Dokumen Teknikal LTST-S110TGKT - LED SMD Pandang Sisi - Dimensi Pakej - Voltan Hadapan 3.2V - Keamatan Pencahayaan sehingga 450mcd - Hijau 530nm

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal komprehensif untuk LED peranti permukaan-pasang (SMD) pandang sisi. Komponen ini direka untuk aplikasi yang memerlukan sudut pandangan yang luas dan kecerahan tinggi daripada pakej pancaran sisi yang padat. Ia menggunakan cip semikonduktor InGaN (Indium Gallium Nitride) untuk menghasilkan cahaya hijau, menawarkan keseimbangan kecekapan dan prestasi yang sesuai untuk pemasangan elektronik moden.

LED ini dibungkus pada pita 8mm yang dililit pada gegelung berdiameter 7 inci, menjadikannya serasi sepenuhnya dengan peralatan pick-and-place automatik berkelajuan tinggi yang digunakan dalam pembuatan pukal. Reka bentuknya mematuhi pembungkusan piawai EIA (Electronic Industries Alliance), memastikan keserasian yang luas dalam industri.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan maksimum mutlak menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Nilai-nilai ini dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C dan tidak boleh dilampaui di bawah sebarang keadaan operasi.

• Pelesapan Kuasa (Pd):76 mW. Ini adalah jumlah kuasa maksimum yang boleh dipancarkan oleh pakej LED sebagai haba tanpa melebihi had termanya.
• Arus Hadapan Puncak (IFP):100 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 cip.
• Arus Hadapan DC (IF):20 mA. Ini adalah arus hadapan berterusan maksimum yang disyorkan untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai.
• Julat Suhu Operasi:-20°C hingga +80°C. Peranti ini dijamin berfungsi dalam julat suhu ambien ini.
• Julat Suhu Penyimpanan:-30°C hingga +100°C. Peranti ini boleh disimpan tanpa degradasi dalam had ini.
• Keadaan Pematerian Reflow Inframerah:Suhu puncak 260°C untuk maksimum 10 saat. Ini mentakrifkan toleransi profil terma untuk proses pemasangan pateri bebas plumbum (Pb-free).

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik

Ciri-ciri operasi biasa diukur pada Ta=25°C dengan arus hadapan (IF) 20 mA, melainkan dinyatakan sebaliknya. Parameter ini mentakrifkan prestasi yang dijangkakan di bawah penggunaan biasa.

• Keamatan Pencahayaan (Iv):Julat dari minimum 71.0 mcd hingga maksimum 450.0 mcd. Keamatan diukur menggunakan sensor yang ditapis untuk sepadan dengan keluk tindak balas fotopik (mata manusia) CIE. Nilai sebenar untuk unit tertentu bergantung pada kod binnya (lihat Seksyen 3).
• Sudut Pandangan (2θ1/2):130 darjah. Ini adalah sudut penuh di mana keamatan pencahayaan jatuh kepada separuh daripada nilainya pada paksi tengah (0°). Sudut pandangan yang luas 130° menjadikan LED ini sesuai untuk aplikasi lampu latar dan penunjuk di mana cahaya perlu kelihatan dari sisi.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λP):530 nm. Ini adalah panjang gelombang di mana keluaran kuasa spektrum LED berada pada tahap maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):525 nm. Ini diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE dan mewakili panjang gelombang tunggal yang paling menggambarkan warna cahaya yang dipancarkan seperti yang dilihat. Ia adalah perwakilan warna yang lebih tepat berbanding panjang gelombang puncak.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):35 nm. Parameter ini menunjukkan ketulenan spektrum atau lebar jalur cahaya yang dipancarkan, diukur sebagai lebar penuh pada separuh maksimum (FWHM) spektrum pancaran.
• Voltan Hadapan (VF):Biasanya 3.20 V, dengan julat dari 2.80 V (Min) hingga 3.60 V (Maks) pada IF=20mA. Ini adalah susut voltan merentasi LED semasa beroperasi.
• Arus Songsang (IR):10 μA (Maks) apabila voltan songsang (VR) 5V dikenakan. Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa LED ini tidak direka untuk beroperasi dalam pincang songsang; keadaan ujian ini adalah untuk pencirian arus bocor sahaja.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran pukal, LED disusun ke dalam bin prestasi berdasarkan parameter utama. Ini membolehkan pereka memilih bahagian yang memenuhi keperluan khusus untuk warna, kecerahan, dan voltan.

3.1 Binning Voltan Hadapan

Unit dikategorikan mengikut voltan hadapan (VF) mereka pada 20mA. Toleransi dalam setiap bin adalah +/-0.1V.

• Bin D7:VF = 2.80V - 3.00V
• Bin D8:VF = 3.00V - 3.20V
• Bin D9:VF = 3.20V - 3.40V
• Bin D10:VF = 3.40V - 3.60V

3.2 Binning Keamatan Pencahayaan

Unit disusun mengikut keamatan pencahayaan (Iv) mereka pada 20mA. Toleransi dalam setiap bin adalah +/-15%.

• Bin Q:Iv = 71.0 mcd - 112.0 mcd
• Bin R:Iv = 112.0 mcd - 180.0 mcd
• Bin S:Iv = 180.0 mcd - 280.0 mcd
• Bin T:Iv = 280.0 mcd - 450.0 mcd

3.3 Binning Panjang Gelombang Dominan

Unit dikategorikan mengikut panjang gelombang dominan (λd) mereka pada 20mA. Toleransi dalam setiap bin adalah +/-1nm, memastikan konsistensi warna yang ketat.

• Bin AP:λd = 520.0 nm - 525.0 nm
• Bin AQ:λd = 525.0 nm - 530.0 nm
• Bin AR:λd = 530.0 nm - 535.0 nm

Memilih dari bin tertentu membolehkan padanan warna yang tepat dan keseragaman kecerahan dalam aplikasi pelbagai LED, seperti paparan atau tatasusunan lampu latar.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun keluk grafik khusus dirujuk dalam datasheet (contohnya, Rajah 1 untuk taburan spektrum, Rajah 5 untuk sudut pandangan), implikasi tipikal mereka dianalisis di sini. Keluk ini adalah penting untuk memahami tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan.

Arus Hadapan vs. Keamatan Pencahayaan (Keluk I-Iv):Keamatan pencahayaan LED adalah berkadar terus dengan arus hadapan, biasanya mengikuti hubungan hampir linear dalam julat operasi yang disyorkan. Melebihi arus DC maksimum bukan sahaja akan meningkatkan kecerahan secara tidak linear tetapi juga menghasilkan haba yang berlebihan, berpotensi mengurangkan jangka hayat dan mengalihkan panjang gelombang dominan.

Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Keluk I-V):Ciri I-V LED adalah eksponen. Peningkatan kecil dalam voltan melebihi voltan hadapan tipikal (contohnya, 3.2V) boleh menyebabkan peningkatan arus yang besar dan berpotensi merosakkan jika tidak dihadkan arus dengan betul oleh litar pemacu atau perintang siri.

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

• Keamatan Pencahayaan berkurang.Suhu yang lebih tinggi menyebabkan kecekapan kuantum dalaman berkurangan, membawa kepada output cahaya yang lebih rendah untuk arus pemacu yang sama.
• Voltan Hadapan berkurang.Jalur tenaga semikonduktor mengecil sedikit dengan suhu, mengurangkan voltan yang diperlukan untuk mencapai arus tertentu.
• Panjang Gelombang Dominan beralih.Biasanya, untuk LED hijau berasaskan InGaN, panjang gelombang mungkin beralih sedikit ke panjang gelombang yang lebih panjang (anjakan merah) apabila suhu meningkat, menjejaskan persepsi warna.

Faktor-faktor ini menekankan kepentingan pengurusan haba yang betul dalam reka bentuk PCB.

5. Maklumat Mekanikal & Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej

LED ini mempunyai pakej SMD pandang sisi. Semua dimensi kritikal, termasuk panjang badan, lebar, ketinggian, dan kedudukan kaki, disediakan dalam lukisan datasheet dengan toleransi umum ±0.10 mm (0.004"). Ketepatan ini memastikan penempatan dan pematerian yang boleh dipercayai oleh mesin automatik.

5.2 Susunan Pad Pematerian & Polarity

Datasheet termasuk jejak pad pematerian yang dicadangkan untuk susun atur PCB. Mematuhi cadangan ini adalah penting untuk mencapai sambungan pateri yang boleh dipercayai dan penjajaran yang betul. Komponen mempunyai tanda polarity (biasanya penunjuk katod pada badan pakej). Orientasi yang betul mesti diperhatikan semasa pemasangan, kerana mengenakan voltan songsang boleh merosakkan LED serta-merta.

5.3 Spesifikasi Pita dan Gegelung

Peranti ini dibekalkan pada pita pembawa timbul dengan pita penutup pelindung, dililit pada gegelung berdiameter 7 inci (178 mm). Kuantiti gegelung piawai ialah 3000 keping. Spesifikasi pita utama termasuk jarak poket, lebar pita, dan dimensi gegelung, yang direka untuk mematuhi piawaian ANSI/EIA-481-1-A untuk peralatan pengendalian automatik.

6. Garis Panduan Pematerian & Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Reflow

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

• Zon Pra-panas:150°C hingga 200°C, dengan masa pra-panas maksimum 120 saat untuk memanaskan papan dan komponen secara beransur-ansur, mengaktifkan fluks dan meminimumkan kejutan terma.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C. Komponen tidak boleh didedahkan kepada suhu melebihi had ini.
• Masa Atas Likuidus (TAL):Masa di mana pateri cair adalah kritikal untuk pembentukan sambungan. Profil mencadangkan maksimum 10 saat pada suhu puncak, dan reflow tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali.

Profil ini berdasarkan piawaian JEDEC dan berfungsi sebagai sasaran generik; profil akhir harus disahkan untuk reka bentuk PCB, pes pateri, dan ciri ketuhar tertentu.

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan, berhati-hati yang melampau mesti diambil:

• Suhu Besi Pateri:Maksimum 300°C.
• Masa Pematerian:Maksimum 3 saat setiap sambungan pateri.
• Kekerapan:Hanya boleh dilakukan sekali untuk mengelakkan tekanan terma pada pakej plastik dan ikatan wayar dalaman.

6.3 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pateri diperlukan, hanya pelarut yang ditentukan harus digunakan untuk mengelakkan kerosakan pada kanta plastik dan pakej LED. Agen pembersih yang disyorkan adalah berasaskan alkohol, seperti etil alkohol atau isopropil alkohol (IPA). LED harus direndam pada suhu bilik biasa selama kurang daripada satu minit. Pembersih kimia yang keras atau tidak ditentukan mesti dielakkan.

6.4 Langkah Berjaga-jaga Nyahcas Elektrostatik (ESD)

LED sensitif kepada nyahcas elektrostatik (ESD) dan lonjakan elektrik. Langkah berjaga-jaga pengendalian adalah wajib:

• Gunakan gelang pergelangan tangan dibumikan atau sarung tangan anti-statik semasa mengendalikan peranti.
• Pastikan semua stesen kerja, peralatan, dan alat dibumikan dengan betul.
• Simpan dan pindahkan komponen dalam pembungkusan perlindungan ESD.

7. Syarat Penyimpanan & Pengendalian

Penyimpanan yang betul adalah penting untuk mengekalkan kebolehpaterian dan kebolehpercayaan peranti, terutamanya untuk pakej SMD sensitif kelembapan.

• Pakej Tertutup:LED dalam beg penghalang kelembapan asal yang belum dibuka (dengan desiccant) harus disimpan pada ≤30°C dan ≤90% kelembapan relatif (RH). Jangka hayat rak yang disyorkan di bawah keadaan ini adalah satu tahun.
• Pakej Dibuka:Sebaik sahaja beg penghalang kelembapan dibuka, persekitaran penyimpanan tidak boleh melebihi 30°C dan 60% RH. Adalah sangat disyorkan untuk menyelesaikan proses pematerian reflow IR dalam tempoh satu minggu selepas pembukaan.
• Penyimpanan Lanjutan (Dibuka):Untuk penyimpanan melebihi satu minggu, komponen harus diletakkan dalam bekas tertutup dengan desiccant baru atau dalam desikator yang disucikan nitrogen.
• Pembakaran:Jika komponen telah terdedah kepada keadaan ambien selama lebih daripada satu minggu, proses pembakaran (lebih kurang 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam) adalah disyorkan sebelum pematerian untuk mengeluarkan kelembapan yang diserap dan mengelakkan "popcorning" (retakan pakej) semasa reflow.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

Profil pancaran pandang sisi dan sudut pandangan yang luas menjadikan LED ini sesuai untuk beberapa aplikasi:

• Penunjuk Status pada Panel Menegak:Sesuai untuk peralatan di mana PCB dipasang berserenjang dengan garis penglihatan pengguna, seperti dalam perkakasan rangkaian, pengadun audio, atau panel kawalan perindustrian.
• Lampu Latar Pencahayaan Tepi:Boleh digunakan untuk menerangi pandu cahaya dalam paparan kecil, papan kekunci, atau panel hiasan dari sisi, mencipta cahaya seragam.
• Elektronik Pengguna:Lampu penunjuk dalam telefon pintar, tablet, komputer riba, konsol permainan, dan perkakas rumah.
• Pencahayaan Dalaman Automotif:Untuk lampu status dalaman bukan kritikal, dengan syarat keperluan suhu operasi dan kebolehpercayaan dipenuhi.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Had Semasa:Sentiasa kendalikan LED dengan sumber arus malar atau perintang had semasa secara bersiri. Nilai perintang boleh dikira menggunakan formula: R = (Vsupply - VF) / IF, di mana VF adalah voltan hadapan tipikal atau maksimum dari datasheet untuk memastikan operasi selamat di bawah semua keadaan.
• Pengurusan Haba:Walaupun pelesapan kuasa adalah rendah (76 mW), memastikan kawasan kuprum yang mencukupi di sekitar pad pateri pada PCB membantu menyebarkan haba, mengekalkan prestasi dan jangka hayat LED, terutamanya dalam suhu ambien tinggi atau ruang tertutup.
• Reka Bentuk Optik:Pertimbangkan sudut pandangan 130° semasa mereka bentuk paip cahaya, kanta, atau penyebar untuk menangkap dan mengarahkan cahaya yang dipancarkan dengan berkesan.
• Perlindungan ESD:Dalam aplikasi yang terdedah kepada peristiwa ESD, pertimbangkan untuk menambah diod penindasan voltan sementara (TVS) atau litar perlindungan lain pada talian pemacu LED.

9. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED SMD pancaran atas piawai, varian pandang sisi ini menawarkan kelebihan yang berbeza dalam aplikasi di mana ruang papan adalah terhad pada permukaan atas atau di mana cahaya perlu diarahkan secara mendatar. Pembeza utama termasuk:

• Arah Pancaran:Output cahaya utama adalah dari sisi pakej, bukan dari atas.
• Sudut Pandangan Luas:Sudut pandangan 130° biasanya lebih luas daripada banyak LED pancaran atas, menyediakan medan penglihatan yang lebih luas.
• Keserasian:Mengekalkan keserasian penuh dengan proses pemasangan SMD piawai (pematerian reflow, pick-and-place), tidak seperti sesetengah pemancar sisi khusus yang mungkin memerlukan pemasangan manual.
• Teknologi InGaN:Penggunaan InGaN untuk cahaya hijau menawarkan kecekapan yang lebih tinggi dan kestabilan prestasi yang lebih baik berbanding teknologi lama seperti AlInGaP untuk panjang gelombang hijau tertentu.

10. Soalan Lazim (FAQ)

10.1 Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Puncak dan Panjang Gelombang Dominan?

Panjang Gelombang Puncak (λP)adalah panjang gelombang tunggal di mana LED memancarkan kuasa optik paling banyak.Panjang Gelombang Dominan (λd)dikira daripada koordinat warna CIE dan mewakili warna yang dilihat. Untuk LED monokromatik seperti hijau ini, mereka sering hampir, tetapi λd adalah parameter yang lebih relevan untuk spesifikasi warna dalam aplikasi berpusatkan manusia.

10.2 Bolehkah saya mengendalikan LED ini tanpa perintang had semasa?

No.Voltan hadapan LED mempunyai pekali suhu negatif dan berbeza dari unit ke unit (seperti yang ditunjukkan dalam binning). Menyambungkannya terus ke sumber voltan, walaupun yang sepadan dengan VF tipikalnya, akan mengakibatkan aliran arus yang tidak terkawal, berkemungkinan melebihi penarafan maksimum mutlak dan memusnahkan peranti serta-merta. Perintang siri atau pemacu arus malar adalah wajib.

10.3 Mengapa terdapat sistem binning, dan bin mana yang patut saya pilih?

Sistem binning mengambil kira variasi semula jadi dalam pembuatan semikonduktor. Ia membolehkan anda memilih bahagian yang memenuhi keperluan khusus anda:

• Pilihbin Panjang Gelombang Dominan tertentu (AP, AQ, AR)untuk konsistensi warna yang ketat merentasi pelbagai LED dalam paparan.
• Pilih binKeamatan Pencahayaan yang lebih tinggi (S, T)jika kecerahan maksimum adalah keutamaan.
• Pilihbin Voltan Hadapan tertentu (D7-D10)jika mereka bentuk untuk margin voltan bekalan kuasa yang sangat tepat.

Untuk kebanyakan aplikasi umum, menetapkan julat (contohnya, Bin AQ untuk warna, Bin R atau S untuk keamatan) adalah mencukupi dan kos efektif.

10.4 Bagaimana saya mentafsirkan keadaan pematerian "260°C selama 10 saat"?

Ini bermakna semasa proses pematerian reflow, suhu yang diukur pada kaki atau badan pakej LED tidak boleh melebihi 260°C. Tambahan pula, tempoh di mana suhu berada pada atau berhampiran puncak ini (biasanya dalam 5-10°C dari puncak) tidak boleh melebihi 10 saat. Melebihi had ini boleh merosakkan pakej plastik, lekatan die dalaman, atau ikatan wayar.

11. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk penunjuk status untuk peranti perubatan mudah alih. PCB dipasang secara menegak di dalam selongsong nipis. Penunjuk mesti kelihatan jelas dari sudut yang luas dan mempamerkan warna hijau yang konsisten.

Pelaksanaan:

1. Pemilihan Komponen:LED pandang sisi ini dipilih. Untuk memastikan konsistensi warna, reka bentuk menetapkan Bin AQ (Panjang Gelombang Dominan 525-530nm). Untuk kecerahan yang mencukupi, Bin S (180-280 mcd) dipilih.
2. Reka Bentuk Litar:Peranti dikuasakan oleh rel sistem 5V. Perintang siri dikira menggunakan VF maksimum dari datasheet untuk keselamatan: R = (5V - 3.6V) / 0.020A = 70 Ohm. Nilai piawai terdekat 68 Ohm dipilih, menghasilkan arus lebih kurang (5V - 3.2V)/68Ω ≈ 26.5mA, yang sedikit melebihi 20mA tipikal tetapi masih dalam penarafan arus DC maksimum mutlak. MOSFET isyarat kecil boleh ditambah untuk kawalan mikropengawal.
3. Susun Atur PCB:Susun atur pad pematerian yang dicadangkan dari datasheet digunakan. Tuangan kuprum pelepasan haba tambahan ditambah pada pad katod dan anod untuk membantu penyebaran haba tanpa menyukarkan kerja semula tangan.
4. Integrasi Optik:Paip cahaya plastik acuan ringkas direka untuk menyalurkan cahaya yang dipancarkan sisi ke apertur kecil pada panel hadapan peranti. Sudut pandangan 130° LED memastikan gandingan yang cekap ke dalam paip cahaya.
5. Pemasangan:LED disimpan dalam beg tertutup sehingga sebelum digunakan. PCB yang dipasang menjalani pematerian reflow menggunakan profil yang disahkan yang kekal dalam had 260°C selama 10 saat.

Pendekatan ini menghasilkan penunjuk status yang boleh dipercayai, konsisten, dan terang sesuai untuk aplikasi tersebut.

12. Pengenalan Prinsip Teknologi

LED ini berdasarkan teknologi semikonduktor InGaN (Indium Gallium Nitride). Prinsip teras adalah elektroluminesens. Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang p-n semikonduktor, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau aktif (telaga kuantum). Di sana, elektron bergabung semula dengan lubang, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang (warna) khusus cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh tenaga jalur tenaga bahan semikonduktor, yang seterusnya dikawal oleh komposisi tepat aloi InGaN (nisbah Indium kepada Gallium). Kandungan indium yang lebih tinggi secara amnya mengalihkan pancaran ke arah panjang gelombang yang lebih panjang (contohnya, hijau, bukannya biru). Pakej pandang sisi dicapai dengan memasang cip semikonduktor pada sisinya dalam rongga rangka kaki, supaya permukaan pemancar cahaya utamanya menghadap ke luar melalui sisi kanta plastik acuan, bukannya ke atas.

13. Trend & Perkembangan Industri

Pasaran LED SMD terus berkembang dengan beberapa trend yang jelas:

• Peningkatan Kecekapan (lm/W):Peningkatan berterusan dalam sains bahan dan reka bentuk cip menghasilkan lebih banyak output cahaya per unit kuasa elektrik, mengurangkan penggunaan tenaga dan beban terma.
• Pengecilan:Pakej terus mengecil (contohnya, dari 0603 ke 0402 ke 0201 saiz metrik) sambil mengekalkan atau meningkatkan prestasi optik, membolehkan reka bentuk elektronik yang lebih padat dan padat.
• Konsistensi Warna & Binning yang Lebih Baik:Kemajuan dalam pertumbuhan epitaksial dan kawalan pembuatan membawa kepada taburan parameter yang lebih ketat, mengurangkan keperluan untuk binning yang meluas dan meningkatkan hasil.
• Kebolehpercayaan & Jangka Hayat yang Lebih Tinggi:Penambahbaikan dalam bahan pakej (contohnya, plastik suhu tinggi, lekatan die yang kukuh) dan teknologi cip memanjangkan jangka hayat operasi, menjadikan LED sesuai untuk aplikasi automotif, perindustrian, dan perubatan yang lebih menuntut.
• Penyelesaian Bersepadu:Pertumbuhan dalam LED dengan pemacu terbina dalam (IC arus malar), ciri perlindungan (ESD, lonjakan), atau bahkan mikropengawal untuk aplikasi RGB boleh dialamatkan (contohnya, LED jenis WS2812).

Walaupun datasheet khusus ini mewakili produk yang matang dan boleh dipercayai, generasi baharu mungkin akan mencerminkan trend ini dengan metrik prestasi yang lebih baik dan faktor bentuk yang lebih kecil.