Dokumen Teknikal SMD LED LTST-C150TBKT-5A - Biru InGaN - 5mA - 45mcd

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal untuk diod pemancar cahaya (LED) peranti permukaan-pasang (SMD). Peranti ini menggunakan cip semikonduktor Indium Gallium Nitride (InGaN) untuk menghasilkan cahaya biru. Ia direka untuk proses pemasangan automatik dan dibungkus pada pita dan gegelung untuk pengeluaran volum tinggi.

Kelebihan teras komponen ini termasuk keserasiannya dengan proses pematerian reflow inframerah, kesesuaian untuk digunakan dengan peralatan penempatan automatik, dan pengelasan sebagai produk hijau yang mematuhi RoHS. Pasaran sasarannya yang utama termasuk elektronik pengguna, lampu penunjuk, aplikasi lampu latar, dan pencahayaan kegunaan umum di mana sumber cahaya biru yang padat dan boleh dipercayai diperlukan.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Peranti tidak boleh dikendalikan melebihi had ini untuk mengelakkan kerosakan kekal.

• Pelesapan Kuasa:76 mW. Ini adalah kuasa maksimum yang boleh dipancarkan oleh pakej LED sebagai haba di bawah keadaan yang ditentukan.
• Arus Kehadapan Puncak:100 mA. Ini adalah arus seketika maksimum, hanya dibenarkan di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms).
• Arus Kehadapan DC:20 mA. Ini adalah arus kehadapan berterusan maksimum yang disyorkan untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai.
• Julat Suhu Operasi:-20°C hingga +80°C. Julat suhu ambien di mana LED direka untuk berfungsi dengan betul.
• Julat Suhu Penyimpanan:-30°C hingga +100°C. Julat suhu untuk penyimpanan bukan operasi.
• Keadaan Pematerian Inframerah:260°C selama 10 saat. Profil terma maksimum yang boleh ditahan oleh komponen semasa pematerian reflow.

2.2 Ciri-ciri Elektrik dan Optik

Parameter ini diukur pada suhu ambien (Ta) 25°C dan mentakrifkan prestasi tipikal.

• Keamatan Pencahayaan (I_V):11.2 - 45.0 mcd (min - maks) pada arus kehadapan (I_F) 5mA. Ini mengukur kecerahan yang dirasakan bagi output cahaya.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):130 darjah (tipikal). Ini adalah sudut penuh di mana keamatan pencahayaan jatuh kepada separuh daripada nilai puncaknya, menunjukkan corak pandangan yang luas.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_P):468 nm (tipikal). Panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):465.0 - 475.0 nm pada I_F=5mA. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang paling mewakili warna cahaya yang dirasakan.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):25 nm (tipikal). Ukuran ketulenan spektrum; nilai yang lebih kecil menunjukkan sumber cahaya yang lebih monokromatik.
• Voltan Kehadapan (V_F):2.65 - 3.05 V (min - maks) pada I_F=5mA. Susut voltan merentasi LED apabila mengalirkan arus.
• Arus Songsang (I_R):10 μA (maks) pada voltan songsang (V_R) 5V. Arus bocor kecil apabila LED terpincang songsang. Peranti ini tidak direka untuk operasi songsang.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan parameter utama. Ini membolehkan pereka memilih komponen yang memenuhi keperluan toleransi khusus untuk aplikasi mereka.

3.1 Binning Voltan Kehadapan

Unit disusun ke dalam empat bin (1-4) berdasarkan voltan kehadapan mereka pada 5mA, setiap satu dengan julat 0.1V. Toleransi pada setiap bin adalah ±0.1V.

• Bin 1: 2.65V - 2.75V
• Bin 2: 2.75V - 2.85V
• Bin 3: 2.85V - 2.95V
• Bin 4: 2.95V - 3.05V

3.2 Binning Keamatan Pencahayaan

Unit disusun ke dalam enam bin (L1, L2, M1, M2, N1, N2) berdasarkan keamatan pencahayaan pada 5mA. Toleransi pada setiap bin adalah ±15%.

• L1: 11.2 - 14.0 mcd
• L2: 14.0 - 18.0 mcd
• M1: 18.0 - 22.4 mcd
• M2: 22.4 - 28.0 mcd
• N1: 28.0 - 35.5 mcd
• N2: 35.5 - 45.0 mcd

3.3 Binning Panjang Gelombang Dominan

Unit disusun ke dalam dua bin (AC, AD) berdasarkan panjang gelombang dominan pada 5mA. Toleransi untuk setiap bin adalah ±1 nm.

• AC: 465.0 - 470.0 nm
• AD: 470.0 - 475.0 nm

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun keluk grafik khusus dirujuk dalam lembaran data (cth., Rajah 1 untuk taburan spektrum, Rajah 5 untuk sudut pandangan), tafsiran tipikal mereka adalah penting untuk reka bentuk.

4.1 Ciri Arus vs. Voltan (I-V)

Voltan kehadapan (V_F) mempamerkan hubungan logaritma dengan arus kehadapan (I_F). Ia adalah tidak linear, dengan voltan ambang (sekitar 2.6-2.8V untuk InGaN biru) di mana arus yang mengalir adalah sangat sedikit. Melebihi ambang ini, peningkatan kecil dalam voltan menyebabkan peningkatan besar dalam arus. Oleh itu, LED biasanya dikendalikan dengan sumber arus malar, bukan voltan malar, untuk memastikan output cahaya yang stabil dan mengelakkan pelarian haba.

4.2 Ciri Keamatan Pencahayaan vs. Arus (L-I)

Output cahaya (keamatan pencahayaan) secara amnya berkadar dengan arus kehadapan dalam julat yang ketara. Walau bagaimanapun, kecekapan (lumen per watt) mungkin memuncak pada arus tertentu dan kemudian berkurangan pada arus yang lebih tinggi disebabkan peningkatan penjanaan haba dan proses penyatuan semula bukan radiatif lain dalam semikonduktor.

4.3 Kebergantungan Suhu

Prestasi LED adalah sensitif kepada suhu. Biasanya, apabila suhu simpang meningkat:

• Voltan Kehadapan (V_F):Berkurangan. Ini mempunyai implikasi untuk litar pemacu voltan malar.
• Keamatan Pencahayaan/Flux:Berkurangan. Suhu yang lebih tinggi mengurangkan kecekapan kuantum dalaman.
• Panjang Gelombang Dominan:Mungkin beralih sedikit, biasanya ke arah panjang gelombang yang lebih panjang (anjakan merah), yang boleh menjejaskan persepsi warna dalam aplikasi ketepatan.

Pengurusan haba yang berkesan adalah kritikal untuk mengekalkan prestasi dan jangka hayat.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Peranti ini mematuhi garis panduan pakej standard EIA. Semua dimensi diberikan dalam milimeter, dengan toleransi umum ±0.10 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Pakej ini mempunyai kanta jernih air, yang optimum untuk cip InGaN biru kerana ia tidak mengubah output warna (tidak seperti kanta tersebar atau berwarna).

5.2 Pengenalpastian Polarity

Polariti adalah aspek kritikal pemasangan LED. Lembaran data termasuk rajah yang menunjukkan penandaan katod dan anod pada komponen. Biasanya, katod ditunjukkan oleh penandaan hijau, takuk, atau pendawaian/tab yang lebih pendek. Polarity yang salah akan menghalang LED daripada menyala dan penggunaan voltan songsang yang ketara boleh merosakkan peranti.

5.3 Susun Atur Pad Paterian yang Dicadangkan

Corak land (tapak kaki) yang disyorkan untuk papan litar bercetak (PCB) disediakan. Mematuhi dimensi ini memastikan pembentukan sendi paterian yang betul, penjajaran, dan kestabilan mekanikal semasa dan selepas proses reflow. Reka bentuk pad juga mempengaruhi laluan haba untuk pelesapan haba dari simpang LED.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Reflow

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

• Pra-panas:150-200°C untuk maksimum 120 saat untuk memanaskan papan secara beransur-ansur dan mengaktifkan fluks.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C.
• Masa Atas Likuidus:Masa sendi paterian berada di atas takat lebur pes paterian adalah kritikal untuk pembasahan yang betul. Profil pada halaman 3 lembaran data memberikan rujukan visual yang mematuhi piawaian JEDEC.
• Kadar Penyejukan:Penyejukan terkawal disyorkan untuk mengurangkan tekanan haba pada komponen dan papan.

Ditekankan bahawa profil optimum bergantung pada reka bentuk papan khusus, komponen, pes paterian, dan ketuhar, jadi pencirian adalah perlu.

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan, penjagaan yang melampau mesti diambil:

• Suhu Besi:Maksimum 300°C.
• Masa Pematerian:Maksimum 3 saat setiap sendi.
• Had:Pematerian tangan hanya boleh dilakukan sekali untuk mengelakkan kerosakan haba pada pakej plastik dan die semikonduktor.

6.3 Pembersihan

Jika pembersihan diperlukan selepas pematerian, hanya pelarut yang ditentukan harus digunakan. Merendam LED dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu biasa selama kurang daripada satu minit adalah disyorkan. Penggunaan bahan kimia yang tidak ditentukan boleh merosakkan bahan pakej plastik atau kanta.

6.4 Penyimpanan dan Pengendalian

• Langkah Berjaga-jaga ESD:LED adalah sensitif kepada nyahcas elektrostatik (ESD). Pengendalian dengan tali pergelangan tangan, sarung tangan anti-statik, dan pada peralatan yang dibumikan dengan betul adalah wajib.
• Kepekaan Kelembapan:Pakej ini sensitif kepada kelembapan. Sebaik sahaja beg kalis lembapan asal (dengan penyerap lembapan) dibuka, komponen harus digunakan dalam tempoh satu minggu jika disimpan pada ≤30°C dan ≤60% RH. Untuk penyimpanan lebih lama di luar beg asal, penyimpanan dalam bekas tertutup dengan penyerap lembapan atau dalam persekitaran nitrogen diperlukan. Komponen yang disimpan lebih daripada satu minggu di luar pembungkusan asal harus dibakar (cth., pada 60°C selama 20 jam) sebelum pematerian untuk membuang kelembapan yang diserap dan mengelakkan "popcorning" semasa reflow.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

Peranti dibekalkan dalam pembungkusan standard industri untuk pemasangan automatik:

• Saiz Gegelung:Diameter 7 inci.
• Kuantiti per Gegelung:3000 keping.
• Kuantiti Pesanan Minimum:500 keping untuk baki kuantiti.
• Spesifikasi Pita:Mematuhi ANSI/EIA 481-1-A-1994. Poket komponen kosong dimeterai dengan pita penutup atas.
• Komponen Hilang:Bilangan maksimum komponen hilang berturut-turut ("lampu hilang") dalam pita adalah dua.

8. Nota Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Senario Aplikasi Biasa

• Penunjuk Status:Lampu kuasa, sambungan, atau status operasi pada elektronik pengguna, perkakas, dan peralatan industri.
• Lampu Latar:Untuk paparan LCD kecil, kekunci, atau panel hiasan.
• Pencahayaan Hiasan:Dalam papan tanda, lampu aksen, atau gajet pengguna.
• Sistem Penderia:Sebagai sumber cahaya untuk penderia optik atau pemutus.

Nota Penting:Lembaran data menyatakan bahawa LED ini bertujuan untuk peralatan elektronik biasa. Aplikasi yang memerlukan kebolehpercayaan yang luar biasa, terutamanya di mana kegagalan boleh membahayakan nyawa atau kesihatan (cth., penerbangan, peranti perubatan, sistem keselamatan), memerlukan perundingan dan kelulusan terlebih dahulu.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk Litar

• Had Arus:Sentiasa gunakan perintang had arus bersiri atau pemacu LED arus malar khusus IC. Nilai dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Gunakan V_Fmaksimum dari lembaran data untuk memastikan arus tidak melebihi had walaupun dengan variasi bahagian ke bahagian.
• Pelesapan Kuasa:Pastikan kuasa yang dikira (P = V_F* I_F) tidak melebihi penarafan maksimum mutlak 76 mW, dengan mengambil kira V_Fkes terburuk dan suhu ambien.
• Perlindungan Voltan Songsang:Jika terdapat kemungkinan voltan songsang dikenakan (cth., dalam litar AC atau dengan beban induktif), diod perlindungan harus diletakkan selari dengan LED (katod ke anod) untuk menjepit voltan songsang.
• Pengurusan Haba:Untuk reka bentuk yang beroperasi pada arus tinggi atau dalam suhu ambien yang tinggi, pastikan PCB menyediakan pelepasan haba yang mencukupi. Pad kuprum yang disambungkan ke satah bumi/kuasa boleh membantu memancarkan haba.

9. Pengenalan Teknologi dan Prinsip Operasi

LED ini berdasarkan cip semikonduktor Indium Gallium Nitride (InGaN). InGaN adalah bahan semikonduktor jurang jalur langsung yang tenaga jurang jalurnya boleh dilaraskan dengan mengubah nisbah Indium kepada Gallium. Untuk LED biru, komposisi khusus digunakan yang menghasilkan jurang jalur sepadan dengan pancaran foton dalam julat panjang gelombang biru (sekitar 465-475 nm).

Apabila voltan kehadapan dikenakan, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif semikonduktor. Mereka menyatukan semula secara radiatif, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Pakej epoksi jernih air bertindak sebagai kanta, membentuk output cahaya dan memberikan perlindungan persekitaran untuk cip semikonduktor dan ikatan wayar yang halus.

10. Soalan Lazim (FAQ)

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

Panjang Gelombang Puncak (λ_P):Panjang gelombang tunggal di mana output kuasa spektrum adalah tertinggi. Ia adalah ukuran fizikal.
Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Panjang gelombang tunggal yang paling sesuai dengan warna cahaya yang dirasakan seperti yang ditakrifkan oleh tindak balas mata manusia (rajah kromatisiti CIE). Untuk sumber monokromatik seperti LED biru, mereka sering sangat hampir, tetapi panjang gelombang dominan adalah lebih relevan untuk persepsi warna.

10.2 Bolehkah saya mengendalikan LED ini pada 20mA secara berterusan?

Ya, 20mA adalah arus kehadapan DC maksimum yang disyorkan. Walau bagaimanapun, untuk jangka hayat terpanjang dan kecekapan tertinggi, mengendalikannya pada arus yang lebih rendah (cth., 5mA seperti yang digunakan untuk ujian) sering mencukupi untuk aplikasi penunjuk dan menghasilkan kurang haba.

10.3 Mengapa terdapat sistem binning?

Variasi pembuatan menyebabkan perbezaan kecil dalam V_F, keamatan, dan panjang gelombang antara LED individu. Binning menyusunnya ke dalam kumpulan dengan parameter yang dikawal ketat. Ini membolehkan pereka memilih bin yang memastikan kecerahan dan warna yang konsisten merentasi semua unit dalam produk mereka, yang kritikal untuk tatasusunan pelbagai LED atau aplikasi dengan keperluan warna yang ketat.

10.4 Bagaimana saya mentafsir sudut pandangan?

Sudut pandangan 130 darjah (2θ_1/2) bermaksud sudut dari paksi pusat di mana kecerahan jatuh kepada 50% daripada nilai pada-paksi adalah 65 darjah. Oleh itu, jumlah lebar sudut pancaran pada separuh kuasa adalah 130 darjah. Ini menunjukkan corak cahaya yang sangat luas dan tersebar sesuai untuk pencahayaan kawasan luas atau penunjuk yang perlu dilihat dari banyak sudut.