Dokumen Teknikal LTST-C230KSKT - LED Cip Pemasangan Songsang Kuning 20mA 2.4V

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk LED Cip berkeamatan tinggi pemasangan songsang yang menggunakan teknologi AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida). Peranti ini direka untuk aplikasi pemasangan permukaan dan mempunyai kanta jernih yang memancarkan cahaya kuning. Ia dibungkus pada pita 8mm yang dililit pada gegelung berdiameter 7 inci, menjadikannya serasi sepenuhnya dengan sistem pemasangan automatik pick-and-place dan proses pateri alir balik inframerah (IR) piawai. Produk ini mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), mengklasifikasikannya sebagai produk hijau.

1.1 Ciri Teras dan Sasaran Pasaran

Ciri utama LED ini termasuk reka bentuk pemasangan songsang, yang boleh memberikan kelebihan untuk susun atur optik atau mekanikal tertentu, dan penggunaan cip AlInGaP ultra-terang, terkenal dengan kecekapan dan kestabilan tinggi. Pakej ini mematuhi piawaian EIA (Electronic Industries Alliance), memastikan keserasian yang luas. Ciri pacuan serasi I.C. (Litar Bersepadu) menjadikannya sesuai untuk sambungan terus dengan output pengawal mikro atau litar pemacu. LED ini disasarkan untuk aplikasi dalam elektronik pengguna, penunjuk perindustrian, pencahayaan dalaman automotif, dan lampu latar am di mana pemasangan automatik yang boleh dipercayai diperlukan.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

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

• Pelesapan Kuasa (Pd):75 mW. Ini adalah jumlah maksimum kuasa yang boleh dilesapkan oleh pakej LED sebagai haba.
• Arus Hadapan Puncak (I_F(PEAK)):80 mA. Ini dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms) untuk mengelakkan pemanasan berlebihan.
• Arus Hadapan DC (I_F):30 mA. Ini adalah arus berterusan maksimum yang disyorkan untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai.
• Voltan Songsang (V_R):5 V. Melebihi voltan ini dalam bias songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-55°C hingga +85°C. Peranti ini dinilai untuk operasi dan penyimpanan merentasi julat suhu perindustrian yang luas ini.
• Keadaan Pateri Inframerah:Tahan suhu puncak 260°C selama 10 saat, mematuhi profil pateri alir balik bebas plumbum (Pb-free).

2.2 Ciri Elektrik & Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur pada Ta=25°C dan I_F=20mA, melainkan dinyatakan sebaliknya.

• Keamatan Bercahaya (I_V):18.0 - 60.0 mcd (millicandela). Keamatan sebenar dibin (lihat Seksyen 3). Pengukuran mengikut keluk tindak balas mata CIE.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):130 darjah. Sudut pandangan lebar ini menunjukkan corak pancaran cahaya meresap dan tidak fokus yang sesuai untuk pencahayaan kawasan.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_P):588 nm. Ini adalah panjang gelombang di mana keluaran kuasa spektrum adalah maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):587 nm. Diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE, panjang gelombang tunggal ini paling mewakili warna yang dilihat (kuning) LED.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):15 nm. Lebar jalur sempit ini adalah ciri LED AlInGaP, memberikan ketulenan warna tepu.
• Voltan Hadapan (V_F):2.0V (Min), 2.4V (Tip) pada 20mA. Parameter ini adalah penting untuk mereka bentuk litar penghad arus.
• Arus Songsang (I_R):10 μA (Maks) pada V_R=5V.
• Kapasitans (C):40 pF (Tip) pada V_F=0V, f=1MHz. Relevan untuk aplikasi pensuisan berkelajuan tinggi.

3. Penjelasan Sistem Binning

Keamatan bercahaya LED disusun ke dalam bin untuk memastikan konsistensi. Kod bin menentukan julat keamatan minimum dan maksimum yang diukur pada 20mA. Toleransi dalam setiap bin adalah +/-15%.

• Bin M:18.0 - 28.0 mcd
• Bin N:28.0 - 45.0 mcd
• Bin P:45.0 - 71.0 mcd
• Bin Q:71.0 - 112.0 mcd
• Bin R:112.0 - 180.0 mcd

Sistem ini membolehkan pereka memilih LED dengan tahap kecerahan yang diperlukan untuk aplikasi mereka, memastikan keseragaman visual dalam tatasusunan pelbagai LED.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun graf khusus dirujuk dalam datasheet (cth., Rajah.1, Rajah.5), keluk tipikal untuk LED sedemikian akan termasuk:

• Keluk I-V (Arus-Voltan):Menunjukkan hubungan eksponen antara voltan hadapan dan arus. Voltan lutut adalah sekitar 2.0-2.4V.
• Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan:Keamatan meningkat secara kasar linear dengan arus sehingga arus penarafan maksimum.
• Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien:Keamatan biasanya berkurangan apabila suhu ambien meningkat disebabkan kecekapan kuantum yang berkurangan dan rekombinasi bukan sinaran yang meningkat.
• Taburan Spektrum:Plot yang menunjukkan output cahaya berbanding panjang gelombang, memuncak pada 588nm dengan separuh lebar 15nm.
• Corak Sudut Pandangan:Rajah kutub yang menggambarkan sudut pandangan penuh 130 darjah di mana keamatan jatuh kepada separuh daripada nilai pada paksi.

5. Maklumat Mekanikal & Pembungkusan

LED ini datang dalam pakej SMD piawai. Datasheet termasuk lukisan berdimensi terperinci (dalam mm) untuk komponen itu sendiri. Nota mekanikal utama termasuk:

• Toleransi pada kebanyakan dimensi adalah ±0.10mm.
• Pakej ini direka untuk pemasangan songsang.
• Dimensi pad pateri yang dicadangkan disediakan untuk memastikan sambungan pateri yang boleh dipercayai dan penjajaran yang betul semasa alir balik.
• Kutub ditunjukkan pada peranti, yang adalah kritikal untuk pemasangan yang betul.

5.1 Pembungkusan Pita dan Gegelung

LED dibekalkan pada pita pembawa 8mm yang dimeterai dengan pita penutup atas, dililit pada gegelung berdiameter 7 inci (178mm).

• Kuantiti per Gegelung:3000 keping.
• Kuantiti Pesanan Minimum (MOQ):500 keping untuk baki kuantiti.
• Piawaian Pembungkusan:Mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481.
• Komponen Hilang:Maksimum dua poket kosong berturut-turut dibenarkan setiap piawaian gegelung.

6. Panduan Pateri & Pemasangan

6.1 Profil Pateri Alir Balik

Profil alir balik IR yang dicadangkan untuk proses bebas plumbum disediakan. Parameter utama termasuk:

• Pra-panas:150-200°C.
• Masa Pra-panas:Maksimum 120 saat.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C.
• Masa Atas Likuidus (pada puncak):Maksimum 10 saat. LED tidak boleh dikenakan alir balik lebih daripada dua kali.

Profil ini berdasarkan piawaian JEDEC. Pereka mesti mencirikan proses pemasangan PCB khusus mereka, dengan mempertimbangkan reka bentuk papan, pes pateri, dan ciri ketuhar.

6.2 Pateri Tangan

Jika pateri tangan diperlukan:

• Suhu Besi Pateri:Maksimum 300°C.
• Masa Pateri:Maksimum 3 saat per kaki.
• Hadkan kepada satu kitaran pateri sahaja.

6.3 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pateri diperlukan:

• Gunakan hanya pelarut yang ditentukan: etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu normal.
• Masa rendaman hendaklah kurang daripada satu minit.
• Bahan kimia yang tidak ditentukan mungkin merosakkan pakej LED.

6.4 Keadaan Penyimpanan

• Pakej Tertutup (dengan penyerap lembapan):Simpan pada ≤30°C dan ≤90% RH. Gunakan dalam tempoh satu tahun.
• Pakej Terbuka:Simpan pada ≤30°C dan ≤60% RH. Untuk komponen yang dikeluarkan daripada pembungkusan kalis lembapan, adalah disyorkan untuk melengkapkan alir balik IR dalam tempoh 672 jam (28 hari, MSL 2a).
• Penyimpanan Lanjutan (keluar dari beg):Simpan dalam bekas tertutup dengan penyerap lembapan atau dalam pengering nitrogen. Jika disimpan >672 jam, bakar pada 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam sebelum pateri untuk membuang lembapan yang diserap dan mengelakkan "popcorning" semasa alir balik.

7. Cadangan Aplikasi & Pertimbangan Reka Bentuk

7.1 Senario Aplikasi Biasa

• Penunjuk Status:Pada elektronik pengguna, perkakas, dan peralatan rangkaian.
• Lampu Latar:Untuk kekunci pada papan kekunci, suis membran, atau panel LCD kecil.
• Pencahayaan Dalaman Automotif:Untuk ikon papan pemuka, pencahayaan suis, atau pencahayaan ambien.
• Penunjuk Panel Perindustrian:Menyediakan status visual yang jelas dalam panel kawalan.

7.2 Kaedah Pacuan dan Reka Bentuk Litar

LED adalah peranti beroperasi arus. Untuk memastikan output cahaya stabil dan jangka hayat panjang:

• Sentiasa gunakan perintang penghad arus atau pemacu arus malar.Jangan sambung terus ke sumber voltan.
• Kira perintang siri menggunakan: R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Gunakan V_Fmaksimum dari datasheet untuk reka bentuk konservatif.
• Sebagai contoh, dengan bekalan 5V dan mensasarkan I_F=20mA: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ω. Perintang piawai 130Ω atau 150Ω akan sesuai.
• Untuk pendim PWM (Modulasi Lebar Denyut), pastikan frekuensi cukup tinggi (>100Hz) untuk mengelakkan kelipan yang kelihatan.

7.3 Langkah Berjaga-jaga Nyahcas Elektrostatik (ESD)

LED adalah sensitif kepada ESD. Sentiasa ikut langkah berjaga-jaga ini semasa pengendalian dan pemasangan:

• Gunakan gelang pergelangan tangan dibumikan atau sarung tangan anti-statik.
• Pastikan semua stesen kerja, alat, dan mesin dibumikan dengan betul.
• Simpan dan angkut LED dalam pembungkusan selamat ESD.

8. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED lubang melalui tradisional atau jenis SMD lain, peranti ini menawarkan beberapa kelebihan:

• Reka Bentuk Pemasangan Songsang:Menawarkan fleksibiliti untuk reka bentuk optik di mana permukaan pemancar cahaya perlu lebih dekat dengan PCB atau untuk sudut pengekstrakan cahaya tertentu.
• Teknologi AlInGaP:Menyediakan kecekapan lebih tinggi dan kestabilan suhu yang lebih baik berbanding teknologi lama seperti GaAsP, menghasilkan output cahaya kuning yang lebih terang dan konsisten.
• Keserasian SMD Penuh:Pembungkusan pita-dan-gegelung dan keserasian dengan alir balik IR membolehkan pemasangan automatik berkelajuan tinggi dan kos rendah, mengurangkan masa pembuatan dan potensi ralat manual.
• Sudut Pandangan Luas:Sudut 130 darjah memberikan pencahayaan luas dan sekata berbanding pancaran sempit, sesuai untuk aplikasi penunjuk.

9. Soalan Lazim (FAQ)

Q1: Apakah perbezaan antara panjang gelombang puncak (588nm) dan panjang gelombang dominan (587nm)?

A1: Panjang gelombang puncak adalah titik fizikal keluaran spektrum maksimum. Panjang gelombang dominan adalah nilai yang dikira dari kolorimetri yang paling sepadan dengan persepsi warna mata manusia. Ia selalunya sangat hampir untuk LED monokromatik seperti ini.

Q2: Bolehkah saya memacu LED ini pada 30mA secara berterusan?

A2: Ya, 30mA adalah arus hadapan DC maksimum yang dinilai. Walau bagaimanapun, untuk jangka hayat optimum dan mengambil kira suhu ambien yang tinggi, memacunya pada atau di bawah 20mA tipikal adalah disyorkan. Sentiasa pertimbangkan pengurusan haba pada PCB.

Q3: Apakah maksud "pemasangan songsang"?

A3: Dalam LED SMD piawai, kanta menghadap jauh dari PCB. Dalam reka bentuk pemasangan songsang, LED bertujuan untuk dipasang dengan kanta menghadapke arahPCB. Ini selalunya memerlukan lubang atau apertur dalam PCB untuk cahaya keluar, membolehkan integrasi optik yang unik.

Q4: Bagaimanakah saya mentafsir kod bin dalam nombor bahagian?

A4: Kod bin (cth., KSKT) tidak diperincikan sepenuhnya dalam petikan tetapi biasanya sepadan dengan julat khusus keamatan bercahaya dan kadangkala kromatisiti. Senarai bin berasingan (M, N, P, Q, R) yang disediakan digunakan untuk menentukan gred keamatan yang dipesan. Rujuk dokumen binning pengeluar penuh untuk pemetaan tepat akhiran nombor bahagian.

10. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk penunjuk status kuning berkuasa rendah untuk peranti mudah alih yang dikuasakan oleh rel pengawal mikro 3.3V.

Langkah Reka Bentuk:

1. Pemilihan Arus:Pilih arus pacuan 10mA untuk penggunaan kuasa rendah sambil mengekalkan kebolehlihatan yang baik. Menurut keluk tipikal, keamatan bercahaya pada 10mA akan berkadar kasar dengan arus (lebih kurang separuh daripada nilai 20mA).
2. Pengiraan Perintang:Menggunakan V_Ftipikal = 2.4V dan bekalan = 3.3V. R = (3.3V - 2.4V) / 0.01A = 90 Ω. Nilai piawai terdekat ialah 91 Ω.
3. Semakan Pelesapan Kuasa:Kuasa dalam LED: P_LED= V_F* I_F= 2.4V * 0.01A = 24 mW, jauh di bawah maksimum 75 mW. Kuasa dalam perintang: P_R= (0.01A)^2 * 91Ω = 9.1 mW.
4. Susun Atur PCB:Ikut dimensi pad pateri yang dicadangkan dari datasheet. Pastikan penanda kutub pada tapak kaki sepadan dengan penanda katod LED. Jika menggunakan ciri pemasangan songsang, reka bentuk apertur yang sesuai dalam PCB di bawah lokasi LED.
5. ESD & Pemasangan:Nyatakan langkah berjaga-jaga ESD dalam panduan pemasangan. Gunakan parameter profil alir balik yang disyorkan sebagai titik permulaan untuk kelayakan proses.

11. Pengenalan Prinsip Teknologi

LED ini berdasarkan bahan semikonduktor AlInGaP yang ditumbuhkan pada substrat. Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif di mana mereka bergabung semula. Dalam bahan jurang jalur langsung seperti AlInGaP, penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang khusus cahaya kuning (~587-588 nm) ditentukan oleh tenaga jurang jalur komposisi aloi AlInGaP. Kanta epoksi jernih membungkus cip, memberikan perlindungan mekanikal, membentuk output cahaya (sudut pandangan 130 darjah), dan meningkatkan kecekapan pengekstrakan cahaya.

12. Trend Industri

Pasaran untuk LED SMD terus berkembang ke arah:

• Kecekapan Lebih Tinggi:Lebih banyak lumen per watt (lm/W), mengurangkan penggunaan tenaga untuk output cahaya yang sama.
• Pengecilan:Saiz pakej lebih kecil (cth., 0402, 0201) membolehkan ketumpatan lebih tinggi pada PCB.
• Konsistensi Warna yang Lebih Baik:Toleransi binning yang lebih ketat untuk kedua-dua keamatan dan koordinat kromatisiti, kritikal untuk aplikasi yang memerlukan penampilan seragam.
• Kebolehpercayaan yang Dipertingkatkan:Prestasi lebih baik di bawah suhu dan kelembapan tinggi, melanjutkan jangka hayat operasi dalam persekitaran mencabar seperti automotif.
• Penyelesaian Bersepadu:LED dengan perintang penghad arus terbina dalam, diod Zener untuk perlindungan ESD, atau malah cip pemacu IC, memudahkan reka bentuk litar.

LED AlInGaP pemasangan songsang ini mewakili penyelesaian matang dan boleh dipercayai dalam trend yang lebih luas ini, menawarkan keseimbangan prestasi, kos, dan kebolehpengilangan untuk pelbagai aplikasi penunjuk.