LTST-S220KSKT LED SMD Kuning Datasheet - Pakej EIA - Voltan 2.4V - Kuasa 75mW - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTST-S220KSKT ialah diod pemancar cahaya (LED) peranti permukaan-pasang (SMD) yang direka untuk proses pemasangan elektronik moden. Ia tergolong dalam keluarga LED cip pandangan sisi, bermaksud pancaran cahaya utamanya diarahkan selari dengan satah pemasangan papan litar bercetak (PCB). Orientasi ini amat berguna untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan tepi atau penunjuk status yang boleh dilihat dari sisi peranti. LED ini menggunakan bahan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP), yang terkenal dengan penghasilan cahaya berkecekapan tinggi dalam spektrum kuning ke merah. Peranti ini disalut dengan kanta jernih air, yang tidak menyebarkan cahaya, menghasilkan pancaran yang lebih fokus dan sengit sesuai untuk tujuan penunjuk.

Kelebihan teras komponen ini termasuk pematuhannya kepada arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), menjadikannya sesuai untuk pasaran global dengan peraturan alam sekitar yang ketat. Ia mempunyai plumbum bersalut timah untuk kebolehpaterian dan ketahanan kakisan yang lebih baik. Pakejnya distandardkan mengikut spesifikasi EIA (Electronic Industries Alliance), memastikan keserasian dengan pelbagai peralatan pick-and-place automatik yang digunakan dalam pembuatan volum tinggi. Tambahan pula, ia direka untuk menahan proses pematerian reflow inframerah (IR), yang merupakan piawaian untuk memasang sambungan pateri bebas plumbum (Pb-free) dalam teknologi permukaan-pasang.

Pasaran sasaran untuk LED ini termasuk elektronik pengguna, panel kawalan industri, pencahayaan dalaman automotif, instrumentasi, dan sebarang aplikasi yang memerlukan penunjuk status kuning yang terang dan boleh dipercayai yang boleh disepadukan menggunakan talian pemasangan automatik.

2. Tafsiran Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada had ini tidak dijamin. Penarafan maksimum mutlak dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C.

• Pelesapan Kuasa (Pd):75 mW. Ini ialah jumlah maksimum kuasa yang boleh dilesapkan oleh pakej LED sebagai haba tanpa menjejaskan prestasi atau jangka hayatnya. Melebihi had ini berisiko menyebabkan kerosakan terma.
• Arus Hadapan Puncak (IFP):80 mA. Ini ialah arus hadapan segera maksimum yang dibenarkan, biasanya dinyatakan di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms) untuk mengelakkan kenaikan suhu simpang yang berlebihan.
• Arus Hadapan DC (IF):30 mA. Ini ialah arus hadapan berterusan maksimum yang disyorkan untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai. Keadaan operasi biasa untuk menguji ciri optik ialah 20 mA.
• Voltan Songsang (VR):5 V. Menggunakan voltan songsang lebih tinggi daripada ini boleh menyebabkan pecah dan kerosakan tidak boleh balik pada simpang PN LED.
• Julat Suhu Operasi:-30°C hingga +85°C. LED direka untuk berfungsi dalam julat suhu ambien ini.
• Julat Suhu Penyimpanan:-40°C hingga +85°C. Peranti boleh disimpan tanpa operasi dalam julat suhu yang lebih luas ini.
• Keadaan Pematerian Inframerah:260°C selama 10 saat. Ini mentakrifkan toleransi suhu puncak dan masa untuk proses pematerian reflow, kritikal untuk pemasangan bebas plumbum.

2.2 Ciri Elektro-Optik

Parameter ini diukur di bawah keadaan ujian piawai (Ta=25°C, IF=20mA) dan mentakrifkan prestasi peranti.

• Keamatan Bercahaya (Iv):18.0 - 54.0 mcd (Tipikal). Ini mengukur kecerahan LED yang dilihat oleh mata manusia (penglihatan fotopik). Julat yang luas menunjukkan sistem binning digunakan (lihat Seksyen 3). Keamatan diukur dengan penapis yang mensimulasikan keluk tindak balas mata CIE.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):130 darjah (Tipikal). Ini ialah sudut penuh di mana keamatan bercahaya jatuh kepada separuh nilainya pada paksi tengah (0°). Sudut 130° menunjukkan corak pandangan yang agak luas.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λP):591 nm (Tipikal). Ini ialah panjang gelombang di mana keluaran kuasa spektrum LED adalah maksimum. Ia berada dalam kawasan kuning spektrum cahaya nampak.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):589 nm (Tipikal). Ini diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE dan mewakili panjang gelombang tunggal yang paling menggambarkan warna cahaya yang dilihat. Ia sangat hampir dengan panjang gelombang puncak untuk peranti ini.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):20 nm (Tipikal). Ini ialah lebar spektrum pancaran pada separuh kuasa maksimumnya. Nilai 20 nm menunjukkan warna kuning yang sederhana tulen.
• Voltan Hadapan (VF):2.0 V (Min), 2.4 V (Tip), (Maks tidak dinyatakan pada 20mA). Ini ialah susut voltan merentasi LED apabila beroperasi pada arus yang ditentukan. Ia penting untuk mereka bentuk litar penghad arus.
• Arus Songsang (IR):10 μA (Maks) pada VR=5V. Ini ialah arus bocor kecil yang mengalir apabila voltan songsang yang ditentukan digunakan.

Nota mengenai ESD:Datasheet memberi amaran bahawa elektrik statik dan lonjakan boleh merosakkan LED. Langkah berjaga-jaga pelepasan elektrostatik (ESD) yang betul, seperti menggunakan gelang pergelangan tangan berasaskan bumi, sarung tangan anti-statik, dan memastikan semua peralatan dibumikan, amat disyorkan semasa pengendalian.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi kecerahan merentasi kumpulan pengeluaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan keamatan bercahaya yang diukur pada arus ujian piawai (20mA). LTST-S220KSKT menggunakan senarai kod bin 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
• Bin R:112.0 - 180.0 mcd

Toleransi pada setiap bin keamatan ialah +/- 15%. Ini bermaksud LED yang dilabel sebagai Bin N boleh mempunyai keamatan sebenar antara kira-kira 23.8 mcd dan 51.75 mcd. Pereka bentuk mesti mengambil kira variasi ini apabila menentukan keperluan kecerahan untuk aplikasi mereka. Datasheet tidak menunjukkan bin berasingan untuk panjang gelombang atau voltan hadapan untuk nombor bahagian khusus ini, mencadangkan kawalan yang lebih ketat atau spesifikasi bin tunggal untuk parameter tersebut.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun graf khusus tidak terperinci dalam teks yang disediakan, keluk biasa untuk LED sedemikian akan termasuk:

• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan (Keluk I-V):Keluk ini menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus hadapan. Ia secara amnya linear pada arus yang lebih rendah tetapi mungkin tepu pada arus yang lebih tinggi disebabkan kesan terma dan penurunan kecekapan.
• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Ambien:Graf ini menggambarkan penurunan output cahaya apabila suhu ambien (atau simpang) meningkat. LED AlInGaP biasanya mengalami penurunan output dengan kenaikan suhu.
• Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan:Ini menunjukkan hubungan eksponen ciri diod. Voltan meningkat dengan arus.
• Voltan Hadapan vs. Suhu Ambien:Voltan hadapan biasanya mempunyai pekali suhu negatif, bermaksud ia berkurangan sedikit apabila suhu meningkat.
• Taburan Spektrum:Plot kuasa pancaran relatif berbanding panjang gelombang, menunjukkan puncak sekitar 591 nm dengan lebar kira-kira 20 nm pada separuh maksimum.

Keluk ini penting untuk memahami tingkah laku peranti di bawah keadaan operasi bukan piawai dan untuk reka bentuk pengurusan terma.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej

LED mematuhi garis besar pakej SMD piawai EIA. Semua dimensi diberikan dalam milimeter dengan toleransi tipikal ±0.10 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Datasheet termasuk lukisan dimensi terperinci yang menunjukkan panjang, lebar, ketinggian, jarak plumbum, dan ciri mekanikal kritikal lain yang diperlukan untuk reka bentuk tapak kaki PCB.

5.2 Reka Bentuk Pad dan Polarity

Datasheet menyediakan dimensi pad pateri yang dicadangkan untuk susun atur PCB. Mematuhi cadangan ini memastikan sambungan pateri yang boleh dipercayai dan penjajaran yang betul semasa reflow. Komponen mempunyai tanda polarity, biasanya takuk atau penunjuk katod pada badan pakej. Orientasi yang betul adalah penting kerana LED hanya membenarkan arus mengalir dalam satu arah.

5.3 Pembungkusan Pita dan Gegelung

LED dibekalkan dalam pita 8mm piawai industri pada gegelung diameter 7 inci untuk keserasian dengan peralatan pemasangan automatik. Nota pembungkusan utama termasuk:

• Poket komponen kosong dimeterai dengan pita penutup atas.
• Setiap gegelung 7 inci mengandungi 4000 keping.
• Kuantiti pembungkusan minimum untuk baki bahagian ialah 500 keping.
• Maksimum dua LED hilang berturut-turut (poket kosong) dibenarkan setiap spesifikasi gegelung.
• Pembungkusan mengikut spesifikasi ANSI/EIA 481.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Reflow

Profil reflow inframerah (IR) yang dicadangkan disediakan untuk proses pematerian bebas plumbum (Pb-free). Parameter kritikal adalah:

• Suhu Pra-Panas:150–200°C
• Masa Pra-Panas:Maksimum 120 saat
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C
• Masa pada Suhu Puncak:Maksimum 10 saat (dan maksimum dua kitaran reflow dibenarkan).

Profil ini berdasarkan piawaian JEDEC. Datasheet menekankan bahawa profil optimum bergantung pada reka bentuk PCB khusus, komponen, pes pateri, dan ketuhar, jadi pencirian adalah perlu.

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan, had berikut terpakai:

• Suhu Besi Pemateri:Maksimum 300°C
• Masa Pematerian:Maksimum 3 saat (satu kali sahaja).

6.3 Pembersihan

Pembersih kimia yang tidak dinyatakan tidak boleh digunakan kerana ia mungkin merosakkan pakej LED. Jika pembersihan diperlukan, rendaman dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu biasa selama kurang daripada satu minit adalah disyorkan.

6.4 Keadaan Penyimpanan

• Pakej Tertutup:Simpan pada ≤30°C dan ≤90% Kelembapan Relatif (RH). Jangka hayat rak ialah satu tahun apabila disimpan dalam beg kalis lembapan asal dengan penyerap lembapan.
• Pakej Terbuka:Ambien penyimpanan tidak boleh melebihi 30°C atau 60% RH. LED yang dikeluarkan dari pembungkusan asalnya hendaklah direflow IR dalam tempoh satu minggu.
• Penyimpanan Lanjutan (Terbuka):Untuk penyimpanan melebihi satu minggu, letakkan LED dalam bekas tertutup dengan penyerap lembapan atau dalam desikator nitrogen. LED yang disimpan di luar pembungkusan selama lebih daripada seminggu hendaklah dibakar pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam sebelum dipateri untuk membuang penyerapan lembapan dan mengelakkan "popcorning" semasa reflow.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Biasa

LED kuning pandangan sisi ini sesuai untuk aplikasi di mana ruang terhad pada permukaan atas PCB, atau di mana penunjuk perlu dilihat dari tepi. Kegunaan biasa termasuk:

• Penunjuk status pada elektronik pengguna (penghala, kotak set atas, pengecas).
• Pencahayaan belakang untuk suis membran atau panel pencahayaan sisi.
• Pencahayaan kluster instrumen dan papan pemuka dalam dalaman automotif.
• Penunjuk status dan kerosakan peralatan industri.
• Penunjuk tahap bateri atau pengecasan dalam peranti mudah alih.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pemacu Arus:LED ialah peranti beroperasi arus. Untuk memastikan kecerahan seragam, terutamanya apabila berbilang LED disambung secara selari, mekanisme penghad arus adalah penting. Ini biasanya dicapai menggunakan perintang siri atau litar pemacu arus malar. Nilai perintang boleh dikira menggunakan formula: R = (Vcc - VF) / IF, di mana Vcc ialah voltan bekalan, VF ialah voltan hadapan LED (gunakan nilai maks atau tip untuk keselamatan), dan IF ialah arus hadapan yang dikehendaki (cth., 20mA).
• Pengurusan Terma:Walaupun pelesapan kuasa rendah, mengekalkan suhu simpang dalam had adalah penting untuk jangka hayat dan output cahaya yang stabil. Pastikan kawasan kuprum PCB atau via terma yang mencukupi jika beroperasi pada suhu ambien tinggi atau berhampiran arus maksimum.
• Perlindungan ESD:Gabungkan diod perlindungan ESD pada talian isyarat sensitif yang disambungkan ke LED, atau pastikan litar pemacu mempunyai perlindungan semula jadi, terutamanya jika LED boleh diakses oleh pengguna.
• Reka Bentuk Optik:Kanta jernih air menghasilkan pancaran fokus. Jika corak pencahayaan yang disebarkan atau lebih luas diperlukan, penyebar luaran atau pandu cahaya mesti dipertimbangkan dalam reka bentuk mekanikal.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED penunjuk kuning lain, pembeza utama LTST-S220KSKT adalah:

• Pakej Pandangan Sisi:Tidak seperti LED pancaran atas, faktor bentuk ini menjimatkan ruang menegak dan membolehkan geometri pencahayaan unik, yang merupakan kelebihan mekanikal yang berbeza.
• Teknologi AlInGaP:Menawarkan kecekapan yang lebih tinggi dan kestabilan suhu yang lebih baik berbanding LED berasaskan Gallium Fosfida (GaP) Kuning lama, menghasilkan output yang lebih terang dan konsisten.
• Keserasian Proses Penuh:Reka bentuknya untuk pembungkusan pita-dan-gegelung, penempatan automatik, dan pematerian reflow IR menjadikannya pilihan utama untuk pembuatan automatik volum tinggi yang kos efektif.
• Pematuhan RoHS:Memenuhi piawaian alam sekitar moden, yang merupakan keperluan mandatori untuk banyak pasaran.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S1: Apakah perintang yang saya perlukan untuk bekalan 5V?

J: Menggunakan voltan hadapan tipikal (VF) 2.4V dan arus sasaran (IF) 20mA, nilai perintang siri ialah R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohm. Perintang piawai 130Ω atau 150Ω akan sesuai. Sentiasa sahkan kecerahan sebenar dan pertimbangkan menggunakan VF maksimum untuk reka bentuk yang lebih konservatif.

S2: Bolehkah saya memacu LED ini dengan pin mikropengawal 3.3V?

J: Ya, tetapi ruang kepala voltan yang tersedia adalah kecil. VF_min ialah 2.0V, VF_tip ialah 2.4V. Pada 3.3V, pengiraan perintang menjadi R = (3.3V - 2.4V) / 0.02A = 45 Ohm. Ini boleh dilaksanakan, tetapi variasi dalam VF dan voltan bekalan boleh menyebabkan perubahan arus yang ketara. Pemacu arus malar atau pencirian yang teliti dinasihatkan untuk aplikasi kritikal.

S3: Mengapakah sudut pandangan begitu luas (130°)?

J: Pakej pandangan sisi dan reka bentuk kanta jernih air dioptimumkan untuk memancarkan cahaya merentasi hemisfera yang luas. Ini bermanfaat untuk penunjuk yang perlu kelihatan dari pelbagai sudut tanpa memerlukan kanta yang disebarkan.

S4: Bagaimanakah saya mentafsir kod bin (cth., N) pada pesanan?

J: Kod bin menentukan julat keamatan bercahaya yang dijamin. Memesan Bin N memastikan anda menerima LED dengan keamatan antara 28.0 dan 45.0 mcd pada 20mA. Untuk aplikasi yang memerlukan kecerahan minimum, nyatakan bin yang sesuai atau berunding dengan pembekal untuk ketersediaan.

10. Kes Penggunaan Praktikal

Senario: Mereka Bentuk Penunjuk Status untuk Penghala Rangkaian

Seorang pereka bentuk memerlukan penunjuk kuasa/aktiviti yang boleh dilihat dari hadapan penghala nipis. PCB dipasang secara menegak, jadi LED pandangan sisi adalah sempurna. Mereka meletakkan LTST-S220KSKT di tepi PCB, menghadap pandu cahaya yang menyalurkan cahaya ke tingkap kecil pada fasia penghala. Mereka memacunya dari rel sistem 3.3V menggunakan perintang siri 47Ω, menghasilkan arus kira-kira 19mA ((3.3V-2.4V)/47Ω). Mereka memilih LED Bin P untuk memastikan kecerahan yang mencukupi kelihatan melalui pandu cahaya. Reka bentuk menggunakan proses pick-and-place dan reflow automatik yang dinyatakan dalam datasheet, memastikan pemasangan yang boleh dipercayai dan pantas.

11. Pengenalan Prinsip

Diod Pemancar Cahaya (LED) ialah peranti semikonduktor yang memancarkan cahaya apabila arus elektrik melaluinya. Fenomena ini dipanggil elektroluminesens. Dalam LTST-S220KSKT, kawasan aktif diperbuat daripada Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP). Apabila voltan hadapan digunakan, elektron dari semikonduktor jenis-n dan lubang dari semikonduktor jenis-p disuntik ke dalam kawasan aktif. Apabila elektron bergabung semula dengan lubang, ia jatuh dari keadaan tenaga yang lebih tinggi ke yang lebih rendah, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (zarah cahaya). Komposisi khusus aloi AlInGaP menentukan tenaga jurang jalur, yang seterusnya menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, kuning (~589-591 nm). Pakej pandangan sisi menggabungkan rongga reflektif dan kanta epoksi acuan untuk mengarahkan cahaya yang dijana secara sisi keluar dari pakej.

12. Trend Pembangunan

Trend dalam LED penunjuk SMD seperti ini terus ke beberapa kawasan utama:

• Peningkatan Kecekapan:Penambahbaikan sains bahan yang berterusan bertujuan untuk menghasilkan lebih banyak lumen per watt (keberkesanan), mengurangkan penggunaan kuasa untuk kecerahan yang sama.
• Pengecilan:Saiz pakej terus mengecil (cth., dari 0603 ke 0402 saiz metrik) sambil mengekalkan atau meningkatkan prestasi optik, membolehkan reka bentuk PCB yang lebih padat.
• Kebolehpercayaan dan Kestabilan Lebih Tinggi:Penambahbaikan dalam bahan pembungkusan dan teknologi lampiran die meningkatkan jangka hayat dan kestabilan warna dari masa ke masa dan suhu.
• Gamut Warna dan Konsistensi Lebih Luas:Toleransi binning yang lebih ketat untuk panjang gelombang dan keamatan menjadi piawai, memberikan pereka bentuk prestasi yang lebih boleh diramal.
• Integrasi:Terdapat trend yang semakin meningkat ke arah mengintegrasikan berbilang LED (cth., RGB), IC kawalan, dan juga komponen pasif ke dalam pakej modular tunggal yang lebih pintar.

Komponen seperti LTST-S220KSKT mewakili penyelesaian matang yang sangat dioptimumkan dalam landskap yang berkembang ini, mengimbangi prestasi, kos, dan kebolehpengilangan.