LTST-S110KRKT SMD LED Spesifikasi - Pandangan Sisi - Merah - 20mA - 2.4V - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTST-S110KRKT ialah diod pemancar cahaya (LED) peranti permukaan-pasang (SMD) yang direka untuk aplikasi yang memerlukan sumber cahaya pancaran sisi. Aplikasi utamanya adalah dalam modul lampu latar LCD di mana ruang adalah terhad dan cahaya perlu diarahkan secara melintang. Peranti ini menggunakan cip semikonduktor Ultra Terang AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida), yang terkenal dengan kecekapan dan kecerahan tinggi dalam spektrum warna merah. Pakejnya adalah jernih-air, membolehkan output cahaya maksimum tanpa warna daripada bahan kanta.

Kelebihan utama LED ini termasuk pematuhannya kepada arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), menjadikannya "Produk Hijau" yang mesra alam. Ia dibungkus pada pita 8mm yang dililit pada gegelung berdiameter 7 inci, serasi dengan pembungkusan piawai EIA (Electronic Industries Alliance) dan peralatan pemasangan pick-and-place automatik. Keserasian ini memastikan pembuatan yang cekap dan volum tinggi. Peranti ini juga direka untuk menahan proses pateri biasa, termasuk reflow inframerah (IR) dan fasa wap, yang merupakan piawaian dalam pemasangan elektronik moden.

2. Rating Maksimum Mutlak

Rating maksimum mutlak menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Rating ini dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C. Arus hadapan berterusan maksimum (DC) ialah 30 mA. Untuk operasi berdenyut, arus hadapan puncak 80 mA dibenarkan di bawah keadaan tertentu: kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1 ms. Penyerakan kuasa maksimum ialah 75 mW. Untuk memastikan operasi yang boleh dipercayai pada suhu yang lebih tinggi, faktor penyahkadar 0.4 mA/°C digunakan secara linear dari 50°C ke atas. Ini bermakna arus hadapan yang dibenarkan berkurangan apabila suhu meningkat melebihi 50°C.

Peranti boleh menahan voltan songsang sehingga 5 V. Julat suhu operasi dan penyimpanan ditetapkan dari -55°C hingga +85°C, menunjukkan kesesuaian untuk pelbagai keadaan persekitaran. Untuk pateri, LED boleh menahan pateri gelombang pada 260°C selama 5 saat, reflow inframerah pada 260°C selama 5 saat, dan reflow fasa wap pada 215°C selama 3 minit. Mematuhi had ini adalah penting untuk mengekalkan integriti peranti semasa proses pemasangan.

3. Ciri-ciri Elektro-Optik

Ciri-ciri elektro-optik diukur pada Ta=25°C dan arus operasi (IF) 20 mA, iaitu keadaan ujian piawai. Keamatan bercahaya (Iv), ukuran kecerahan yang dirasakan, mempunyai nilai tipikal 54.0 millicandelas (mcd) dengan minimum 18.0 mcd. Sudut pandangan (2θ1/2), ditakrifkan sebagai sudut penuh di mana keamatan jatuh kepada separuh nilai paksi, ialah 130 darjah, memberikan corak pancaran yang sangat luas sesuai untuk lampu latar.

Panjang gelombang pancaran puncak (λP) ialah 639 nanometer (nm), meletakkannya dalam kawasan merah spektrum cahaya nampak. Panjang gelombang dominan (λd), yang menentukan warna yang dirasakan, ialah 631 nm. Separuh lebar garisan spektrum (Δλ) ialah 20 nm, menunjukkan ketulenan spektrum cahaya yang dipancarkan. Voltan hadapan (VF) biasanya berukuran 2.4 V dengan maksimum 2.4 V pada 20 mA. Arus songsang (IR) adalah maksimum 10 mikroampere (μA) pada voltan songsang (VR) 5 V. Kapasitans peranti (C) ialah 40 picofarad (pF) diukur pada sifar pincang dan frekuensi 1 MHz.

4. Sistem Binning

Keamatan bercahaya LED dikategorikan kepada bin untuk memastikan konsistensi kecerahan untuk aplikasi pengeluaran. Binning adalah berdasarkan nilai keamatan bercahaya minimum dan maksimum yang diukur pada 20 mA. Kod bin dan julat sepadannya adalah seperti berikut: 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), dan Bin R (112.0-180.0 mcd). Toleransi +/- 15% digunakan pada setiap bin keamatan. Sistem ini membolehkan pereka memilih LED dengan jaminan julat kecerahan untuk aplikasi khusus mereka, memastikan pencahayaan seragam apabila berbilang LED digunakan.

5. Panduan Pateri dan Pemasangan

5.1 Profil Pateri Reflow

Datasheet menyediakan profil reflow inframerah (IR) yang dicadangkan untuk kedua-dua proses pateri standard (timah-plumbum) dan bebas plumbum (Pb-free). Untuk proses bebas plumbum, yang biasanya menggunakan pes pateri SnAgCu, profil mesti kekal di antara garis pemasangan dan garis rintangan haba komponen. Pematuhan kepada profil suhu-masa ini adalah kritikal untuk mengelakkan kerosakan haba pada pakej LED, seperti pengelupasan atau retak, sambil memastikan pembentukan sendi pateri yang betul.

5.2 Pembersihan

Membersihkan LED selepas pateri memerlukan berhati-hati. Cecair kimia yang tidak ditentukan tidak boleh digunakan kerana ia mungkin merosakkan pakej plastik. Jika pembersihan diperlukan, adalah disyorkan untuk merendam LED dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu bilik normal selama kurang daripada satu minit. Pendedahan berpanjangan atau penggunaan pelarut agresif boleh merosakkan bahan kanta atau pengkapsulan epoksi.

5.3 Penyimpanan dan Pengendalian

Untuk penyimpanan jangka panjang, LED harus disimpan dalam persekitaran tidak melebihi 30°C dan 70% kelembapan relatif. Jika dikeluarkan dari pembungkusan penghalang kelembapan asal, LED harus menjalani pateri reflow IR dalam tempoh satu minggu. Untuk penyimpanan melebihi satu minggu di luar pembungkusan asal, ia harus diletakkan dalam bekas tertutup dengan bahan pengering atau dalam persekitaran nitrogen. LED yang disimpan dengan cara ini selama lebih daripada seminggu mesti dibakar pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 24 jam sebelum pemasangan untuk membuang kelembapan yang diserap dan mengelakkan "popcorning" semasa reflow.

6. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

LED dibekalkan dalam format pita-dan-gegelung yang serasi dengan pemasangan automatik. Lebar pita ialah 8mm, dan ia dililit pada gegelung diameter piawai 7 inci (178mm). Setiap gegelung mengandungi 3000 keping. Untuk kuantiti kurang daripada gegelung penuh, kuantiti pembungkusan minimum 500 keping ditetapkan untuk baki. Pembungkusan mengikut spesifikasi ANSI/EIA 481-1-A-1994. Poket komponen kosong pada pita dimeterai dengan pita penutup atas. Bilangan maksimum komponen hilang berturut-turut (poket kosong) yang dibenarkan ialah dua, memastikan kebolehpercayaan suapan dalam mesin automatik. Lukisan dimensi terperinci untuk pita, gegelung, dan susunan pad pateri yang dicadangkan pada PCB disediakan untuk membantu dalam reka bentuk PCB dan persediaan proses pemasangan.

7. Nota Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

7.1 Reka Bentuk Litar Pemacu

LED adalah peranti beroperasi arus. Untuk memastikan kecerahan seragam apabila memacu berbilang LED secara selari, adalah sangat disyorkan untuk menggunakan perintang pembatas arus secara bersiri dengan setiap LED (Model Litar A). Memacu LED secara langsung secara selari tanpa perintang individu (Model Litar B) tidak dinasihatkan. Variasi kecil dalam ciri voltan hadapan (VF) antara LED individu boleh menyebabkan ketidakseimbangan arus yang ketara, membawa kepada perbezaan ketara dalam kecerahan dan berpotensi memberi tekanan berlebihan pada sesetengah peranti.

7.2 Perlindungan Nyahcas Elektrostatik (ESD)

LED adalah sensitif kepada nyahcas elektrostatik (ESD) dan lonjakan kuasa, yang boleh menyebabkan kerosakan serta-merta atau pendam. Untuk mengelakkan kerosakan ESD, prosedur pengendalian yang betul mesti diikuti: Kakitangan harus menggunakan gelang pergelangan tangan konduktif atau sarung tangan anti-statik. Semua peralatan, meja kerja, dan rak penyimpanan mesti dibumikan dengan betul. Pengion (penghembus ion) boleh digunakan untuk meneutralkan cas statik yang mungkin terkumpul pada kanta plastik akibat geseran semasa pengendalian. LED yang rosak ESD mungkin menunjukkan tingkah laku tidak normal seperti pengeluaran cahaya berkurangan, arus bocor meningkat, atau kegagalan lengkap.

7.3 Skop Aplikasi dan Kebolehpercayaan

LED ini bertujuan untuk digunakan dalam peralatan elektronik biasa, termasuk peralatan pejabat, peranti komunikasi, dan perkakas rumah. Untuk aplikasi yang memerlukan kebolehpercayaan luar biasa di mana kegagalan boleh membahayakan nyawa atau kesihatan—seperti dalam penerbangan, pengangkutan, sistem perubatan, atau peranti keselamatan—perundingan dan kelayakan tambahan diperlukan sebelum digunakan.

8. Keluk Prestasi dan Ciri-ciri Tipikal

Datasheet merujuk kepada keluk prestasi tipikal yang mewakili hubungan antara pelbagai parameter secara grafik. Keluk ini, biasanya diplotkan terhadap arus hadapan atau suhu ambien, termasuk voltan hadapan (VF) vs. arus hadapan (IF), keamatan bercahaya (Iv) vs. arus hadapan (IF), dan keamatan bercahaya vs. suhu ambien. Menganalisis keluk ini membantu pereka memahami tingkah laku peranti di bawah keadaan operasi yang berbeza. Sebagai contoh, keamatan bercahaya biasanya berkurangan apabila suhu ambien meningkat, yang mesti diambil kira dalam pengurusan haba. Voltan hadapan mempunyai pekali suhu negatif, bermakna ia berkurangan sedikit apabila suhu simpang meningkat.

9. Perbandingan Teknikal dan Kelebihan

Penggunaan teknologi AlInGaP untuk cip merah menawarkan kelebihan berbeza berbanding teknologi lama seperti GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide). LED AlInGaP secara amnya memberikan kecekapan bercahaya yang lebih tinggi, kestabilan suhu yang lebih baik, dan jangka hayat operasi yang lebih panjang. Geometri pakej pandangan sisi adalah pembeza utama, membolehkan pancaran cahaya selari dengan satah pemasangan. Ini adalah penting untuk sistem lampu latar tepi yang biasa terdapat dalam paparan LCD untuk elektronik pengguna, papan pemuka automotif, dan panel industri, di mana ruang menegak adalah sangat terhad. Sudut pandangan luas 130 darjah memastikan penyebaran cahaya dan keseragaman yang baik merentasi kawasan lampu latar.

10. Soalan Lazim (FAQ)

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

J: Panjang gelombang puncak (λP) ialah panjang gelombang di mana kuasa output optik adalah maksimum. Panjang gelombang dominan (λd) diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE dan mewakili panjang gelombang tunggal yang paling sesuai dengan warna cahaya yang dirasakan. Untuk LED monokromatik seperti merah ini, mereka sering hampir tetapi tidak sama.

S: Bolehkah saya memacu LED ini pada arus DC maksimum 30mA secara berterusan?

J: Walaupun mungkin, ia tidak disyorkan untuk jangka hayat dan kebolehpercayaan optimum melainkan diperlukan untuk aplikasi. Beroperasi pada keadaan tipikal 20mA atau lebih rendah akan mengurangkan tekanan haba dan meningkatkan jangka hayat. Sentiasa pertimbangkan penyahkadaran di atas suhu ambien 50°C.

S: Mengapakah perintang bersiri diperlukan untuk setiap LED secara selari?

J: Voltan hadapan (VF) LED mempunyai toleransi pembuatan. Tanpa perintang individu, LED dengan VF yang sedikit lebih rendah akan menarik arus yang tidak seimbang, membawa kepada ketidakpadanan kecerahan dan potensi kegagalan arus berlebihan. Perintang bertindak sebagai pengatur arus mudah dan berkesan untuk setiap LED.

S: Adakah pembakaran sentiasa diperlukan sebelum pateri?

J: Pembakaran hanya diperlukan jika LED telah dikeluarkan dari pembungkusan penghalang kelembapan asal dan disimpan dalam persekitaran tidak terkawal selama lebih daripada satu minggu. Proses ini membuang kelembapan yang diserap untuk mengelakkan kerosakan tekanan wap semasa proses pateri reflow suhu tinggi.

11. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Pertimbangkan mereka bentuk lampu latar untuk paparan LCD monokrom kecil dalam peranti perubatan mudah alih. Paparan memerlukan lampu latar merah yang sekata untuk kebolehbacaan waktu malam. LTST-S110KRKT dipilih untuk profil pancaran sisinya, sesuai dengan bezel nipis. Empat LED diletakkan di sepanjang satu tepi plat pandu cahaya. Berdasarkan kecerahan yang diperlukan dan kecekapan pandu cahaya, pereka memilih LED dari Bin N (28-45 mcd) untuk memastikan keamatan yang mencukupi. Pemacu arus malar digunakan, dengan setiap LED mempunyai perintang bersiri 100-ohm sendiri yang dikira untuk arus pemacu 20mA daripada bekalan 5V. Susun atur PCB mengikut dimensi pad yang dicadangkan untuk memastikan pateri dan penjajaran yang betul. Semasa pemasangan, langkah berjaga-jaga ESD dipatuhi dengan ketat, dan profil reflow bebas plumbum yang disyorkan digunakan. Produk akhir mencapai pencahayaan seragam dengan penggunaan kuasa rendah dan kebolehpercayaan tinggi.

12. Prinsip Operasi

LED ialah diod simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan hadapan dikenakan, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau simpang. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, tenaga dibebaskan dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang khusus (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh jurang jalur tenaga bahan semikonduktor. Sistem bahan AlInGaP yang digunakan dalam LED ini mempunyai jurang jalur yang sepadan dengan cahaya merah. Pakej pandangan sisi menggabungkan kanta plastik acuan yang membentuk cahaya yang dipancarkan, mengarahkannya secara melintang dari permukaan atas komponen.

13. Trend Teknologi

Trend umum dalam teknologi LED adalah ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih banyak lumen per watt), pembiakan warna yang lebih baik, dan kebolehpercayaan yang lebih besar. Untuk aplikasi penunjuk dan lampu latar, peminiaturan berterusan, dengan saiz pakej yang lebih kecil menjadi piawai. Terdapat juga fokus untuk meningkatkan keserasian dengan proses pateri suhu rendah maju untuk menampung substrat sensitif haba. Tambahan pula, dorongan untuk kecerahan yang lebih tinggi dalam pakej yang lebih kecil mendorong kemajuan dalam reka bentuk cip dan pengurusan haba dalam pakej itu sendiri. Format LED pandangan sisi kekal kritikal untuk reka bentuk paparan ultra-nipis dalam elektronik mudah alih dan boleh pakai.