Dokumen Teknikal LTST-T180UBKT - LED Biru 468nm - Sudut Pandangan 120° - 30mA - 108mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk Diod Pemancar Cahaya (LED) peranti permukaan-pasang (SMD). Komponen ini direka untuk proses pemasangan papan litar bercetak (PCB) automatik, menampilkan faktor bentuk mini yang sesuai untuk aplikasi yang mempunyai ruang terhad. LED ini menggunakan bahan semikonduktor InGaN (Indium Gallium Nitride) untuk menghasilkan cahaya biru, yang disalut dalam pakej kanta lutsinar.

1.1 Ciri dan Kelebihan Teras

LED ini mematuhi arahan Sekatan Bahan Berbahaya (RoHS). Ia dibekalkan dalam pita 8mm piawai industri pada gegelung berdiameter 7 inci, memudahkan keserasian dengan peralatan "pick-and-place" automatik. Peranti ini direka untuk serasi dengan litar bersepadu (IC) dan boleh menahan proses pateri alir balik inframerah (IR) piawai. Ia telah dipra-syaratkan untuk mempercepatkan kepada tahap kepekaan kelembapan JEDEC (Majlis Kejuruteraan Peranti Elektron Bersama) tahap 3.

1.2 Sasaran Pasaran dan Aplikasi

LED ini sesuai untuk pelbagai jenis peralatan elektronik. Kawasan aplikasi utama termasuk peranti telekomunikasi, peralatan automasi pejabat, perkakas rumah, dan sistem kawalan industri. Kegunaan tipikalnya adalah sebagai penunjuk status, luminari isyarat atau simbol, dan untuk lampu latar panel hadapan.

2. Tafsiran Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Semua penarafan dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C. Melebihi had ini boleh menyebabkan kerosakan kekal.

• Kuasa Terlesap (Pd):108 mW. Ini adalah jumlah kuasa maksimum yang boleh dilesapkan oleh peranti sebagai haba.
• Arus Hadapan Puncak (I_F(PEAK)):100 mA. Ini adalah arus hadapan segera maksimum yang dibenarkan, biasanya di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms).
• Arus Hadapan DC (I_F):30 mA. Ini adalah arus hadapan berterusan maksimum yang disyorkan untuk operasi yang boleh dipercayai.
• Julat Suhu Operasi:-40°C hingga +100°C. Peranti ini dijamin berfungsi dalam julat suhu ambien ini.
• Julat Suhu Penyimpanan:-40°C hingga +100°C. Peranti ini boleh disimpan tanpa degradasi dalam julat ini.

2.2 Ciri Elektrik dan Optik

Parameter ini menentukan prestasi tipikal LED di bawah keadaan operasi biasa pada Ta=25°C.

• Keamatan Bercahaya (I_V):280 hingga 560 millicandelas (mcd) pada arus hadapan (I_F) 20mA. Keamatan diukur menggunakan sensor dan penapis yang menghampiri lengkung tindak balas mata fotopik CIE.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):120 darjah (tipikal). Ini adalah sudut penuh di mana keamatan bercahaya menurun kepada separuh daripada nilai paksi (atas-paksi).
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_P):468 nanometer (nm) tipikal. Ini adalah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):465 hingga 475 nm pada I_F=20mA. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia, diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):20 nm tipikal. Ini menunjukkan ketulenan spektrum atau lebar jalur cahaya yang dipancarkan.
• Voltan Hadapan (V_F):2.6 hingga 3.6 Volt pada I_F=20mA. Ini adalah susutan voltan merentasi LED apabila mengalirkan arus.
• Arus Songsang (I_R):10 μA maksimum pada voltan songsang (V_R) 5V. Peranti ini tidak direka untuk operasi songsang; parameter ini adalah untuk tujuan ujian sahaja.

3. Penjelasan Sistem Peringkat Bin

LED disusun ke dalam bin berdasarkan parameter prestasi utama untuk memastikan konsistensi dalam satu lot pengeluaran.

3.1 Peringkat Voltan Hadapan (V_F)

Diukur pada 20mA. Toleransi untuk setiap bin adalah ±0.1 Volt.

• D6:2.6V (Min) - 2.8V (Maks)
• D7:2.8V - 3.0V
• D8:3.0V - 3.2V
• D9:3.2V - 3.4V
• D10:3.4V - 3.6V

3.2 Peringkat Keamatan Bercahaya (I_V)

Diukur dalam millicandelas (mcd) pada 20mA. Toleransi untuk setiap bin adalah ±11%.

• T1:280 mcd (Min) - 355 mcd (Maks)
• T2:355 mcd - 450 mcd
• U1:450 mcd - 560 mcd

3.3 Peringkat Panjang Gelombang Dominan (λ_d)

Diukur dalam nanometer (nm) pada 20mA. Toleransi untuk setiap bin adalah ±1 nm.

• AC:465.0 nm (Min) - 470.0 nm (Maks)
• AD:470.0 nm - 475.0 nm

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lengkung ciri tipikal disediakan untuk menggambarkan hubungan antara parameter utama. Lengkung ini penting untuk reka bentuk litar dan ramalan prestasi.

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

Lengkung ini menunjukkan hubungan eksponen antara arus yang mengalir melalui LED dan voltan merentasinya. Ia adalah penting untuk memilih perintang had arus yang sesuai dalam litar pemacu.

4.2 Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan

Graf ini menunjukkan bagaimana output cahaya (dalam mcd) meningkat dengan arus hadapan. Ia biasanya menunjukkan hubungan hampir linear dalam julat operasi yang disyorkan, membantu pereka mencapai tahap kecerahan yang dikehendaki.

4.3 Taburan Kuasa Spektrum

Lengkung ini memplot keamatan cahaya relatif terhadap panjang gelombang, menunjukkan puncak pada kira-kira 468nm dan separuh lebar spektrum kira-kira 20nm, yang menentukan ciri warna biru.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

LED ini mematuhi garis luar pakej SMD piawai EIA (Persekutuan Industri Elektronik). Semua dimensi adalah dalam milimeter dengan toleransi umum ±0.2mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Lukisan termasuk ukuran utama seperti panjang badan, lebar, ketinggian, dan jarak kaki.

5.2 Susun Atur Pad Lekatan PCB yang Disyorkan

Rajah corak land disediakan untuk pateri alir balik inframerah atau fasa wap. Ini menunjukkan dimensi pad kuprum dan jarak yang disyorkan pada PCB untuk memastikan pembentukan sendi pateri yang betul, kestabilan mekanikal, dan pengurusan haba.

5.3 Pengenalpastian Polarity

Katod (terminal negatif) biasanya ditunjukkan oleh tanda pada pakej, seperti takuk, titik, atau sudut terpotong. Orientasi polarity yang betul adalah kritikal semasa pemasangan.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Profil Pateri Alir Balik IR

Profil suhu yang dicadangkan untuk proses pateri bebas plumbum (Pb-free) disediakan, mematuhi J-STD-020B. Parameter utama termasuk:

• Suhu Pra-Panas:150°C hingga 200°C.
• Masa Pra-Panas:Maksimum 120 saat.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C.
• Masa Atas Likuidus:Maksimum 10 saat (maksimum dua kitaran alir balik dibenarkan).

Profil harus dicirikan untuk reka bentuk PCB, komponen, dan pes pateri tertentu yang digunakan.

6.2 Keadaan Penyimpanan

Pakej Tertutup:Simpan pada ≤30°C dan ≤70% Kelembapan Relatif (RH). Jangka hayat rak adalah satu tahun apabila disimpan dalam beg kalis lembapan asal dengan penyerap lembapan.
Pakej Terbuka:Untuk komponen yang dikeluarkan daripada pembungkusan asal, ambien penyimpanan tidak boleh melebihi 30°C dan 60% RH. Adalah disyorkan untuk menyelesaikan alir balik IR dalam masa 168 jam (7 hari). Untuk penyimpanan melebihi tempoh ini, bakar pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 48 jam sebelum memateri.

6.3 Pembersihan

Jika pembersihan diperlukan selepas memateri, gunakan pelarut berasaskan alkohol seperti etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu biasa selama kurang daripada satu minit. Elakkan cecair kimia yang tidak dinyatakan.

6.4 Pateri Tangan (Besi Pateri)

Jika pateri tangan diperlukan, hadkan suhu hujung besi kepada maksimum 300°C dan masa pateri kepada maksimum 3 saat setiap kaki. Ini harus dilakukan hanya sekali.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

LED dibungkus dalam pita pembawa timbul lebar 8mm yang dililit pada gegelung berdiameter 7 inci (178mm). Setiap gegelung mengandungi 5000 keping. Dimensi poket pita dan dimensi hab/pinggir gegelung disediakan dalam lukisan terperinci, mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481.

7.2 Nota Pembungkusan

• Poket komponen kosong dimeterai dengan pita penutup atas.
• Kuantiti pembungkusan minimum untuk lot baki adalah 500 keping.
• Maksimum dua komponen (lampu) yang hilang berturut-turut dibenarkan setiap gegelung.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Litar Aplikasi Tipikal

LED adalah peranti beroperasi arus. Untuk memastikan kecerahan seragam apabila memacu berbilang LED secara selari, perintang had arus harus disambung secara bersiri dengan setiap LED individu. Litar pemacu ringkas terdiri daripada sumber voltan (V_CC), perintang bersiri (R_S), dan LED. Nilai perintang dikira menggunakan Hukum Ohm: R_S= (V_CC- V_F) / I_F, di mana V_Fialah voltan hadapan LED pada arus yang dikehendaki I_F.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pengurusan Haba:Pastikan reka bentuk PCB membolehkan penyingkiran haba yang mencukupi, terutamanya apabila beroperasi berhampiran penarafan arus atau kuasa maksimum.
• Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan luas 120° menjadikan LED ini sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan luas atau kebolehlihatan dari pelbagai sudut. Pertimbangkan kanta atau pandu cahaya jika pancaran yang lebih fokus diperlukan.
• Perlindungan ESD:Walaupun tidak dinyatakan secara jelas, langkah berjaga-jaga pelepasan elektrostatik (ESD) piawai harus dipatuhi semasa pengendalian dan pemasangan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pembeza utama LED ini termasuk gabungan keamatan bercahaya yang agak tinggi (sehingga 560 mcd) dengan sudut pandangan yang sangat luas 120 darjah. Teknologi InGaN menyediakan pancaran cahaya biru yang cekap. Keserasiannya dengan pemasangan automatik dan proses alir balik IR piawai menjadikannya pilihan yang kos efektif untuk pembuatan volum tinggi. Struktur pembinanan terperinci membolehkan pereka memilih bahagian dengan toleransi parameter yang ketat untuk aplikasi yang memerlukan konsistensi warna atau kecerahan.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

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

Panjang Gelombang Puncak (λ_P) ialah panjang gelombang fizikal di mana LED memancarkan kuasa optik paling banyak. Panjang Gelombang Dominan (λ_d) ialah nilai yang dikira berdasarkan persepsi warna manusia (carta CIE) dan mewakili panjang gelombang tunggal warna spektrum tulen yang sepadan dengan warna yang dilihat LED. Untuk LED monokromatik seperti biru ini, ia selalunya hampir tetapi tidak sama.

10.2 Bolehkah saya memacu LED ini dengan bekalan 3.3V tanpa perintang?

Ia tidak disyorkan. Voltan hadapan (V_F) berjulat dari 2.6V hingga 3.6V. Menyambung bekalan 3.3V secara langsung boleh mengakibatkan arus berlebihan jika V_FLED lebih rendah daripada 3.3V, berpotensi merosakkannya. Sentiasa gunakan perintang had arus bersiri atau pemacu arus malar.

10.3 Mengapakah keadaan penyimpanan untuk pakej terbuka lebih ketat daripada pakej tertutup?

Pakej tertutup mengandungi penyerap lembapan untuk mengekalkan tahap kelembapan yang sangat rendah, melindungi peranti sensitif lembapan. Setelah dibuka, LED terdedah kepada kelembapan ambien, yang boleh diserap ke dalam pakej plastik. Semasa pateri alir balik, kelembapan yang terperangkap ini boleh mengembang dengan cepat, menyebabkan pengelupasan dalaman atau \"popcorning,\" yang merekah pakej. Jangka hayat lantai 168 jam dan keperluan pembakaran adalah langkah berjaga-jaga terhadap mod kegagalan ini.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Senario: Mereka bentuk panel penunjuk status berbilang LED untuk penghala rangkaian.
Panel memerlukan 10 LED status biru. Kecerahan seragam adalah kritikal atas sebab estetik dan fungsi.
Langkah Reka Bentuk:
1. Reka Bentuk Litar:Gunakan rel 5V. Dengan mengandaikan V_Ftipikal 3.2V dari bin D8 dan sasaran I_F20mA, kira perintang bersiri: R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 Ohm. Perintang piawai 91 Ohm boleh digunakan. Letakkan satu perintang secara bersiri dengan setiap LED, menyambung semua 10 pasangan LED-perintang secara selari ke bekalan 5V.
2. Pemilihan Komponen:Nyatakan bin yang diperlukan semasa membuat pesanan: contohnya, V_FBin D8, I_VBin U1 (untuk kecerahan tinggi), λ_dBin AC untuk warna biru yang konsisten.
3. Susun Atur PCB:Laksanakan susun atur pad yang disyorkan daripada datasheet. Pastikan jarak yang mencukupi antara LED untuk penyingkiran haba.
4. Pemasangan:Ikuti garis panduan profil alir balik IR. Jika papan dipasang dalam kelompok melebihi jangka hayat lantai 168 jam untuk komponen terbuka, laksanakan proses pembakaran 60°C/48 jam sebelum memateri.

12. Pengenalan Prinsip

Diod Pemancar Cahaya (LED) ialah peranti semikonduktor yang memancarkan cahaya apabila arus elektrik melaluinya. Fenomena ini dipanggil elektroluminesens. Dalam LED InGaN, tenaga elektrik menyebabkan elektron dan lubang bergabung semula dalam kawasan aktif semikonduktor, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang (warna) cahaya tertentu, dalam kes ini biru (~468 nm), ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan InGaN. Kanta epoksi lutsinar berfungsi untuk melindungi cip semikonduktor, membentuk pancaran output cahaya (menghasilkan sudut pandangan 120°), dan meningkatkan kecekapan pengekstrakan cahaya.

13. Trend Pembangunan

Trend umum dalam teknologi LED SMD terus ke arah kecekapan bercahaya yang lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per watt elektrik), peningkatan konsistensi dan ketepuan warna, dan miniaturisasi lanjut. Terdapat juga fokus untuk meningkatkan kebolehpercayaan di bawah keadaan operasi suhu dan ketumpatan arus yang lebih tinggi. Proses pembuatan dioptimumkan untuk toleransi pembinanan yang lebih ketat dan hasil yang lebih tinggi. Dorongan untuk kecekapan tenaga dan proliferasi peranti IoT dan mudah alih memastikan permintaan berterusan untuk LED penunjuk yang boleh dipercayai, padat dan berprestasi tinggi seperti komponen ini.