Spesifikasi Teknikal LED SMD Oren LTST-S220KFKT - Cip AlInGaP - 20mA - 90mcd - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTST-S220KFKT ialah LED Peranti Permukaan-Pasang (SMD) pandangan sisi yang berkelipan tinggi. Ia menggunakan cip semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida), yang terkenal dengan penghasilan cahaya oren yang cekap dan terang. Komponen ini direka untuk proses pemasangan automatik dan serasi dengan teknik pematerian reflow inframerah piawai, menjadikannya sesuai untuk pembuatan volum tinggi. Aplikasi utamanya adalah sebagai lampu penunjuk atau sumber cahaya latar dalam pelbagai peranti elektronik di mana ruang adalah terhad dan profil pancaran sisi adalah menguntungkan.

1.1 Kelebihan Teras

• Kecerahan Tinggi:Teknologi AlInGaP memberikan keamatan pencahayaan yang tinggi, dengan nilai tipikal 90 milikandela (mcd) pada arus hadapan 20mA.
• Sudut Pandangan Luas:Mempunyai sudut pandangan 130 darjah (2θ1/2), memastikan keterlihatan yang baik dari pelbagai perspektif.
• Mesra Automasi:Dibekalkan pada pita 8mm yang dipasang pada gegelung 7 inci, serasi dengan peralatan pick-and-place automatik untuk pemasangan PCB yang cekap.
• Pembinaan Teguh:Direka untuk menahan profil pematerian reflow inframerah bebas plumbum (Pb-free) piawai, dengan toleransi suhu puncak 260°C selama 10 saat.
• Pematuhan:Produk ini mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya).

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Bahagian ini memberikan pecahan terperinci parameter elektrik, optik dan haba utama yang menentukan prestasi dan had operasi LED.

2.1 Rating Maksimum Mutlak

Rating ini menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Pengendalian di bawah atau pada had ini untuk tempoh yang lama tidak disyorkan.

• Pelesapan Kuasa (Pd):75 mW. Ini adalah jumlah kuasa maksimum yang boleh dipancarkan dengan selamat oleh pakej LED sebagai haba.
• Arus Hadapan Puncak (IFP):80 mA. Ini adalah arus berdenyut maksimum yang dibenarkan, biasanya ditentukan di bawah keadaan seperti kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1ms. Ia digunakan untuk kilatan intensiti tinggi yang singkat.
• Arus Hadapan Berterusan (IF):30 mA DC. Ini adalah arus keadaan mantap maksimum untuk operasi berterusan.
• Voltan Songsang (VR):5 V. Melebihi voltan ini dalam pincang songsang boleh merosakkan simpang PN LED.
• Julat Suhu Operasi (Topr):-30°C hingga +85°C. Julat suhu ambien di mana LED direka untuk berfungsi dengan betul.
• Julat Suhu Penyimpanan (Tstg):-40°C hingga +85°C. Julat suhu untuk penyimpanan selamat apabila peranti tidak dikuasakan.

2.2 Ciri Elektro-Optik

Diukur pada suhu ambien piawai 25°C, parameter ini menentukan prestasi tipikal LED di bawah keadaan operasi biasa.

• Keamatan Pencahayaan (Iv):Julat dari minimum 45.0 mcd hingga tipikal 90.0 mcd pada IF=20mA. Ini mengukur kecerahan output cahaya yang dilihat oleh mata manusia.
• Voltan Hadapan (VF):Biasanya 2.4V, dengan maksimum 2.4V pada IF=20mA. Ini adalah susutan voltan merentasi LED apabila ia mengalirkan arus.
• Panjang Gelombang Puncak (λP):611 nm. Ini adalah panjang gelombang di mana output kuasa optik berada pada maksimum. Untuk LED oren ini, ia jatuh dalam bahagian spektrum oren-merah.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):605 nm. Ini diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE dan mewakili panjang gelombang tunggal yang paling menggambarkan warna cahaya yang dilihat.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):17 nm. Ini menunjukkan ketulenan spektrum; nilai yang lebih kecil bermaksud output cahaya yang lebih monokromatik (warna tulen).
• Arus Songsang (IR):10 μA maksimum pada VR=5V. Ini adalah arus bocor kecil yang mengalir apabila LED dipincang songsang dalam rating maksimumnya.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi kecerahan merentasi kumpulan pengeluaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan keamatan pencahayaan yang diukur. LTST-S220KFKT menggunakan sistem binning dengan kod dan julat berikut, diukur pada 20mA. Toleransi untuk setiap bin keintensiti adalah +/-15%.

• Kod Bin P:45.0 - 71.0 mcd
• Kod Bin Q:71.0 - 112.0 mcd
• Kod Bin R:112.0 - 180.0 mcd
• Kod Bin S:180.0 - 280.0 mcd

Ini membolehkan pereka memilih LED dari bin tertentu untuk aplikasi yang memerlukan tahap kecerahan yang seragam.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun keluk grafik khusus dirujuk dalam datasheet, implikasinya adalah kritikal untuk reka bentuk.

4.1 Arus vs. Keamatan Pencahayaan (Keluk I-Iv)

Output cahaya (keamatan pencahayaan) LED adalah berkadar terus dengan arus hadapan yang mengalir melaluinya, sehingga satu titik. Mengendalikan di atas arus berterusan yang disyorkan (30mA) boleh membawa kepada haba berlebihan, jangka hayat berkurangan dan anjakan warna. Rating arus berdenyut (80mA) membenarkan letupan kecerahan yang lebih tinggi tanpa kerosakan haba.

4.2 Kebergantungan Suhu

Prestasi LED adalah sensitif kepada suhu. Apabila suhu simpang meningkat:

• Keamatan Pencahayaan Menurun:Output cahaya biasanya turun. Spesifikasi datasheet adalah pada 25°C; pada suhu operasi yang lebih tinggi, output akan lebih rendah.
• Voltan Hadapan Menurun:VF mempunyai pekali suhu negatif.
• Panjang Gelombang Beranjak:Panjang gelombang puncak dan dominan mungkin beranjak sedikit, berpotensi menjejaskan warna yang dilihat.

Pengurusan haba yang betul (cth., kawasan kuprum PCB yang mencukupi untuk penyingkiran haba) adalah penting untuk mengekalkan prestasi dan kebolehpercayaan.

4.3 Taburan Spektrum

Keluk spektrum menunjukkan keamatan cahaya merentasi panjang gelombang yang berbeza. Puncak pada 611nm dan separuh lebar 17nm mengesahkan ini adalah LED oren dengan lebar jalur spektrum yang agak sempit, memberikan warna yang tepu.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

LED mempunyai reka bentuk pakej pandangan sisi, bermaksud pancaran cahaya utama adalah dari sisi komponen dan bukan dari atas. Ini adalah ideal untuk aplikasi pencahayaan tepi.

5.1 Dimensi Pakej dan Polarity

Komponen mengikut garis besar pakej piawai EIA. Toleransi dimensi utama biasanya ±0.10mm. Katod (terminal negatif) biasanya ditunjukkan oleh tanda pada pakej, seperti takuk, titik atau kaki yang dipangkas. Datasheet termasuk lukisan dimensi terperinci dengan susun atur pad pateri yang dicadangkan untuk memastikan penjajaran yang betul dan pembentukan sambungan pateri semasa reflow.

5.2 Reka Bentuk Pad Pateri yang Dicadangkan

Corak land yang disyorkan (jejak pad pateri) disediakan untuk memudahkan hasil pematerian yang baik dan kestabilan mekanikal. Mengikuti reka bentuk ini membantu mengelakkan isu seperti tombstoning (satu hujung terangkat dari pad) atau sambungan pateri yang tidak mencukupi.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Reflow

LED adalah serasi dengan proses reflow inframerah bebas plumbum (Pb-free). Profil yang dicadangkan disediakan, mematuhi piawaian JEDEC. Parameter utama termasuk:

• Pemanasan Awal:150-200°C sehingga 120 saat untuk memanaskan papan secara beransur-ansur dan mengaktifkan fluks pes pateri.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C.
• Masa Di Atas Likuidus (TAL):Masa sambungan pateri berada di atas takat lebur harus mencukupi untuk pembasahan yang betul tetapi tidak berlebihan untuk mengelakkan tekanan haba pada LED. Profil mencadangkan masa suhu puncak maksimum 10 saat.

Komponen boleh menahan proses reflow ini maksimum dua kali.

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan, gunakan besi terkawal suhu ditetapkan kepada maksimum 300°C. Hadkan masa sentuhan kepada 3 saat setiap sambungan, dan pateri hanya sekali untuk mengelakkan kerosakan haba pada pakej plastik dan ikatan wayar dalaman.

6.3 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pateri diperlukan, gunakan hanya pelarut yang ditentukan. Merendam LED dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu bilik selama kurang daripada satu minit boleh diterima. Elakkan menggunakan bahan kimia agresif atau tidak ditentukan yang boleh merosakkan kanta plastik atau pakej.

6.4 Penyimpanan dan Pengendalian

• Langkah Berjaga-jaga ESD:LED adalah sensitif kepada nyahcas elektrostatik (ESD). Gunakan tali pergelangan tangan, tikar anti-statik dan peralatan dibumikan dengan betul semasa pengendalian.
• Kepekaan Kelembapan:Walaupun datasheet menunjukkan pakej dimeterai, langkah berjaga-jaga MSL (Tahap Kepekaan Kelembapan) piawai terpakai untuk komponen SMD selepas pembungkusan asal dibuka. Jika terdedah kepada kelembapan ambien, pembakaran (cth., 60°C selama 20 jam) mungkin diperlukan sebelum reflow untuk mengelakkan "popcorning" (retak pakej akibat tekanan wap semasa pemanasan).
• Keadaan Penyimpanan:Untuk pakej yang dibuka, simpan pada ≤30°C dan ≤60% kelembapan relatif. Penggunaan dalam tempoh satu minggu adalah disyorkan untuk hasil terbaik.

7. Pembungkusan dan Maklumat Pesanan

Format pembungkusan piawai adalah penting untuk pemasangan automatik.

• Pita dan Gegelung:Komponen diletakkan dalam pita pembawa timbul lebar 8mm.
• Saiz Gegelung:7 inci diameter.
• Kuantiti per Gegelung:4000 keping.
• Nota Pembungkusan:Poket kosong dimeterai dengan pita penutup. Bilangan maksimum komponen hilang berturut-turut adalah dua. Kuantiti pesanan minimum untuk baki adalah 500 keping. Pembungkusan mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481.

8. Nota Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Litar Aplikasi Biasa

LED adalah peranti didorong arus. Untuk memastikan kecerahan dan jangka hayat yang konsisten, ia mesti didorong dengan arus malar atau dengan perintang pembatas arus secara bersiri apabila menggunakan sumber voltan.

Contoh Pengiraan untuk Perintang Bersiri (menggunakan bekalan 5V dan VF tipikal=2.4V, IF=20mA):
Nilai Perintang, R = (Vsupply - VF) / IF = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ohm.
Rating Kuasa Perintang, P = (Vsupply - VF) * IF = (2.6V) * 0.020A = 0.052W. Perintang piawai 1/8W (0.125W) atau 1/10W adalah mencukupi.

Untuk pelbagai LED, menyambungkannya secara bersiri (jika voltan bekalan cukup tinggi) adalah lebih baik daripada sambungan selari, kerana ia memastikan arus yang sama melalui setiap LED, menggalakkan kecerahan yang seragam.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pengurusan Haba:Pastikan susun atur PCB menyediakan pelepasan haba yang mencukupi, terutamanya jika beroperasi berhampiran rating arus maksimum. Menyambungkan pad haba (jika ada) ke satah bumi boleh membantu menyingkirkan haba.
• Pembatasan Arus:Jangan sekali-kali menyambungkan LED terus ke sumber voltan tanpa mekanisme pembatasan arus.
• Perlindungan Voltan Songsang:Elakkan menggunakan pincang songsang. Dalam litar di mana voltan songsang mungkin (cth., gandingan AC), pertimbangkan untuk menambah diod perlindungan secara selari dengan LED (katod-ke-katod, anod-ke-anod).

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

LTST-S220KFKT membezakannya melalui gabungan teknologi AlInGaP dan pakej pandangan sisi. Berbanding dengan LED GaAsP atau GaP yang lebih lama, AlInGaP menawarkan kecekapan dan kecerahan yang jauh lebih tinggi untuk warna oren/merah. Faktor bentuk pandangan sisi memberikan fleksibiliti reka bentuk untuk aplikasi di mana cahaya perlu diarahkan secara melintang merentasi permukaan, seperti dalam pencahayaan latar butang, penunjuk status di tepi peranti, atau pandu cahaya.

10. Soalan Lazim (FAQ)

10.1 Apakah perbezaan antara panjang gelombang puncak dan panjang gelombang dominan?

Panjang gelombang puncak (λP) adalah panjang gelombang fizikal di mana LED memancarkan kuasa optik paling banyak. Panjang gelombang dominan (λd) adalah nilai yang dikira berdasarkan persepsi warna manusia (carta CIE) yang paling mewakili warna yang kita lihat. Ia sering hampir tetapi tidak sama.

10.2 Bolehkah saya mengendalikan LED ini dengan bekalan 3.3V?

Ya. Menggunakan VF tipikal 2.4V pada 20mA, perintang bersiri akan dikira sebagai R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 Ohm. Pastikan rating kuasa perintang mencukupi (0.9V * 0.02A = 0.018W).

10.3 Mengapa terdapat rating arus puncak yang jauh lebih tinggi daripada arus berterusan?

Rating arus puncak (80mA) adalah untuk denyutan yang sangat singkat (0.1ms). Ini membolehkan LED menghasilkan kilatan yang jauh lebih terang untuk tujuan isyarat tanpa suhu simpang meningkat ke tahap merosakkan, kerana tidak cukup masa untuk haba terkumpul. Untuk pencahayaan malar, arus berterusan (30mA) tidak boleh dilebihi.

10.4 Bagaimana saya mentafsir kod bin?

Kod bin (cth., P, Q, R, S) pada label gegelung atau pembungkusan menunjukkan julat keamatan pencahayaan LED di dalamnya. Memilih dari satu bin memastikan kecerahan yang konsisten dalam produk anda. Sebagai contoh, LED Bin S akan jauh lebih terang daripada LED Bin P apabila didorong pada arus yang sama.

11. Contoh Aplikasi Praktikal

Senario: Mereka bentuk penunjuk bateri rendah untuk peranti mudah alih.
LTST-S220KFKT adalah pilihan yang sangat baik. Warna orennya adalah penunjuk amaran biasa. Pakej pandangan sisi membolehkannya dipasang di tepi PCB, mengarahkan cahaya ke arah tingkap lutsinar pada sarung peranti. Didorong pada 15-20mA melalui pin GPIO dan perintang bersiri dari rel 3.3V peranti, ia memberikan isyarat yang jelas dan terang. Sudut pandangan luas 130 darjah memastikan penunjuk kelihatan walaupun peranti dilihat dari sudut. Keserasiannya dengan pematerian reflow membolehkannya dipasang bersama semua komponen SMD lain dalam satu laluan, mengurangkan kos pembuatan.

12. Prinsip Pengendalian

LED adalah diod semikonduktor. Apabila voltan hadapan melebihi voltan jurang jalurnya dikenakan, elektron dan lubang bergabung semula di rantau aktif (cip AlInGaP dalam kes ini). Penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi bahan khusus semikonduktor (AlInGaP) menentukan tenaga jurang jalur, yang seterusnya menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, oren. Pakej pandangan sisi menggabungkan kanta plastik acuan yang membentuk dan mengarahkan cahaya yang dipancarkan dari cip ke sisi.

13. Trend Teknologi

Penggunaan bahan AlInGaP mewakili teknologi yang mantap dan matang untuk menghasilkan LED merah, oren dan kuning yang berkecekapan tinggi. Pembangunan berterusan dalam industri LED yang lebih luas memberi tumpuan kepada peningkatan kecekapan (lumen per watt), penambahbaikan pemulihan warna, dan membolehkan ketumpatan kuasa yang lebih tinggi. Untuk LED jenis penunjuk seperti LTST-S220KFKT, trend termasuk peminiaturan lanjut, pembangunan sudut pandangan yang lebih luas, dan keserasian yang dipertingkatkan dengan proses pemasangan yang menuntut. Dorongan ke arah automasi dan kebolehpercayaan yang lebih tinggi dalam pembuatan elektronik terus menjadikan LED SMD yang teguh dan boleh dipateri reflow sebagai pilihan piawai berbanding komponen melalui lubang.