Dokumen Teknikal - Lembaran Data LED SMD Pemasangan Songsang Warna Jingga - Arus Hadapan 5mA - Voltan Hadapan 2.3V

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk Peranti Permukaan-Pasang (SMD) Diod Pemancar Cahaya (LED) kecerahan tinggi jenis pemasangan songsang. Peranti ini menggunakan cip semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP), yang terkenal dengan kecekapan bercahaya tinggi dan ketulenan warna yang sangat baik, terutamanya dalam spektrum jingga hingga merah. Aplikasi utamanya adalah sebagai lampu penunjuk yang padat dan boleh dipercayai dalam pelbagai perhimpunan elektronik di mana ruang adalah terhad dan konfigurasi pemasangan songsang adalah menguntungkan atas sebab reka bentuk atau estetik.

Kelebihan teras komponen ini termasuk pematuhannya kepada arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), menjadikannya pilihan yang mesra alam. Ia dibungkus pada pita standard industri 8mm yang dililit pada gegelung 7 inci, memastikan keserasian dengan peralatan pemasangan pilih-dan-letak automatik berkelajuan tinggi. Tambahan pula, peranti ini direka untuk menahan proses pematerian alir balik inframerah (IR) standard yang biasa digunakan dalam pembuatan elektronik moden, memudahkan integrasi ke dalam perhimpunan papan litar bercetak (PCB).

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan maksimum mutlak menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Nilai-nilai ini tidak boleh dilampaui di bawah sebarang keadaan operasi.

• Pelesapan Kuasa (Pd):75 mW. Ini adalah jumlah kuasa maksimum yang boleh dilesapkan oleh pakej LED sebagai haba tanpa menjejaskan prestasi atau kebolehpercayaan.
• Arus Hadapan Puncak (I_F(puncak)):80 mA. Ini adalah arus hadapan serta-merta maksimum yang dibenarkan, biasanya dinyatakan di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms) untuk mengelakkan kepanasan berlebihan pada simpang semikonduktor.
• Arus Hadapan Berterusan (I_F):30 mA DC. Ini adalah arus keadaan mantap maksimum yang boleh digunakan secara berterusan.
• Voltan Songsang (V_R):5 V. Menggunakan voltan songsang melebihi nilai ini boleh menyebabkan kerosakan dan kegagalan LED.
• Suhu Operasi & Penyimpanan:-30°C hingga +85°C (operasi), -40°C hingga +85°C (penyimpanan). Julat ini memastikan integriti mekanikal dan elektrik LED.
• Suhu Pematerian:Menahan 260°C selama 10 saat, mematuhi profil pematerian bebas plumbum (Pb-free).

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik

Parameter ini diukur pada keadaan ujian standard suhu ambien (T_a) 25°C dan arus hadapan (I_F) 5 mA, melainkan dinyatakan sebaliknya.

• Keamatan Bercahaya (I_V):Julat dari minimum 11.2 millicandelas (mcd) hingga maksimum 71.0 mcd. Nilai sebenar untuk unit tertentu bergantung pada kod bin yang ditetapkan (lihat Seksyen 3).
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):130 darjah. Ini adalah sudut penuh di mana keamatan bercahaya adalah separuh daripada keamatan yang diukur pada paksi tengah (0°). Sudut pandangan yang luas seperti ini adalah tipikal untuk LED dengan kanta jernih-air, menyediakan corak cahaya yang luas dan menyebar sesuai untuk aplikasi penunjuk.
• Panjang Gelombang Puncak (λ_P):Biasanya 611 nanometer (nm). Ini adalah panjang gelombang di mana keluaran kuasa spektrum adalah paling besar.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Biasanya 605 nm. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia yang menentukan warna cahaya, diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE. Ia adalah parameter utama untuk spesifikasi warna.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):Biasanya 17 nm. Ini adalah lebar penuh pada separuh maksimum (FWHM) spektrum pancaran, menunjukkan ketulenan warna. Lebar jalur yang lebih kecil menunjukkan sumber cahaya yang lebih monokromatik.
• Voltan Hadapan (V_F):Julat dari 1.9V (min) hingga 2.3V (maks) pada 5 mA. Ini adalah susutan voltan merentasi LED apabila ia mengalirkan arus. Pereka bentuk mesti memastikan litar pemacu dapat menyediakan voltan yang mencukupi.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 10 µA pada voltan songsang 5V. Ini adalah arus bocor kecil yang mengalir apabila LED dipincang songsang dalam had selamatnya.
• Kapasitans (C):Biasanya 40 pF diukur pada pincang 0V dan 1 MHz. Kapasitans parasit ini boleh dipertimbangkan dalam aplikasi pensuisan frekuensi tinggi.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk mengurus variasi semula jadi dalam proses pembuatan semikonduktor, LED disusun ke dalam bin prestasi. Ini memastikan konsistensi dalam lot pengeluaran. Untuk produk ini, pembin terutamanya berdasarkan keamatan bercahaya.

Senarai kod bin mentakrifkan empat kumpulan berbeza:

• Bin L:Keamatan bercahaya dari 11.2 mcd hingga 18.0 mcd.
• Bin M:Keamatan bercahaya dari 18.0 mcd hingga 28.0 mcd.
• Bin N:Keamatan bercahaya dari 28.0 mcd hingga 45.0 mcd.
• Bin P:Keamatan bercahaya dari 45.0 mcd hingga 71.0 mcd.

Toleransi +/-15% digunakan pada nilai keamatan dalam setiap bin. Pereka bentuk harus memilih bin yang sesuai berdasarkan kecerahan yang diperlukan untuk aplikasi mereka, dengan memahami bahawa unit dari bin yang lebih tinggi (cth., P) akan lebih cerah daripada unit dari bin yang lebih rendah (cth., L) apabila didorong di bawah keadaan yang sama.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun keluk grafik khusus dirujuk dalam lembaran data (cth., Rajah 1 untuk taburan spektrum, Rajah 5 untuk sudut pandangan), data teks membolehkan analisis hubungan utama.

Arus Hadapan vs. Keamatan Bercahaya:Keamatan bercahaya dinyatakan pada I_F= 5mA. Secara amnya, untuk LED AlInGaP, keamatan bercahaya meningkat secara super-linear dengan arus pada paras yang lebih rendah dan kemudian cenderung kepada tepu pada arus yang lebih tinggi disebabkan oleh penurunan haba dan kecekapan. Operasi yang jauh melebihi arus ujian mungkin menghasilkan output yang lebih tinggi tetapi mesti diurus dengan teliti dalam had penarafan maksimum mutlak untuk arus dan pelesapan kuasa.

Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan:Julat V_Fdiberikan pada 5mA. Voltan hadapan mempunyai pekali suhu negatif, bermakna ia berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Ia juga meningkat secara logaritma dengan arus.

Kebergantungan Suhu:Output bercahaya LED berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Ciri ini adalah penting untuk aplikasi di mana LED mungkin beroperasi dalam suhu ambien yang tinggi atau di mana pemanasan sendiri dari arus pemacu tinggi adalah ketara. Julat suhu operasi yang ditetapkan -30°C hingga +85°C mentakrifkan persekitaran di mana LED akan berfungsi dalam spesifikasi yang diterbitkan.

5. Maklumat Mekanikal & Pakej

Peranti ini mematuhi garis panduan pakej standard EIA (Electronic Industries Alliance). Sebagai jenis pemasangan songsang, LED ini bertujuan untuk dipasang di sisi PCB yang bertentangan dengan sisi pandangan cahaya, dengan cahaya memancar melalui lubang atau apertur dalam papan. Ini mencipta penampilan yang licin dan rata pada sisi yang menghadap pengguna.

Dimensi pakej terperinci, termasuk panjang badan, lebar, ketinggian, dan kedudukan kaki, disediakan dalam lukisan lembaran data. Ukuran kritikal ini diperlukan untuk mereka bentuk tapak kaki PCB, termasuk potongan untuk kanta dan susun atur pad pateri.

Pengenalpastian Polarity:Katod biasanya ditanda, selalunya oleh takuk, titik hijau, atau panjang/bentuk kaki yang berbeza. Polarity yang betul mesti diperhatikan semasa pemasangan, kerana menggunakan voltan songsang melebihi 5V boleh merosakkan peranti.

Dimensi Pad Pateri Dicadangkan:Lembaran data termasuk corak land yang disyorkan (geometri pad pateri) untuk reka bentuk PCB. Mematuhi cadangan ini menggalakkan pembentukan sendi pateri yang boleh dipercayai semasa alir balik, penjajaran yang betul, dan kekuatan mekanikal yang baik.

6. Panduan Pematerian & Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Alir Balik

Profil alir balik inframerah (IR) yang dicadangkan disediakan untuk proses pateri bebas plumbum (Pb-free). Parameter utama profil ini termasuk:

• Zon Pra-Panas:Naik ke 150-200°C.
• Masa Rendam/Pra-Panas:Maksimum 120 saat untuk membenarkan penstabilan suhu merentasi PCB.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C. LED dinilai untuk menahan suhu ini selama maksimum 10 saat.
• Masa Atas Likuidus (TAL):Masa pateri cair mesti dikawal untuk memastikan pembentukan sendi yang betul tanpa mendedahkan LED kepada tekanan haba yang berlebihan.

Profil ini berdasarkan piawaian JEDEC, memastikan keserasian dengan talian pemasangan teknologi permukaan-pasang (SMT) standard. Adalah penting untuk mencirikan profil khusus untuk reka bentuk PCB tertentu, dengan mempertimbangkan ketebalan papan, ketumpatan komponen, dan jenis pes pateri.

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan, penjagaan yang sangat teliti mesti diambil:

• Suhu besi pemateri tidak boleh melebihi 300°C.
• Masa pematerian mesti dihadkan kepada maksimum 3 saat per kaki.
• Ini harus dilakukan hanya sekali untuk mengelakkan kerosakan haba pada pakej plastik dan ikatan wayar dalaman.

6.3 Pembersihan

Hanya agen pembersih yang ditetapkan harus digunakan. Pelarut yang disyorkan termasuk etil alkohol atau isopropil alkohol (IPA). LED harus direndam pada suhu bilik normal selama kurang daripada satu minit. Bahan kimia yang keras atau tidak ditentukan boleh merosakkan kanta epoksi dan bahan pakej, menyebabkan perubahan warna, retak, atau pengelupasan.

6.4 Penyimpanan & Pengendalian

• Langkah Berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik):LED adalah sensitif kepada elektrik statik. Kawalan ESD yang betul adalah wajib, termasuk penggunaan gelang pergelangan tangan berasaskan, tikar anti-statik, dan bekas konduktif.
• Kepekaan Kelembapan:Pakej mempunyai Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL). Untuk peranti yang dikeluarkan dari pembungkusan kalis lembapan asal (dengan penyerap lembapan), adalah disyorkan untuk melengkapkan pematerian alir balik IR dalam masa 672 jam (28 hari) di bawah keadaan penyimpanan tidak melebihi 30°C dan 60% kelembapan relatif. Jika tempoh ini dilampaui, pembakaran pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam diperlukan sebelum pematerian untuk mengeluarkan kelembapan yang diserap dan mengelakkan "popcorning" (retak pakej) semasa alir balik.

7. Maklumat Pembungkusan & Pesanan

Produk ini dibekalkan dalam format pita-dan- gegelung yang serasi dengan peralatan pemasangan automatik.

• Lebar Pita:8 mm.
• Diameter Gegelung:7 inci.
• Kuantiti per Gegelung:3000 keping.
• Kuantiti Pesanan Minimum (MOQ):500 keping untuk baki kuantiti.
• Piawaian Pembungkusan:Mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481. Poket pita dimeterai dengan pita penutup atas. Bilangan maksimum poket kosong berturut-turut (komponen hilang) yang dibenarkan adalah dua.

Nombor bahagianLTST-C230KFKT-5Amengenal pasti varian khusus ini secara unik: pemasangan songsang, kanta jernih-air, cip AlInGaP, warna jingga.

8. Nota Aplikasi & Pertimbangan Reka Bentuk

Aplikasi Biasa:LED ini sesuai untuk tujuan penunjuk umum dalam elektronik pengguna, peralatan pejabat, peranti komunikasi, dan perkakas rumah. Reka bentuk pemasangan songsangnya adalah sesuai untuk panel hadapan, antara muka kawalan, dan paparan status di mana penampilan bersih berdasarkan apertur dikehendaki.

Had Arus:Perintang had arus luaran hampir selalu diperlukan apabila memacu LED dari sumber voltan. Nilai perintang (R) boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_sumber- V_F) / I_F. Gunakan V_Fmaksimum dari lembaran data (2.3V) untuk memastikan pemacu arus yang mencukupi di bawah semua keadaan. Contohnya, untuk memacu LED pada 5mA dari bekalan 5V: R = (5V - 2.3V) / 0.005A = 540 Ohm. Perintang standard 560 Ohm akan menjadi pilihan yang selamat.

Pengurusan Haba:Walaupun pelesapan kuasa adalah rendah, operasi berterusan pada arus tinggi (cth., hampir maksimum 30mA) dalam suhu ambien yang tinggi boleh meningkatkan suhu simpang. Ini mengurangkan output cahaya dan boleh menjejaskan kebolehpercayaan jangka panjang. Pastikan kawasan kuprum PCB yang mencukupi atau via haba di sekitar pad pateri untuk membantu melesapkan haba, terutamanya untuk reka bentuk yang menggunakan pelbagai LED atau memacu LED dengan kuat.

Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan 130 darjah menyediakan penyebaran yang luas. Untuk aplikasi yang memerlukan pancaran yang lebih fokus, optik sekunder (seperti kanta yang dipasang di atas apertur PCB) akan diperlukan. Kanta jernih-air tidak menyebarkan cahaya secara dalaman, jadi corak cahaya akan ditakrifkan oleh geometri cip dan kanta utama pakej.

9. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Ciri pembezaan utama komponen ini ialah konfigurasipemasangan songsangnya. Berbanding dengan LED SMD pancaran atas standard, reka bentuk ini membolehkan PCB itu sendiri bertindak sebagai panduan cahaya dan bingkai, menawarkan estetik yang unik dan berpotensi menjimatkan ruang menegak di belakang panel.

Penggunaan teknologi semikonduktorAlInGaPadalah satu lagi kelebihan penting untuk warna jingga/merah. LED AlInGaP secara amnya menawarkan kecekapan bercahaya yang lebih tinggi dan kestabilan suhu yang lebih baik berbanding teknologi lama seperti Gallium Arsenide Phosphide (GaAsP). Ini menghasilkan output warna yang lebih cerah dan lebih konsisten sepanjang hayat peranti dan julat suhu operasi.

Keserasiannya denganalir balik IRstandard danpenempatan automatikmenjadikannya semudah dipasang seperti mana-mana komponen SMD lain, meminimumkan kerumitan pengeluaran walaupun dengan gaya pemasangan khususnya.

10. Soalan Lazim (FAQ)

S: Apakah maksud "pemasangan songsang"?

J: LED pemasangan songsang direka untuk dipasang di sisi PCB yang bertentangan dengan sisi pandangan. Cahaya memancar melalui lubang dalam PCB, membolehkan badan LED disembunyikan di belakang panel untuk penampilan yang lancar.

S: Bolehkah saya memacu LED ini tanpa perintang had arus?

J: Tidak. Menyambungkan LED terus ke sumber voltan yang melebihi voltan hadapannya akan menyebabkan arus berlebihan mengalir, dengan cepat memusnahkan peranti. Sentiasa gunakan perintang siri atau pemacu arus malar.

S: Keamatan bercahaya mempunyai julat yang luas (11.2 hingga 71.0 mcd). Bagaimana saya tahu apa yang akan saya dapat?

J: Keamatan khusus ditentukan oleh kod bin (L, M, N, P). Anda mesti menentukan bin yang diperlukan semasa membuat pesanan. Jika bin tertentu tidak dipesan, anda mungkin menerima unit dari mana-mana bin dalam julat produk.

S: Adakah LED ini sesuai untuk penggunaan luar?

J: Julat suhu operasi adalah -30°C hingga +85°C, yang merangkumi banyak persekitaran. Walau bagaimanapun, lembaran data tidak menyatakan penarafan Perlindungan Kemasukan (IP) terhadap habuk dan air. Untuk penggunaan luar, pengedap tambahan (salutan konformal, gasket) akan diperlukan untuk melindungi LED dan sendi paterinya daripada kelembapan dan pencemar.

S: Bagaimana saya mengenal pasti anod dan katod?

J: Rujuk rajah penandaan pakej dalam lembaran data. Biasanya, katod ditanda. Jika ragu-ragu, gunakan multimeter dalam mod ujian diod; LED akan menyala redup apabila dipincang hadapan (wayar positif pada anod, negatif pada katod).

11. Contoh Reka Bentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk penunjuk status untuk penghala rangkaian. Penunjuk harus menjadi titik jingga kecil pada panel hadapan, rata dengan permukaan.

1. Susun Atur PCB:Pada sisi komponen (bawah) PCB, reka bentuk tapak kaki menggunakan dimensi pad pateri yang dicadangkan dari lembaran data. Pada sisi atas (menghadap pengguna), buat apertur kecil (lubang) dalam topeng pateri dan sebarang lapisan, sejajar dengan kedudukan kanta LED. Diameter lubang harus sedikit lebih besar daripada kanta untuk mengelakkan menyekat cahaya.
2. Reka Bentuk Litar:Mikropengawal penghala beroperasi pada 3.3V. Untuk memacu LED pada 5mA yang konservatif, kira perintang siri: R = (3.3V - 2.3V) / 0.005A = 200 Ohm. Gunakan perintang standard 200 Ohm atau 220 Ohm yang diletakkan secara bersiri pada lapisan PCB yang sama dengan LED.
3. Pemasangan:PCB dipasang menggunakan proses alir balik bebas plumbum standard. LED diletakkan secara automatik dari pita-dan-gegelung ke pad sisi bawah. Semasa alir balik, ia dipateri di tempatnya.
4. Pemasangan Akhir:PCB dipasang ke dalam casis penghala. Panel hadapan mempunyai tingkap kecil yang sejajar dengan apertur PCB. Apabila dikuasakan, cahaya jingga bersinar melalui apertur dan tingkap panel hadapan, mencipta penunjuk yang bersih dan moden.

12. Prinsip Teknologi

Diod Pemancar Cahaya adalah peranti semikonduktor yang memancarkan cahaya melalui proses yang dipanggil elektroluminesens. Apabila voltan hadapan digunakan merentasi simpang p-n, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau aktif. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, tenaga dibebaskan dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang khusus (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor yang digunakan dalam rantau aktif.

LED khusus ini menggunakan semikonduktor sebatianAluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP). Dengan mengawal nisbah aluminium, indium, galium, dan fosforus dengan tepat semasa pertumbuhan kristal, jurutera boleh menala jurang jalur untuk menghasilkan cahaya dalam spektrum kuning, jingga, dan merah dengan kecekapan tinggi. Sistem bahan AlInGaP terkenal dengan kecekapan kuantum dalaman yang tinggi dan prestasi yang baik pada suhu tinggi berbanding bahan alternatif untuk warna-warna ini.

13. Trend Industri

Industri LED terus berkembang ke arah kecekapan yang lebih tinggi, faktor bentuk yang lebih kecil, dan integrasi yang lebih besar. Untuk LED jenis penunjuk seperti ini, trend termasuk:

• Pengecilan:Pembangunan saiz pakej yang lebih kecil (cth., 0402, 0201 metrik) untuk menjimatkan ruang PCB dalam peranti yang semakin padat.
• Kecerahan Lebih Tinggi pada Arus Lebih Rendah:Penambahbaikan dalam reka bentuk cip dan bahan membolehkan kecerahan yang mencukupi pada arus pemacu yang sangat rendah (cth., 1-2 mA), mengurangkan penggunaan kuasa sistem keseluruhan, yang penting untuk peranti IoT berkuasa bateri.
• Konsistensi Warna yang Lebih Baik:Spesifikasi pembin yang lebih ketat dan kawalan pembuatan lanjutan membawa kepada variasi yang kurang dalam warna dan kecerahan dalam kumpulan pengeluaran, penting untuk aplikasi yang menggunakan pelbagai LED (cth., bar cahaya, tatasusunan).
• Kebolehpercayaan yang Dipertingkatkan:Penambahbaikan berterusan dalam bahan pakej (epoksi, silikon) untuk menahan suhu alir balik yang lebih tinggi, keadaan persekitaran yang lebih keras, dan menyediakan jangka hayat operasi yang lebih panjang.
• Penyelesaian Bersepadu:Pertumbuhan LED dengan perintang terbina dalam atau IC pemacu, memudahkan reka bentuk litar dengan mengurangkan bilangan komponen luaran.

Konfigurasi pemasangan songsang itu sendiri adalah sebahagian daripada trend yang lebih luas ke arah penyelesaian pencahayaan yang lebih terintegrasi secara estetik dan lebih kukuh secara mekanikal dalam elektronik pengguna dan perindustrian.