Dokumen Teknikal LED SMD LTST-C190KEKT - AlInGaP Merah - Sudut Pandangan 130° - 1.7-2.5V - 30mA - MS Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTST-C190KEKT ialah lampu LED peranti permukaan-pasang (SMD) yang direka untuk pemasangan papan litar bercetak (PCB) automatik. Ia tergolong dalam keluarga LED miniatur yang bertujuan untuk aplikasi ruang terhad merentasi pelbagai spektrum peralatan elektronik.

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

LED ini menawarkan beberapa kelebihan utama yang menjadikannya sesuai untuk pembuatan elektronik moden. Ciri-ciri utamanya termasuk pematuhan kepada arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), penggunaan cip semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) ultra-terang untuk pancaran cahaya merah yang cekap, dan pembungkusan pada pita 8mm yang dililit pada gegelung berdiameter 7 inci yang serasi dengan peralatan pick-and-place automatik standard. Peranti ini juga direka untuk serasi dengan proses pateri refluks inframerah (IR), yang merupakan standard industri untuk pemasangan SMD volum tinggi.

Aplikasi sasaran adalah pelbagai, mencerminkan kepelbagaian komponen. Pasaran utama termasuk peralatan telekomunikasi (cth., telefon tanpa wayar dan telefon bimbit), peranti automasi pejabat (cth., komputer riba, sistem rangkaian), perkakas rumah, dan aplikasi papan tanda atau paparan dalaman. Kegunaan fungsi khusus dalam peranti ini merangkumi lampu latar kekunci atau papan kekunci, penunjuk status, mikro-paparan, dan pencahayaan isyarat atau simbol.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

Prestasi LTST-C190KEKT ditakrifkan oleh satu set penarafan maksimum mutlak dan ciri elektrik/optik standard, semuanya dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ia tidak boleh dilampaui di bawah sebarang keadaan operasi.

• Pelesapan Kuasa (Pd):75 mW. Ini adalah jumlah kuasa maksimum yang boleh dipancarkan oleh pakej LED sebagai haba.
• Arus Hadapan Puncak (I_F(PEAK)):80 mA. Ini adalah arus hadapan serta-merta maksimum, dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1ms.
• Arus Hadapan DC (I_F):30 mA. Ini adalah arus hadapan berterusan maksimum untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai.
• Voltan Songsang (V_R):5 V. Menggunakan voltan songsang melebihi nilai ini boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-55°C hingga +85°C.
• Keadaan Pateri Inframerah:Tahan suhu puncak 260°C selama 10 saat, yang tipikal untuk profil refluks pateri bebas plumbum (Pb-free).

2.2 Ciri-ciri Elektrik dan Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur di bawah keadaan ujian standard.

• Keamatan Bercahaya (I_V):28.0 hingga 112.0 mcd (millicandela) pada arus hadapan (I_F) 20mA. Keamatan diukur menggunakan gabungan sensor dan penapis yang menghampiri lengkung tindak balas mata manusia fotopik (CIE).
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):130 darjah. Ini adalah sudut penuh di mana keamatan bercahaya jatuh kepada separuh daripada nilainya yang diukur pada paksi tengah (0°). Sudut pandangan lebar seperti ini sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan luas dan meresap berbanding pancaran fokus.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_P):632.0 nm (nanometer). Ini adalah panjang gelombang di mana keluaran kuasa spektrum adalah tertinggi.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):617.0 hingga 631.0 nm pada I_F=20mA. Ini diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE dan mewakili panjang gelombang tunggal yang paling menggambarkan warna cahaya yang dilihat. Julat menunjukkan variasi potensi antara unit individu.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):20 nm. Ini menunjukkan lebar jalur spektrum, diukur sebagai lebar penuh pada separuh maksimum (FWHM) puncak pancaran.
• Voltan Hadapan (V_F):1.7 hingga 2.5 V pada I_F=20mA. Ini adalah susut voltan merentasi LED semasa beroperasi. Julat mengambil kira variasi pembuatan biasa dalam bahan semikonduktor.
• Arus Songsang (I_R):10 μA (mikroampere) maksimum pada voltan songsang (V_R) 5V.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi kecerahan untuk produk akhir, LED sering disusun ke dalam bin prestasi selepas pembuatan.

3.1 Kod Bin Keamatan Bercahaya

Untuk LTST-C190KEKT warna merah, keamatan bercahaya dikategorikan ke dalam bin seperti berikut, diukur pada 20mA:

• Kod Bin N:Minimum 28.0 mcd, Maksimum 45.0 mcd.
• Kod Bin P:Minimum 45.0 mcd, Maksimum 71.0 mcd.
• Kod Bin Q:Minimum 71.0 mcd, Maksimum 112.0 mcd.

Toleransi +/-15% digunakan pada had setiap bin. Pembin ini membolehkan pereka memilih LED dengan kecerahan minimum terjamin untuk aplikasi mereka, yang penting untuk mencapai penampilan seragam dalam tatasusunan pelbagai LED.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun lengkung grafik khusus dirujuk dalam datasheet (cth., pada halaman 5/11), implikasi tipikalnya dianalisis di sini.

4.1 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V)

Ciri I-V LED adalah tidak linear. Untuk bahan AlInGaP yang digunakan di sini, voltan hadapan tipikal adalah dari 1.7V hingga 2.5V pada 20mA. Lengkung menunjukkan bahawa peningkatan kecil dalam voltan melebihi ambang hidup membawa kepada peningkatan arus yang cepat. Oleh itu, LED mesti didorong oleh sumber terhad arus, bukan sumber voltan malar, untuk mengelakkan pelarian haba dan kemusnahan.

4.2 Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan

Output cahaya (keamatan bercahaya) adalah lebih kurang berkadar dengan arus hadapan merentasi julat operasi yang ketara. Walau bagaimanapun, kecekapan mungkin jatuh pada arus yang sangat tinggi disebabkan peningkatan penjanaan haba dalam cip. Beroperasi pada atau di bawah keadaan ujian yang disyorkan 20mA memastikan prestasi dan jangka hayat optimum.

4.3 Taburan Spektrum

Spektrum pancaran berpusat sekitar 632 nm (puncak) dengan separuh lebar kira-kira 20 nm. Ini mentakrifkan warna merah yang agak tulen. Panjang gelombang dominan (617-631 nm) menentukan warna yang dilihat. Variasi dalam julat ini adalah normal dan diuruskan melalui proses pembuatan.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej dan Pengenalpastian Polarity

LED ditempatkan dalam pakej SMD standard. Warna kanta adalah jernih air, manakala sumber cahaya memancarkan cahaya merah dari cip AlInGaP. Semua dimensi disediakan dalam milimeter dengan toleransi standard ±0.1 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Pakej termasuk ciri untuk orientasi (polariti) yang betul semasa penempatan, biasanya ditunjukkan oleh tanda pada badan atau bentuk tidak simetri. Polarity yang betul adalah penting untuk peranti berfungsi.

5.2 Susun Atur Pad Lekatan PCB yang Disyorkan

A recommended land pattern (footprint) for the PCB is provided to ensure proper solder joint formation, mechanical stability, and thermal management during and after the reflow process. Adhering to this design is critical for achieving reliable solder connections and managing heat dissipation from the LED junction through the PCB traces.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Parameter Pateri Refluks

Peranti ini serasi dengan proses pateri refluks inframerah, penting untuk pemasangan bebas plumbum (Pb-free). Profil yang dicadangkan disediakan, mematuhi piawaian JEDEC. Parameter utama termasuk:

• Pra-panas:150°C hingga 200°C.
• Masa Pra-panas:Maksimum 120 saat.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C.
• Masa Atas Likuidus (pada puncak):Maksimum 10 saat. Peranti boleh menahan profil ini maksimum dua kali.

Ditekankan bahawa profil optimum bergantung pada reka bentuk PCB khusus, komponen, pes pateri, dan ketuhar. Pencirian untuk aplikasi khusus adalah disyorkan.

6.2 Pateri Tangan (Besi Pateri)

Jika pateri tangan diperlukan, penjagaan melampau mesti diambil:

• Suhu Besi:Maksimum 300°C.
• Masa Pateri:Maksimum 3 saat per pad.
• Kekerapan:Ini harus dilakukan hanya sekali untuk mengelakkan tekanan haba.

6.3 Keadaan Penyimpanan

Penyimpanan yang betul adalah penting untuk mengekalkan kebolehpaterian dan integriti peranti.

• Pakej Tertutup (Beg Halangan Kelembapan):Simpan pada ≤30°C dan ≤90% Kelembapan Relatif (RH). Jangka hayat rak adalah satu tahun apabila disimpan dalam beg kalis lembap asal dengan penyerap lembapan.
• Pakej Terbuka:Ambien tidak boleh melebihi 30°C atau 60% RH. Komponen yang dikeluarkan dari pembungkusan asal harus direfluks IR dalam tempoh satu minggu (sepadan dengan Tahap Kepekaan Kelembapan 3, MSL 3). Untuk penyimpanan lebih lama di luar beg asal, gunakan bekas tertutup dengan penyerap lembapan atau desikator nitrogen. Komponen yang disimpan terbuka selama lebih daripada satu minggu memerlukan pembakaran pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam sebelum dipateri untuk membuang kelembapan yang diserap dan mengelakkan \"popcorning\" semasa refluks.

6.4 Pembersihan

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

7. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

7.1 Reka Bentuk Litar Pemacu

LED ialah peranti beroperasi arus. Untuk memastikan kecerahan konsisten, terutamanya apabila berbilang LED digunakan secara selari, setiap LED harus mempunyai perintang pembatas arus sendiri yang disambung secara bersiri. Nilai perintang (R) dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F, di mana V_Fialah voltan hadapan LED pada arus yang dikehendaki I_F. Menggunakan perintang biasa untuk berbilang LED selari tidak disyorkan kerana variasi dalam V_Findividu, yang boleh membawa kepada perbezaan ketara dalam arus dan seterusnya kecerahan.

7.2 Pengurusan Haba

Walaupun pelesapan kuasa agak rendah (75mW maks), reka bentuk haba yang betul memanjangkan hayat LED dan mengekalkan output cahaya stabil. Memastikan susun atur pad PCB yang disyorkan digunakan membantu mengalirkan haba dari simpang LED. Mengoperasikan LED pada arus lebih rendah daripada penarafan DC maksimum 30mA akan mengurangkan suhu simpang dan meningkatkan kebolehpercayaan jangka panjang.

7.3 Langkah Berjaga-jaga Nyahcas Elektrostatik (ESD)

LED sensitif kepada nyahcas elektrostatik dan lonjakan voltan. Langkah berjaga-jaga pengendalian adalah perlu untuk mengelakkan kerosakan laten atau bencana. Adalah disyorkan untuk menggunakan tali pergelangan tangan dibumikan atau sarung tangan anti-statik semasa mengendalikan peranti. Semua peralatan, termasuk stesen kerja dan besi pateri, mesti dibumikan dengan betul.

8. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

8.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

LTST-C190KEKT dibekalkan standard pada pita pembawa timbul lebar 8mm yang dililit pada gegelung berdiameter 7 inci (178mm). Pembungkusan ini mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481 untuk pengendalian automatik.

• Kuantiti per Gegelung:4000 keping.
• Kuantiti Pesanan Minimum (MOQ) untuk Baki:500 keping.
• Liputan Poket:Poket komponen kosong pada pita ditutup dengan pita penutup atas.
• Komponen Hilang:Bilangan maksimum lampu hilang berturut-turut yang dibenarkan pada gegelung ialah dua.

Lukisan dimensi terperinci untuk poket pita dan gegelung disediakan dalam datasheet untuk persediaan mesin dan pengesahan keserasian.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

LTST-C190KEKT menggunakan bahan semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida). Berbanding teknologi lama seperti LED merah GaAsP (Gallium Arsenida Fosfida) standard, AlInGaP menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi, menghasilkan output lebih terang untuk arus pemacu yang sama. Ia juga biasanya memberikan kestabilan suhu yang lebih baik untuk kedua-dua output cahaya dan panjang gelombang. Sudut pandangan lebar 130 darjah ialah pilihan reka bentuk yang membezakannya daripada LED dengan pancaran sempit, menjadikannya sesuai untuk pencahayaan kawasan dan penunjuk status yang perlu kelihatan dari pelbagai sudut.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

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

Panjang Gelombang Puncak (λ_P):Panjang gelombang khusus di mana LED memancarkan kuasa optik paling banyak. Ia adalah ukuran fizikal dari spektrum.
Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Nilai yang dikira dari carta warna CIE yang sepadan dengan warna cahaya yang dilihat oleh mata manusia. Untuk sumber monokromatik seperti LED merah, ia sering hampir, tetapi λ_dialah parameter yang digunakan untuk spesifikasi warna dan pembin.

10.2 Mengapa perintang pembatas arus diperlukan walaupun saya membekalkan LED pada voltan hadapan tipikalnya?

Voltan hadapan (V_F) mempunyai julat toleransi (1.7V hingga 2.5V). Jika anda menggunakan 2.0V malar, LED dengan V_Frendah 1.7V mungkin menarik arus berlebihan, manakala satu dengan V_Ftinggi 2.5V mungkin tidak menyala langsung. Lebih kritikal, V_Fberkurang dengan peningkatan suhu. Sumber voltan malar boleh membawa kepada pelarian haba: apabila LED memanas, V_Fturun, arus meningkat, menyebabkan lebih banyak haba, seterusnya menurunkan V_F, sehingga kegagalan. Perintang bersiri (atau, lebih baik, pemacu arus malar) memberikan maklum balas negatif, menstabilkan titik operasi.

10.3 Bolehkah saya memacu LED ini dengan isyarat logik 3.3V atau 5V secara langsung?

Tidak. Menyambungkannya terus ke pin output digital 3.3V atau 5V akan menggunakan voltan itu merentasi LED. Dengan V_Ftipikal ~2.0V, voltan lebihan akan menyebabkan arus yang sangat tinggi mengalir, hanya dihadkan oleh rintangan dalaman kecil cip dan pin output, berkemungkinan memusnahkan LED serta-merta. Anda mesti sentiasa menggunakan perintang pembatas arus bersiri apabila memacu LED dari sumber voltan.

11. Contoh Aplikasi Praktikal

Senario: Mereka bentuk panel penunjuk status pelbagai LED untuk penghala rangkaian.
Panel memerlukan 5 LED status merah untuk menunjukkan kuasa, sambungan internet, aktiviti Wi-Fi, dsb. Sistem menggunakan bekalan rel 3.3V.
Langkah-langkah Reka Bentuk:
1. Pilih Arus Operasi:Pilih I_F= 20mA, yang merupakan keadaan ujian standard dan memberikan kecerahan baik dalam kawasan operasi selamat.
2. Kira Nilai Perintang:Gunakan V_Fmaksimum dari datasheet (2.5V) untuk reka bentuk konservatif memastikan semua LED menyala walaupun dengan bahagian V_Ftinggi. R = (3.3V - 2.5V) / 0.020A = 40 Ohm. Nilai standard terdekat ialah 39 Ohm atau 43 Ohm.
3. Semak Kuasa dalam Perintang: P_R= I_F²* R = (0.02)²* 39 = 0.0156W. Perintang standard 1/10W (0.1W) adalah lebih daripada mencukupi.
4. Susun Atur Litar:Laksanakan lima litar yang sama, setiap satu dengan satu LED dan satu perintang 39-ohm secara bersiri, semua disambungkan antara rel 3.3V dan pin GPIO mikropengawal individu yang ditetapkan sebagai output. Memacu pin LOW (0V) akan melengkapkan litar dan menghidupkan LED.
5. Reka Bentuk PCB:Gunakan corak land yang disyorkan dari datasheet. Pastikan lebar jejak yang mencukupi untuk arus 20mA.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Diod Pemancar Cahaya (LED) ialah peranti semikonduktor yang memancarkan cahaya melalui proses yang dipanggil elektroluminesens. Apabila voltan hadapan digunakan merentasi simpang p-n bahan semikonduktor (dalam kes ini, AlInGaP), elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau simpang. Apabila elektron bergabung semula dengan lubang, ia jatuh dari keadaan tenaga lebih tinggi dalam jalur konduksi ke keadaan tenaga lebih rendah dalam jalur valens. Perbezaan tenaga dibebaskan dalam bentuk foton (zarah cahaya). Panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor, yang merupakan sifat asas sebatian AlInGaP yang digunakan di sini, menghasilkan pancaran cahaya merah.

13. Trend Teknologi

Industri optoelektronik terus berkembang dengan beberapa trend utama yang memberi kesan kepada LED SMD seperti LTST-C190KEKT. Terdapat dorongan berterusan untuk peningkatan kecekapan bercahaya (lebih banyak output cahaya per watt elektrik input), yang meningkatkan kecekapan tenaga. Pengecilan saiz kekal kritikal, mendorong saiz pakej lebih kecil sambil mengekalkan atau meningkatkan prestasi optik. Kebolehpercayaan dipertingkatkan dan jangka hayat operasi lebih lama di bawah pelbagai keadaan persekitaran juga merupakan matlamat pembangunan utama. Tambahan pula, toleransi pembin yang lebih ketat untuk warna dan kecerahan menjadi standard untuk memenuhi permintaan aplikasi paparan dan pencahayaan berkualiti tinggi di mana konsistensi warna adalah utama.