Spesifikasi Teknikal LED SMD Oren LTST-M670KFKT - AlInGaP - Sudut Pandangan 120° - 20mA - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk diod pemancar cahaya (LED) peranti permukaan-pasang (SMD). Peranti ini merupakan LED oren yang menggunakan bahan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) sebagai sumber cahaya, dibungkus dalam pakej kanta lutsinar. Ia direka untuk proses pemasangan automatik dan serasi dengan teknik pateri reflow inframerah, menjadikannya sesuai untuk pembuatan volum tinggi di atas papan litar bercetak (PCB). Produk ini mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), mengklasifikasikannya sebagai produk hijau.

1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran

Kelebihan utama LED ini termasuk keserasiannya dengan peralatan pick-and-place automatik, yang mempermudahkan pengeluaran, dan kelayakannya untuk profil pateri reflow inframerah bebas plumbum, selaras dengan piawaian alam sekitar dan pembuatan moden. Pakej piawai EIA (Electronic Industries Alliance) memastikan keserasian mekanikal dengan sistem penempatan piawai industri. Peranti ini juga digambarkan sebagai serasi dengan I.C. (Litar Bersepadu), menunjukkan ciri pemacuannya sesuai untuk antaramuka langsung dengan keluaran aras logik tipikal. Aplikasi sasaran adalah luas, merangkumi peralatan elektronik am di mana pencahayaan penunjuk yang boleh dipercayai diperlukan.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ia dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C.

• Pelesapan Kuasa (Pd):72 mW. Ini adalah jumlah kuasa maksimum yang boleh dipancarkan oleh peranti sebagai haba tanpa melebihi had termanya.
• Arus Hadapan Puncak (IFP):80 mA. Ini adalah arus hadapan segera maksimum yang dibenarkan, biasanya dinyatakan di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms) untuk mengelakkan terlalu panas.
• Arus Hadapan DC (IF):30 mA. Ini adalah arus hadapan berterusan maksimum yang boleh dikenakan pada LED di bawah keadaan mantap.
• Voltan Songsang (VR):5 V. Mengenakan voltan melebihi nilai ini dalam arah songsang boleh menyebabkan kerosakan dan merosakkan simpang LED.
• Julat Suhu Operasi:-40°C hingga +85°C. Julat suhu ambien di mana peranti dijamin beroperasi dalam parameter yang ditetapkan.
• Julat Suhu Penyimpanan:-40°C hingga +100°C. Julat suhu untuk penyimpanan selamat apabila peranti tidak berkuasa.

2.2 Ciri-ciri Elektrik dan Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur pada Ta=25°C dan arus ujian (IF) 20 mA, melainkan dinyatakan sebaliknya.

• Keamatan Bercahaya (Iv):Julat dari minimum 140 mcd hingga maksimum tipikal 450 mcd. Ini mengukur kecerahan LED yang dirasakan oleh mata manusia, menggunakan penapis yang menghampiri lengkung respons fotopik CIE.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):120 darjah. Ini adalah sudut penuh di mana keamatan bercahaya turun kepada separuh daripada nilainya yang diukur pada paksi tengah (0°). Sudut 120° menunjukkan corak pandangan yang luas.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λP):611 nm. Ini adalah panjang gelombang di mana keluaran kuasa spektrum LED berada pada tahap maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):Julat dari 600 nm hingga 612 nm. Ini diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE dan mewakili panjang gelombang tunggal yang paling menggambarkan warna cahaya yang dirasakan. Ia adalah parameter utama untuk spesifikasi warna.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):17 nm. Ini adalah lebar spektrum pancaran pada separuh kuasa maksimumnya (Lebar Penuh pada Separuh Maksimum - FWHM). Nilai 17nm adalah tipikal untuk LED oren AlInGaP, menunjukkan warna yang agak tulen.
• Voltan Hadapan (VF):Julat dari 1.8 V hingga 2.4 V pada IF=20mA. Ini adalah susutan voltan merentasi LED apabila ia mengalirkan arus.
• Arus Songsang (IR):Maksimum 10 μA pada VR=5V. Ini adalah arus bocor kecil yang mengalir apabila voltan songsang yang ditetapkan dikenakan.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan parameter utama. Ini membolehkan pereka memilih bahagian yang memenuhi keperluan khusus untuk warna dan prestasi elektrik.

3.1 Pembin Voltan Hadapan (Unit: V @20mA)

LED dikategorikan mengikut susutan voltan hadapan mereka:
Kod Bin D2: 1.8V (Min) hingga 2.0V (Maks)
Kod Bin D3: 2.0V (Min) hingga 2.2V (Maks)
Kod Bin D4: 2.2V (Min) hingga 2.4V (Maks)
Toleransi pada setiap bin adalah +/-0.1V.

3.2 Pembin Keamatan Bercahaya (Unit: mcd @20mA)

LED disusun mengikut keluaran kecerahan mereka:
Kod Bin R2: 140.0 hingga 180.0 mcd
Kod Bin S1: 180.0 hingga 224.0 mcd
Kod Bin S2: 224.0 hingga 280.0 mcd
Kod Bin T1: 280.0 hingga 355.0 mcd
Kod Bin T2: 355.0 hingga 450.0 mcd
Toleransi pada setiap bin adalah +/-11%.

3.3 Pembin Panjang Gelombang Dominan (Unit: nm @20mA)

LED dikelaskan mengikut warna tepat mereka (panjang gelombang dominan):
Kod Bin P: 600.0 hingga 603.0 nm
Kod Bin Q: 603.0 hingga 606.0 nm
Kod Bin R: 606.0 hingga 609.0 nm
Kod Bin S: 609.0 hingga 612.0 nm
Toleransi untuk setiap bin adalah +/- 1nm.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Spesifikasi merujuk kepada lengkung ciri tipikal yang penting untuk memahami tingkah laku peranti di bawah keadaan yang berbeza. Walaupun graf khusus tidak dihasilkan semula dalam teks, implikasinya dianalisis di bawah.

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

Lengkung I-V untuk LED adalah eksponen. Untuk julat voltan hadapan yang ditetapkan iaitu 1.8V hingga 2.4V pada 20mA, pereka boleh menjangkakan titik operasi berada dalam julat ini. Lengkung membantu dalam memilih perintang had arus yang sesuai dan memahami keperluan voltan litar pemacu.

4.2 Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan

Lengkung ini biasanya menunjukkan bahawa keamatan bercahaya meningkat dengan arus hadapan, tetapi tidak semestinya secara linear, terutamanya apabila arus menghampiri penarafan maksimum. Ia adalah penting untuk menentukan arus pemacu yang diperlukan untuk mencapai tahap kecerahan yang diingini.

4.3 Ciri-ciri Suhu

Prestasi LED bergantung pada suhu. Biasanya, voltan hadapan berkurangan dengan peningkatan suhu simpang, manakala keamatan bercahaya juga berkurangan. Memahami lengkung ini adalah penting untuk aplikasi yang beroperasi sepanjang julat penuh -40°C hingga +85°C untuk memastikan prestasi yang konsisten.

4.4 Taburan Spektrum

Lengkung keluaran spektrum menunjukkan keamatan cahaya yang dipancarkan merentasi panjang gelombang yang berbeza, berpusat di sekitar panjang gelombang puncak 611nm dengan separuh lebar 17nm. Ini menentukan ketulenan warna cahaya oren.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej Peranti

LED dibekalkan dalam pakej SMD piawai. Spesifikasi termasuk lukisan dimensi terperinci dengan semua ukuran kritikal dalam milimeter (dan inci). Dimensi utama termasuk panjang badan, lebar, ketinggian, jarak kaki, dan cadangan pad. Toleransi biasanya ±0.2mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Maklumat ini adalah kritikal untuk reka bentuk corak tanah PCB.

5.2 Pengenalpastian Polarity

LED SMD mesti diorientasikan dengan betul pada PCB. Lukisan spesifikasi menunjukkan terminal katod (negatif) dan anod (positif), selalunya melalui tanda pada badan pakej atau ciri asimetri.

5.3 Pembungkusan Pita dan Gegelung

Untuk pemasangan automatik, LED dibekalkan pada pita pembawa timbul dan gegelung.
Dimensi Pita:Lebar pita, dimensi poket, dan spesifikasi pita penutup disediakan untuk memastikan keserasian dengan feeder.
Spesifikasi Gegelung:LED dibungkus pada gegelung berdiameter 7-inci (178mm). Setiap gegelung mengandungi 2000 keping. Kuantiti pembungkusan minimum untuk baki bahagian adalah 500 keping. Pembungkusan mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481. Nota menyatakan bahawa poket kosong dimeterai dan maksimum dua komponen hilang berturut-turut dibenarkan.

6. Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Profil Pateri Reflow Inframerah

Peranti ini serasi dengan proses pateri reflow inframerah. Profil cadangan yang mematuhi J-STD-020B untuk pateri bebas plumbum disediakan. Parameter utama profil ini termasuk:
Pra-panas:150-200°C.
Masa Pra-panas:Maksimum 120 saat.
Suhu Puncak:Maksimum 260°C.
Masa Melebihi Likuidus:Kritikal untuk pembentukan sendi pateri yang betul (masa khusus dirujuk daripada lengkung profil pada halaman 3).
Profil adalah sasaran generik; profil aras papan akhir harus dicirikan berdasarkan reka bentuk PCB khusus, pes pateri, dan ketuhar yang digunakan.

6.2 Pateri Tangan (Besi Pateri)

Jika pateri tangan diperlukan, had berikut dikenakan:
Suhu Besi:Maksimum 300°C.
Masa Pateri:Maksimum 3 saat setiap sendi.
Pateri tangan harus dilakukan hanya sekali untuk mengelakkan tekanan terma.

6.3 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pateri diperlukan, hanya pelarut yang ditetapkan harus digunakan. Merendam LED dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu biasa selama kurang daripada satu minit adalah disyorkan. Bahan kimia yang tidak ditentukan mungkin merosakkan pakej.

6.4 Keadaan Penyimpanan

Penyimpanan yang betul adalah penting untuk mengekalkan kebolehpaterian, terutamanya untuk komponen sensitif kelembapan.
Pakej Tertutup:Simpan pada ≤30°C dan ≤70% Kelembapan Relatif (RH). Jangka hayat rak adalah satu tahun apabila disimpan dalam beg kalis lembapan asal dengan bahan pengering.
Pakej Terbuka:Untuk komponen yang dikeluarkan dari beg tertutup mereka, ambien penyimpanan tidak boleh melebihi 30°C dan 60% RH. Adalah disyorkan untuk menyelesaikan pateri reflow IR dalam masa 168 jam (7 hari) pendedahan. Untuk penyimpanan yang lebih lama, komponen harus disimpan dalam bekas tertutup dengan bahan pengering atau dalam pengering nitrogen. Komponen yang terdedah selama lebih daripada 168 jam harus dibakar pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 48 jam sebelum pemasangan untuk membuang kelembapan yang diserap dan mengelakkan "popcorning" semasa reflow.

7. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

7.1 Litar Aplikasi Tipikal

LED adalah peranti berkuasa arus. Kaedah pemacu yang paling biasa adalah menggunakan perintang had arus bersiri. Nilai perintang (R) dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, di mana Vcc adalah voltan bekalan, VF adalah voltan hadapan LED (gunakan nilai maksimum dari bin atau spesifikasi untuk kebolehpercayaan), dan IF adalah arus hadapan yang diingini (contohnya, 20mA). Untuk pelbagai LED, menyambungkannya secara bersiri memastikan arus yang sama melalui setiap satu, menggalakkan kecerahan seragam. Sambungan selari tidak disyorkan tanpa perintang individu, kerana variasi kecil dalam VF boleh menyebabkan ketidakseimbangan arus yang ketara.

7.2 Reka Bentuk Pad PCB (Corak Tanah)

Spesifikasi menyediakan susun atur pad yang disyorkan untuk pateri reflow inframerah atau fasa wap. Mengikuti cadangan ini adalah penting untuk mencapai sendi pateri yang boleh dipercayai, penjajaran yang betul, dan meminimumkan tombstoning. Reka bentuk pad mengambil kira jisim terma dan isipadu pateri.

7.3 Pengurusan Terma

Walaupun pelesapan kuasa agak rendah (72mW maks), reka bentuk terma yang betul pada PCB boleh membantu mengekalkan suhu simpang yang lebih rendah, yang meningkatkan kecekapan bercahaya dan kebolehpercayaan jangka panjang. Ini mungkin melibatkan penggunaan via terma atau memastikan kawasan kuprum yang mencukupi disambungkan ke pad LED.

7.4 Skop Aplikasi dan Perhatian

LED ini bertujuan untuk digunakan dalam peralatan elektronik biasa seperti peralatan pejabat, peranti komunikasi, dan peralatan rumah. Untuk aplikasi yang memerlukan kebolehpercayaan luar biasa di mana kegagalan boleh membahayakan nyawa atau kesihatan (contohnya, penerbangan, sistem perubatan, peranti keselamatan), perundingan dan kelayakan khusus adalah perlu sebelum digunakan.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

LED oren AlInGaP ini menawarkan kelebihan khusus. Berbanding dengan teknologi lama, AlInGaP menyediakan kecekapan yang lebih tinggi dan kestabilan warna yang lebih baik dari masa ke masa dan suhu. Sudut pandangan 120 darjah adalah sangat luas untuk LED penunjuk SMD, memberikan kebolehlihatan yang baik dari kedudukan luar paksi. Keserasiannya dengan profil reflow IR piawai untuk pateri bebas plumbum menjadikannya pilihan moden, mesra alam yang sesuai untuk barisan pembuatan kontemporari. Struktur pembin yang komprehensif membolehkan pemilihan tepat berdasarkan keperluan warna dan kecerahan, yang kritikal untuk aplikasi yang memerlukan konsistensi visual merentasi pelbagai penunjuk.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Pada arus berapa saya harus memacu LED ini?
J: Keadaan ujian tipikal adalah 20mA, dan arus berterusan maksimum adalah 30mA. Untuk kegunaan penunjuk am dan jangka hayat yang baik, memacu pada 20mA adalah piawai. Sentiasa gunakan perintang had arus bersiri.

S: Bagaimana saya mentafsir nilai keamatan bercahaya?
J: Keamatan bercahaya (mcd) adalah ukuran kecerahan dalam arah tertentu. Julat 140-450 mcd pada 20mA, digabungkan dengan sudut pandangan 120°, bermakna ia akan kelihatan terang apabila dilihat pada paksi dan kekal kelihatan di kawasan yang luas.

S: Bolehkah saya menggunakan LED ini di luar rumah?
J: Julat suhu operasi -40°C hingga +85°C mencadangkan ia boleh menahan pelbagai keadaan ambien. Walau bagaimanapun, pakej ini tidak dinilai khusus untuk kalis air atau rintangan UV. Untuk kegunaan luar rumah, perlindungan alam sekitar tambahan (salutan konformal, penutup) adalah perlu.

S: Mengapakah keadaan penyimpanan begitu penting?
J: Pakej SMD boleh menyerap kelembapan dari udara. Jika komponen lembap dikenakan suhu tinggi pateri reflow, penyejatan cepat kelembapan boleh menyebabkan delaminasi dalaman atau retakan ("popcorning"), membawa kepada kegagalan. Mematuhi garis panduan penyimpanan dan pembakaran mencegah ini.

10. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Senario: Mereka bentuk panel penunjuk status untuk penghala rangkaian.
Panel memerlukan pelbagai LED oren untuk menunjukkan status pautan dan aktiviti yang berbeza. Warna dan kecerahan seragam adalah penting untuk pengalaman pengguna.
Langkah-langkah Reka Bentuk:
1. Pemilihan Pembin:Tentukan bin untuk panjang gelombang dominan (contohnya, Bin R: 606-609nm) dan keamatan bercahaya (contohnya, Bin T1: 280-355 mcd) untuk memastikan semua LED pada panel kelihatan sama.
2. Reka Bentuk Litar:Bekalan logik penghala adalah 3.3V. Menggunakan VF maksimum 2.4V (dari Bin D4) dan sasaran IF 20mA, kira perintang bersiri: R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 Ohm. Perintang piawai 47-ohm akan digunakan.
3. Susun Atur PCB:Gunakan dimensi pad yang disyorkan dari spesifikasi. Letakkan LED dengan jarak yang mencukupi untuk sudut pandangan luas 120° untuk mengelakkan silang optik.
4. Pemasangan:Pastikan kilang mengikuti profil reflow J-STD-020B yang disediakan. Sahkan bahawa komponen dari gegelung terbuka digunakan dalam masa 168 jam atau dibakar dengan betul.
5. Keputusan:Panel dengan penunjuk oren yang konsisten terang, berwarna seragam yang jelas kelihatan dari pelbagai sudut.

11. Pengenalan Prinsip Operasi

Diod pemancar cahaya adalah peranti semikonduktor yang memancarkan cahaya melalui elektroluminesens. Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dari bahan jenis-n bergabung semula dengan lubang dari bahan jenis-p di kawasan aktif. Penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang khusus (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor yang digunakan. Dalam peranti ini, semikonduktor kompaun AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) mempunyai jurang jalur yang sepadan dengan cahaya oren, dengan panjang gelombang dominan dalam julat 600-612 nm. Kanta epoksi lutsinar membungkus die semikonduktor, memberikan perlindungan mekanikal, dan membentuk keluaran cahaya untuk mencapai sudut pandangan 120 darjah yang ditetapkan.

12. Trend Teknologi

Pembangunan teknologi LED terus memberi tumpuan kepada beberapa bidang utama yang berkaitan dengan LED penunjuk seperti ini. Penambahbaikan kecekapan (lebih banyak keluaran cahaya per unit input elektrik) adalah trend berterusan, berpotensi membolehkan kecerahan yang sama pada arus pemacu yang lebih rendah, yang mengurangkan penggunaan kuasa dan penjanaan haba. Kemajuan dalam bahan pembungkusan bertujuan untuk meningkatkan kebolehpercayaan jangka panjang dan kestabilan warna di bawah keadaan suhu tinggi dan kelembapan tinggi. Terdapat juga trend ke arah peminikroan lanjut pakej sambil mengekalkan atau meningkatkan prestasi optik. Tambahan pula, integrasi elektronik pemacu atau ciri kawalan (seperti pengawalan arus terbina dalam atau pemudaran PWM) terus ke dalam pakej LED adalah bidang pembangunan untuk aplikasi penunjuk yang lebih maju, memudahkan reka bentuk litar untuk pengguna akhir.