertimbangan Haba:Panel berada dalam selungkup. Untuk mengurangkan kenaikan suhu, yang akan mengurangkan output cahaya, via pelepasan haba kecil diletakkan berhampiran pad LED untuk mengalirkan haba ke lapisan PCB lain, dan selungkup mempunyai pengudaraan.
5. Perolehan:Untuk menjamin keseragaman visual, pesanan pembelian menetapkan "Kod Kelas S" untuk semua 3,000 unit yang diperlukan untuk pengeluaran.

12. Prinsip Operasi

Pancaran cahaya dalam LTST-C150KFKT adalah berdasarkan elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor yang diperbuat daripada bahan AlInGaP. Apabila voltan hadapan dikenakan, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik merentasi simpang. Apabila pembawa cas ini bergabung semula dalam rantau aktif semikonduktor, mereka membebaskan tenaga. Dalam bahan jurang jalur langsung seperti AlInGaP, tenaga ini dibebaskan terutamanya dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang spesifik (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor, yang direkayasa semasa proses pertumbuhan kristal menjadi kira-kira 2.03 eV, sepadan dengan cahaya oren sekitar 611 nm. Enkapsulan epoksi "Water Clear" melindungi cip, memberikan kestabilan mekanikal, dan bertindak sebagai kanta untuk membentuk pancaran output cahaya.

13. Trend Teknologi

Pembangunan teknologi LED terus memberi tumpuan kepada beberapa bidang utama yang berkaitan dengan komponen seperti LTST-C150KFKT:

• Peningkatan Kecekapan (lm/W):Penyelidikan sains bahan yang berterusan bertujuan untuk mengurangkan penggabungan semula bukan radiatif dan meningkatkan pengekstrakan cahaya dari cip, membawa kepada LED yang lebih terang pada arus yang sama atau kecerahan yang sama pada kuasa yang lebih rendah.
• Peningkatan Konsistensi Warna & Pengelasan (Binning):Kemajuan dalam kawalan proses pertumbuhan epitaksial dan pembuatan membawa kepada taburan parameter yang lebih ketat, mengurangkan keperluan untuk pengelasan yang meluas dan memberikan prestasi yang lebih konsisten terus dari pengeluaran.
• Pengecilan:Dorongan untuk peranti elektronik yang lebih kecil mendorong LED dalam tapak kaki pakej yang semakin kecil sambil mengekalkan atau meningkatkan output optik.
• Kebolehpercayaan & Jangka Hayat Lebih Tinggi:Penambahbaikan dalam bahan pembungkusan (epoksi, silikon) dan teknik lekatan die meningkatkan rintangan kepada kitaran haba, kelembapan, dan tekanan persekitaran lain, melanjutkan jangka hayat operasi.
• Integrasi:Trend ke arah mengintegrasikan berbilang cip LED (cth., RGB), litar kawalan, atau bahkan pemacu ke dalam satu pakej untuk memudahkan reka bentuk pengguna akhir dan mengurangkan ruang PCB.

Komponen seperti LTST-C150KFKT mewakili titik yang matang dan dioptimumkan dalam evolusi ini, menawarkan penyelesaian yang boleh dipercayai dan berprestasi tinggi untuk aplikasi penunjuk piawai.