Dokumen Teknikal LTST-C21KGKT - SMD LED Pemasangan Songsang Hijau AlInGaP - 20mA - 2.4V

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk diod pemancar cahaya (LED) peranti permukaan-pasang (SMD) kecerahan tinggi dengan pemasangan songsang. Peranti ini menggunakan cip semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) untuk menghasilkan cahaya hijau. Ia direka untuk proses pemasangan automatik dan mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), menjadikannya komponen mesra alam yang sesuai untuk pembuatan elektronik moden.

Aplikasi utama LED ini adalah dalam lampu latar, penunjuk status, dan pencahayaan panel di mana ruang di bahagian atas papan litar bercetak (PCB) adalah terhadap. Reka bentuk pemasangan songsangnya membolehkannya dipateri di sisi bertentangan papan dari mana cahaya dipancarkan, membolehkan reka bentuk produk yang inovatif dan menjimatkan ruang.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Had Maksimum Mutlak

Peranti ini tidak boleh dikendalikan melebihi had ini untuk mengelakkan kerosakan kekal. Had utama termasuk arus hadapan berterusan maksimum (I_F) 30 mA pada suhu ambien (T_a) 25°C. Penyerakan kuasa dinilai pada 75 mW. Untuk operasi berdenyut, arus hadapan puncak 80 mA dibenarkan di bawah kitar tugas 1/10 dengan lebar denyut 0.1 ms. Voltan songsang maksimum (V_R) ialah 5 V. Julat suhu operasi dan penyimpanan ditetapkan dari -55°C hingga +85°C.

Keadaan pateri adalah kritikal: pateri alir balik gelombang atau inframerah tidak boleh melebihi 260°C selama lebih 5 saat, manakala pateri fasa wap tidak boleh melebihi 215°C selama lebih 3 minit. Faktor penurunan kuasa linear 0.4 mA/°C digunakan untuk arus hadapan bagi suhu ambien melebihi 50°C.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Diukur pada T_a=25°C dan arus hadapan (I_F) 20 mA, parameter prestasi utama ditakrifkan.

• Keamatan Pencahayaan (I_V):Julat dari minimum 28.0 mcd hingga maksimum 180.0 mcd. Nilai tipikal tidak dinyatakan dalam jadual ringkasan, menunjukkan ia bergantung pada kod pengelasan tertentu (lihat Seksyen 3). Pengukuran mengikut lengkung tindak balas mata fotopik CIE.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):Ditakrifkan sebagai 70 darjah. Ini ialah sudut penuh di mana keamatan pencahayaan jatuh kepada separuh daripada nilainya yang diukur pada paksi pusat.
• Panjang Gelombang Puncak (λ_P):Kira-kira 574 nm. Ini ialah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum berada pada maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Julat dari 567.5 nm hingga 576.5 nm pada I_F=20mA. Ini ialah panjang gelombang tunggal yang dirasai oleh mata manusia yang mentakrifkan warna cahaya, diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE.
• Lebar Separuh Spektrum (Δλ):Kira-kira 15 nm. Ini menunjukkan ketulenan spektrum cahaya hijau.
• Voltan Hadapan (V_F):Julat dari 1.80 V hingga 2.40 V pada I_F=20mA.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 10 μA pada V_R=5V.
• Kapasitans (C):Biasanya 40 pF diukur pada bias 0 V dan frekuensi 1 MHz.

3. Penjelasan Sistem Pengelasan (Binning)

Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam pengelasan. Produk ini menggunakan dua kriteria pengelasan bebas.

3.1 Pengelasan Keamatan Pencahayaan

Unit dalam millicandela (mcd) pada I_F=20mA. Pengelasan adalah:

• Kod N:28.0 mcd (Min) hingga 45.0 mcd (Maks)
• Kod P:45.0 mcd hingga 71.0 mcd
• Kod Q:71.0 mcd hingga 112.0 mcd
• Kod R:112.0 mcd hingga 180.0 mcd

Toleransi ±15% digunakan dalam setiap pengelasan keamatan.

3.2 Pengelasan Panjang Gelombang Dominan

Unit dalam nanometer (nm) pada I_F=20mA. Pengelasan adalah:

• Kod C:567.5 nm (Min) hingga 570.5 nm (Maks)
• Kod D:570.5 nm hingga 573.5 nm
• Kod E:573.5 nm hingga 576.5 nm

Toleransi ketat ±1 nm digunakan dalam setiap pengelasan panjang gelombang. Nombor bahagian penuh termasuk kod pengelasan ini untuk menentukan prestasi tepat.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun graf khusus dirujuk tetapi tidak diterangkan dalam teks yang diberikan, lengkung tipikal untuk peranti sedemikian akan termasuk:

• Lengkung I-V (Arus-Voltan):Menunjukkan hubungan eksponen antara voltan hadapan dan arus. Lengkung akan mempunyai voltan lutut spesifik sekitar 1.8-2.4V.
• Keamatan Pencahayaan vs. Arus Hadapan:Menunjukkan bahawa output cahaya meningkat dengan arus, tetapi tidak semestinya linear, terutamanya pada arus lebih tinggi disebabkan kesan pemanasan.
• Keamatan Pencahayaan vs. Suhu Ambien:Menunjukkan penurunan output cahaya apabila suhu simpang meningkat. LED AlInGaP biasanya mempunyai pekali suhu negatif untuk output cahaya.
• Taburan Spektrum:Plot yang menunjukkan kuasa relatif dipancarkan merentasi panjang gelombang, memuncak sekitar 574 nm dengan lebar kira-kira 15 nm pada separuh maksimum.
• Corak Sudut Pandangan:Plot kutub yang menggambarkan taburan sudut keamatan cahaya, yang biasanya berbentuk Lambertian atau pemancar sisi untuk gaya pakej ini.

Lengkung ini adalah penting untuk pereka meramal prestasi di bawah keadaan operasi bukan standard.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

LED ini mematuhi garis besar pakej SMD standard EIA. Semua dimensi kritikal (panjang badan, lebar, ketinggian, jarak plumbum, dll.) disediakan dalam lukisan berasaskan milimeter dengan toleransi standard ±0.10 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Kanta dinyatakan sebagai "Jernih Air".

5.2 Pengenalpastian Pola dan Susun Atur Pad

Komponen ini mempunyai terminal anod dan katod. Datasheet termasuk rajah jejak pad pateri yang disyorkan untuk susun atur PCB. Mematuhi dimensi ini adalah penting untuk mencapai sambungan pateri yang boleh dipercayai, penjajaran yang betul, dan penyerakan haba yang berkesan semasa proses alir balik. Reka bentuk pad juga membantu mencegah "tombstoning" (komponen berdiri di satu hujung) semasa pateri.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Profil Pateri Alir Balik (Reflow)

Dua profil alir balik inframerah (IR) yang dicadangkan disediakan: satu untuk proses pateri timah-plumbum (SnPb) standard dan satu untuk proses pateri bebas plumbum (Pb-free), biasanya menggunakan aloi SAC (Sn-Ag-Cu). Profil bebas plumbum memerlukan suhu puncak lebih tinggi (hingga 260°C) tetapi mesti mengawal masa di atas likuidus dengan teliti untuk mengelakkan kerosakan pada pakej epoksi LED. Peringkat pemanasan awal adalah kritikal untuk mengurangkan kejutan haba.

6.2 Penyimpanan dan Pengendalian

LED adalah peranti sensitif lembapan. Untuk penyimpanan lanjutan di luar beg penghalang lembapan asal, ia harus disimpan dalam persekitaran tidak melebihi 30°C dan 70% kelembapan relatif. Jika disimpan tanpa pembungkusan selama lebih satu minggu, pembakaran pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 24 jam adalah disyorkan sebelum pateri untuk membuang lembapan yang diserap dan mencegah "popcorning" semasa alir balik.

6.3 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pateri diperlukan, hanya pelarut yang ditetapkan harus digunakan. Merendam LED dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu bilik selama kurang satu minit boleh diterima. Bahan kimia tidak ditentukan atau agresif boleh merosakkan kanta plastik dan bahan pakej.

6.4 Perlindungan Nyahcas Elektrostatik (ESD)

LED terdedah kepada kerosakan daripada nyahcas elektrostatik. Kawalan ESD yang betul mesti dilaksanakan semasa pengendalian dan pemasangan:

• Gunakan tali pergelangan tangan dan tikar anti-statik yang dibumikan.
• Pastikan semua peralatan dan stesen kerja dibumikan dengan betul.
• Pertimbangkan menggunakan pengion untuk meneutralkan cas statik yang mungkin terkumpul pada kanta plastik.

7. Pembungkusan dan Maklumat Pesanan

LED dibekalkan dalam pembungkusan standard industri untuk memudahkan pemasangan automatik.

• Pita dan Gegelung:Komponen diletakkan dalam pita pembawa timbul lebar 8mm.
• Saiz Gegelung:Dipasang pada gegelung diameter 7 inci (178 mm).
• Kuantiti:Gegelung standard mengandungi 3000 keping. Kuantiti pesanan minimum 500 keping tersedia untuk stok baki.
• Standard Pembungkusan:Mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481-1-A. Pita mempunyai penutup meterai, dan maksimum dua poket kosong berturut-turut dibenarkan.

Nombor bahagian penuh (cth., LTST-C21KGKT) mengkodkan ciri-ciri khusus, termasuk kod pengelasan untuk keamatan pencahayaan dan panjang gelombang dominan.

8. Nota Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Reka Bentuk Litar Pemacu

LED adalah peranti didorong arus. Untuk operasi stabil dan seragam, terutamanya apabila memandu berbilang LED secara selari, perintang had arus bersiri untuk setiap LED adalahsangat disyorkan(Model Litar A). Memandu LED secara langsung selari tanpa perintang individu (Model Litar B) tidak disyorkan disebabkan variasi dalam voltan hadapan (V_F) dari peranti ke peranti. Variasi ini boleh menyebabkan perbezaan ketara dalam perkongsian arus, membawa kepada kecerahan tidak sekata dan tekanan berlebihan berpotensi pada LED dengan V_F.

terendah. Nilai perintang bersiri (R_s) boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R_s= (V_bekalan- V_F) / I_F, di mana I_Fialah arus operasi yang dikehendaki (cth., 20 mA) dan V_Fialah voltan hadapan tipikal atau maksimum dari datasheet.

8.2 Pengurusan Haba

Walaupun penyerakan kuasa agak rendah (75 mW maks), pengurusan haba yang berkesan masih penting untuk mengekalkan kebolehpercayaan jangka panjang dan output cahaya yang konsisten. Output cahaya LED berkurangan dengan peningkatan suhu simpang. Memastikan laluan haba yang baik dari pad pateri LED ke satah kuprum PCB membantu menyerakkan haba. Elakkan beroperasi pada had arus dan suhu maksimum mutlak untuk tempoh lanjutan.

8.3 Skop dan Batasan Aplikasi

Komponen ini direka untuk peralatan elektronik kegunaan am seperti elektronik pengguna, peranti automasi pejabat, dan peralatan komunikasi. Ia tidak direka atau diperakui khusus untuk aplikasi di mana kegagalan boleh membawa kepada bahaya keselamatan langsung (cth., kawalan penerbangan, sokongan hayat perubatan, sistem keselamatan pengangkutan). Untuk aplikasi kebolehpercayaan tinggi sedemikian, perundingan dengan pengilang untuk produk khusus adalah perlu.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Ciri pembezaan utama LED ini adalah keupayaanpemasangan songsangdan penggunaan cipAlInGaPuntuk pancaran hijau.

• Pemasangan Songsang vs. SMD Pandangan Atas Standard:Ini membolehkan LED dipasang di bahagian bawah PCB sambil menyinarkan cahaya melalui lubang atau pandu cahaya, membebaskan ruang berharga di bahagian atas untuk komponen lain. Ia membolehkan reka bentuk produk yang lebih nipis.
• AlInGaP vs. GaP atau InGaN Tradisional:Teknologi AlInGaP menawarkan kecekapan lebih tinggi dan kestabilan suhu lebih baik untuk panjang gelombang merah, oren, ambar, dan hijau berbanding teknologi lama. Ia biasanya memberikan kecerahan lebih tinggi dan titik warna lebih tepu.
• Kanta Jernih Air:Memberikan warna sebenar cip tanpa penyebaran, menghasilkan corak pancaran lebih fokus dan sengit berbanding kanta tersebar.

10. Soalan Lazim (FAQ)

S1: Apakah perbezaan antara panjang gelombang puncak dan panjang gelombang dominan?

J1: Panjang gelombang puncak (λ_P) ialah panjang gelombang fizikal di mana LED memancarkan kuasa optik paling banyak. Panjang gelombang dominan (λ_d) ialah nilai dikira berdasarkan persepsi warna manusia (carta CIE) yang paling mewakili warna yang dirasai. Untuk LED hijau monokromatik, mereka sering hampir, tetapi λ_dialah parameter lebih relevan untuk padanan warna.

S2: Bolehkah saya memandu LED ini pada 30 mA secara berterusan?

J2: Walaupun had maksimum mutlak ialah 30 mA DC, prestasi optimum untuk jangka hayat panjang dan output cahaya stabil biasanya dicapai pada atau di bawah arus ujian 20 mA. Beroperasi pada 30 mA akan menjana lebih banyak haba, mengurangkan kecekapan, dan mungkin memendekkan jangka hayat. Sentiasa rujuk garis panduan penurunan kuasa untuk suhu tinggi.

S3: Bagaimana saya mentafsir kod pengelasan dalam nombor bahagian?

J3: Akhiran nombor bahagian mengandungi kod yang menentukan pengelasan keamatan pencahayaan (cth., R untuk output tertinggi) dan pengelasan panjang gelombang dominan (cth., D untuk hijau pertengahan). Memilih kod pengelasan yang sesuai adalah penting untuk aplikasi yang memerlukan kecerahan dan warna konsisten merentasi berbilang LED.

S4: Adakah LED ini sesuai untuk pateri gelombang?

J4: Ya, datasheet menentukan keadaan pateri gelombang 260°C untuk maksimum 5 saat. Walau bagaimanapun, pateri alir balik adalah kaedah pilihan dan paling biasa untuk komponen SMD seperti ini.

11. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka bentuk penunjuk status untuk peranti perubatan mudah alih.

Peranti memerlukan penunjuk hijau "kuasa hidup/sedia" yang terang dan tidak kabur. Ruang pada panel kawalan atas adalah sangat terhadap. LED pemasangan songsang dipilih. Ia diletakkan di bahagian bawah PCB utama. Apertur kecil yang digerudi tepat dalam panel atas membolehkan cahaya bersinar melalui. Pandu cahaya atau reka bentuk lubang mudah boleh digunakan. Litar pemacu menggunakan bekalan 3.3V. Mengira perintang bersiri: R_s= (3.3V - 2.2V_tip) / 0.020A = 55 Ohm. Perintang nilai standard 56 Ohm dipilih. Untuk memastikan konsistensi warna merentasi semua unit, LED dari pengelasan panjang gelombang sama (cth., Kod D) ditentukan dalam senarai bahan.

12. Pengenalan Prinsip Teknologi

LED ini berdasarkan bahan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (Al_xIn_yGa_1-x-yP) yang ditumbuhkan pada substrat. Apabila voltan hadapan dikenakan, elektron dan lubang bergabung semula di kawasan aktif cip, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Nisbah spesifik aluminium, indium, dan galium dalam kekisi kristal menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung mentakrifkan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan. Untuk pancaran hijau, komposisi spesifik digunakan untuk mencapai jurang jalur sepadan dengan cahaya sekitar 570-580 nm. Sistem bahan AlInGaP terkenal dengan kecekapan kuantum dalaman tinggi dalam julat spektrum merah-ke-hijau.

13. Trend dan Perkembangan Industri

Trend dalam SMD LED untuk aplikasi penunjuk dan lampu latar terus ke arah kecekapan lebih tinggi, pakej lebih kecil, dan kebolehpercayaan lebih besar. Terdapat dorongan kuat untuk prestasi diperbaiki dalam proses pateri alir balik bebas plumbum dan suhu tinggi. Permintaan untuk kawalan warna tepat dan pengelasan lebih ketat semakin meningkat, terutamanya dalam aplikasi di mana padanan warna adalah kritikal merentasi paparan atau panel. Tambahan pula, integrasi LED dengan pengawalaturan arus terbina dalam atau litar kawalan (seperti LED didorong IC) adalah trend yang berkembang untuk memudahkan reka bentuk dan meningkatkan konsistensi prestasi, walaupun komponen khusus ini adalah LED diskret standard.