Dokumen Teknikal SMD LED LTST-T680QSWT - AlInGaP Kuning Tersebar - 20mA - 130mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal untuk peranti permukaan-pasang (SMD) LED. 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 AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) untuk menghasilkan output cahaya kuning yang tersebar. Fungsi utamanya adalah sebagai penunjuk status, pencahayaan isyarat, atau untuk lampu latar panel hadapan dalam pelbagai sistem elektronik.

1.1 Ciri-ciri

• Mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya).
• Dibungkus dalam pita 8mm pada gegelung diameter 7 inci untuk mesin ambil-dan-letak automatik.
• Tapak kaki pakej EIA (Persekutuan Industri Elektronik) yang distandardkan.
• Input serasi dengan tahap logik litar bersepadu (IC) standard.
• Direka untuk keserasian dengan sistem penempatan komponen automatik.
• Tahan terhadap proses pateri refluks inframerah (IR) standard.
• Pra-kondisi untuk mempercepat ke Tahap Kepekaan Kelembapan JEDEC (Majlis Kejuruteraan Peranti Elektron Bersama) 3.

1.2 Aplikasi

LED ini bertujuan untuk digunakan dalam pelbagai peralatan elektronik pengguna, komersial, dan perindustrian. Kawasan aplikasi tipikal termasuk peranti telekomunikasi (cth., telefon tanpa wayar/sel), peralatan automasi pejabat (cth., komputer riba, sistem rangkaian), perkakas rumah, dan panel kawalan industri am. Peranan khususnya adalah sebagai penunjuk status, pencahayaan isyarat atau simbol, dan lampu latar panel hadapan.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

Bahagian berikut memberikan analisis terperinci mengenai parameter prestasi utama LED di bawah keadaan ujian standard (Ta=25°C).

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada had ini tidak dijamin dan harus dielakkan untuk prestasi jangka panjang yang boleh dipercayai.

• Pelesapan Kuasa (Pd):130 mW. Ini adalah jumlah maksimum kuasa yang boleh dipancarkan oleh pakej sebagai haba.
• Arus Hadapan Puncak (I_F(puncak)):100 mA. Ini adalah arus hadapan segera maksimum yang dibenarkan, biasanya ditentukan di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms) untuk mengelakkan terlalu panas.
• Arus Hadapan Berterusan (I_F):50 mA. Ini adalah arus DC maksimum yang disyorkan untuk operasi berterusan.
• Voltan Songsang (V_R):5 V. Menggunakan voltan pincang songsang melebihi nilai ini boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Julat Suhu Operasi:-40°C hingga +85°C. Julat suhu ambien di mana peranti direka untuk berfungsi.
• Julat Suhu Penyimpanan:-40°C hingga +100°C. Julat suhu untuk penyimpanan bukan operasi.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Parameter ini menentukan prestasi peranti di bawah keadaan operasi normal (I_F= 20mA, Ta=25°C).

• Keamatan Bercahaya (I_V):710 - 1400 mcd (millicandela). Ini adalah kuasa bercahaya yang dirasakan per unit sudut pepejal. Julat yang luas menunjukkan sistem binning digunakan (lihat Seksyen 3). Pengukuran mengikut lengkung tindak balas mata fotopik CIE.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):120° (tipikal). Ini adalah sudut penuh di mana keamatan bercahaya adalah separuh nilai pada paksi optik (0°). Sudut 120° menunjukkan corak pancaran yang luas dan tersebar, sesuai untuk pencahayaan kawasan luas.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_P):592 nm (tipikal). Panjang gelombang di mana keamatan sinaran spektrum adalah maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):584.5 - 594.5 nm. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang paling mewakili warna cahaya yang dirasakan, diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE. Ia adalah parameter utama untuk spesifikasi warna.
• Lebar Separuh Garisan Spektrum (Δλ):15 nm (tipikal). Lebar spektrum pancaran pada separuh keamatan maksimumnya. Nilai 15nm adalah ciri bahan AlInGaP, menunjukkan warna kuning yang agak tulen.
• Voltan Hadapan (V_F):2.1V (tipikal), 2.6V (maksimum) pada 20mA. Susutan voltan merentasi LED apabila mengalirkan arus hadapan yang ditentukan.
• Arus Songsang (I_R):10 μA (maksimum) pada V_R=5V. Arus bocor kecil yang mengalir apabila peranti dipincang songsang dalam had penarafan maksimumnya.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran besar-besaran, LED disusun ke dalam bin prestasi. Ini membolehkan pereka memilih komponen yang memenuhi keperluan voltan, kecerahan, dan warna tertentu untuk aplikasi mereka.

3.1 Pangkat Voltan Hadapan (V_f)

LED dibin berdasarkan susutan voltan hadapan pada 20mA. Ini adalah kritikal untuk mereka bentuk litar had arus dan memastikan kecerahan seragam dalam tatasusunan selari.

• Bin D2:1.8V - 2.0V
• Bin D3:2.0V - 2.2V
• Bin D4:2.2V - 2.4V
• Bin D5:2.4V - 2.6V
• Toleransi per bin: ±0.1V

3.2 Pangkat Keamatan Bercahaya (I_V)

Binning ini memastikan tahap kecerahan minimum untuk kod produk tertentu.

• Bin U2:710 mcd - 900 mcd
• Bin V1:900 mcd - 1120 mcd
• Bin V2:1120 mcd - 1400 mcd
• Toleransi per bin: ±11%

3.3 Pangkat Panjang Gelombang Dominan (W_d)

Binning ini mengawal warna kuning tepat yang dipancarkan oleh LED.

• Bin H:584.5 nm - 587.0 nm
• Bin J:587.0 nm - 589.5 nm
• Bin K:589.5 nm - 592.0 nm
• Bin L:592.0 nm - 594.5 nm
• Toleransi per bin: ±1 nm

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun data grafik khusus dirujuk dalam lembaran data, trend prestasi tipikal untuk LED AlInGaP boleh diterangkan.

4.1 Ciri-ciri Arus vs. Voltan (I-V)

Voltan hadapan (V_F) mempamerkan hubungan logaritma dengan arus hadapan (I_F). Di bawah voltan hidup (~1.8V untuk AlInGaP), arus adalah minimum. Melebihi ambang ini, V_Fmeningkat secara relatif linear dengan I_F, dengan kecerunan ditentukan oleh rintangan dinamik diod. Beroperasi pada 20mA yang disyorkan memastikan prestasi stabil dalam V_F range.

4.2 Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan

Keamatan bercahaya (I_V) adalah hampir berkadar dengan arus hadapan (I_F) dalam julat operasi normal. Walau bagaimanapun, kecekapan mungkin berkurangan pada arus yang sangat tinggi disebabkan peningkatan suhu simpang dan kesan bukan linear lain. Memacu LED pada atau di bawah arus berterusan yang ditentukan (50mA) adalah penting untuk mengekalkan output dan jangka hayat yang dinilai.

4.3 Ciri-ciri Suhu

Prestasi LED bergantung pada suhu. Biasanya, voltan hadapan (V_F) mempunyai pekali suhu negatif, berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Sebaliknya, keamatan bercahaya umumnya berkurangan dengan peningkatan suhu simpang. Pengurusan haba yang betul dalam aplikasi (cth., kawasan kuprum PCB yang mencukupi untuk penyingkiran haba) adalah penting untuk mengekalkan output optik yang konsisten dan kebolehpercayaan peranti sepanjang julat suhu operasi yang ditentukan.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

LED ini ditempatkan dalam pakej permukaan-pasang standard. Semua dimensi kritikal disediakan dalam milimeter dengan toleransi am ±0.2mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Pakej ini termasuk kanta tersebar yang mencipta sudut pandangan luas 120°.

5.2 Susun Atur Pad Lekatan PCB yang Disyorkan

Reka bentuk corak land disediakan untuk pateri refluks inframerah atau fasa wap. Mematuhi tapak kaki yang disyorkan ini memastikan pembentukan sendi pateri yang betul, penjajaran sendiri semasa refluks, dan lekatan mekanikal yang boleh dipercayai. Reka bentuk pad juga membantu dalam pelesapan haba dari pakej LED.

5.3 Pengenalpastian Polarity

LED permukaan-pasang biasanya mempunyai tanda atau ciri berbentuk (seperti takuk atau sudut serong) pada pakej untuk menunjukkan terminal katod (negatif). Orientasi polarity yang betul pada PCB adalah wajib untuk peranti berfungsi.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Profil Pateri Refluks IR (Proses Bebas Plumbum)

Lembaran data merujuk kepada profil yang mematuhi J-STD-020B. Profil refluks bebas plumbum tipikal termasuk:

• Pemanasan Awal/Rampa:Rampa beransur-ansur ke ~150-200°C untuk mengaktifkan fluks dan mengurangkan kejutan terma.
• Zon Rendam:Dataran tinggi biasanya antara 150-200°C sehingga 120 saat untuk membenarkan penyamaan suhu merentasi PCB.
• Zon Refluks:Peningkatan suhu pantas ke puncak maksimum 260°C. Masa di atas likuidus (cth., 217°C) harus dikawal.
• Penyejukan:Fasa penyejukan terkawal untuk memejalkan sendi pateri.
• Nota:Profil khusus mesti dioptimumkan untuk pemasangan PCB sebenar, dengan mengambil kira ketebalan papan, ketumpatan komponen, dan spesifikasi pes pateri.

6.2 Penyimpanan dan Pengendalian

• Pakej Tertutup:Simpan pada ≤30°C dan ≤70% RH. Gunakan dalam tempoh satu tahun dari tarikh pembungkusan apabila berada dalam beg penghalang kelembapan dengan bahan pengering.
• Pakej Terbuka:Untuk komponen yang dikeluarkan dari bungkusan kering, persekitaran penyimpanan yang disyorkan adalah ≤30°C dan ≤60% RH. Komponen harus dikenakan refluks IR dalam tempoh 168 jam (1 minggu) selepas pendedahan. Untuk pendedahan yang lebih lama, pembakaran 48 jam pada 60°C disyorkan sebelum pateri untuk membuang kelembapan yang diserap dan mengelakkan \"popcorning\" semasa refluks.

6.3 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pateri diperlukan, gunakan pelarut berasaskan alkohol seperti isopropil alkohol (IPA) atau etil alkohol. Rendaman harus pada suhu normal dan kurang daripada satu minit. Elakkan bahan pembersih kimia yang tidak ditentukan yang mungkin merosakkan kanta LED atau bahan pakej.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

Komponen dibekalkan dalam pita pembawa timbul dengan pita penutup pelindung, dililit pada gegelung diameter 7 inci (178mm). Kuantiti gegelung standard adalah 2000 keping per gegelung. Pembungkusan mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481 untuk memastikan keserasian dengan peralatan pemasangan automatik.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Litar Aplikasi Tipikal

LED adalah peranti pacuan arus. Perintang had arus siri adalah wajib apabila menyambung ke sumber voltan. Nilai perintang (R_s) boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R_s= (V_bekalan- V_F) / I_F. Untuk kecerahan seragam apabila memacu berbilang LED secara selari, sangat disyorkan untuk menggunakan perintang had arus berasingan untuk setiap LED, dan bukannya satu perintang untuk keseluruhan tatasusunan selari. Ini mengimbangi variasi semula jadi dalam voltan hadapan (V_F) antara LED individu.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pengurusan Haba:Pastikan susun atur PCB menyediakan pelepasan haba yang mencukupi, terutamanya apabila beroperasi berhampiran penarafan arus maksimum. Tuangan kuprum yang disambungkan ke pad haba LED boleh membantu meleraikan haba.
• Perlindungan ESD:Walaupun tidak dinyatakan secara eksplisit untuk semua LED, melaksanakan perlindungan ESD asas pada talian isyarat yang disambungkan ke LED adalah amalan reka bentuk yang baik untuk persekitaran sensitif.
• Reka Bentuk Optik:Kanta tersebar menyediakan pandangan yang luas. Untuk cahaya terarah, optik luaran (pemantul, paip cahaya) mungkin diperlukan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

LED kuning berasaskan AlInGaP ini menawarkan kelebihan khusus. Berbanding dengan teknologi lama seperti LED kuning GaAsP (Gallium Arsenida Fosfida), AlInGaP memberikan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi, menghasilkan output yang lebih terang pada arus pacuan yang sama, dan kestabilan warna yang lebih baik merentasi suhu dan jangka hayat. Sudut pandangan luas 120° dengan kanta tersebar adalah ciri utama untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan luas dan sekata berbanding pancaran fokus, membezakannya daripada LED dengan sudut pandangan sempit yang direka untuk cahaya terarah.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

10.1 Apakah nilai perintang yang patut saya gunakan dengan bekalan 5V?

Menggunakan V_Ftipikal 2.1V pada 20mA: R = (5V - 2.1V) / 0.02A = 145 Ohm. Nilai standard terdekat 150 Ohm akan menghasilkan I_F≈ 19.3mA, yang boleh diterima. Sentiasa kira menggunakan V_Fmaksimum (2.6V) untuk memastikan arus minimum mencukupi untuk keperluan kecerahan anda: R_min= (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 Ohm.

10.2 Bolehkah saya memacu LED ini tanpa perintang had arus menggunakan sumber arus malar?

Ya, pemacu arus malar yang ditetapkan pada 20mA adalah kaedah yang sangat baik untuk memacu LED, kerana ia memastikan pengawalan arus yang tepat tanpa mengira variasi voltan hadapan. Ini sering lebih disukai untuk aplikasi kecerahan kritikal.

10.3 Mengapa terdapat penarafan arus puncak (100mA) lebih tinggi daripada arus berterusan (50mA)?

Penarafan arus puncak membenarkan denyutan arus yang lebih tinggi secara ringkas, yang boleh berguna untuk skim multipleks atau mencipta kilatan terang yang pendek. Kitar tugas rendah (1/10) memastikan pelesapan kuasa purata dan suhu simpang kekal dalam had selamat, mencegah kerosakan terma.

11. Contoh Kes Penggunaan Praktikal

Senario: Penunjuk Status Panel Hadapan untuk Penghala Rangkaian

Seorang pereka memerlukan berbilang LED status kuning pada panel hadapan penghala untuk menunjukkan kuasa, sambungan internet, dan aktiviti Wi-Fi. Mereka memilih LED ini untuk sudut pandangan luasnya, memastikan cahaya kelihatan dari pelbagai sudut. LED dipacu pada 15mA (di bawah keadaan ujian 20mA untuk jangka hayat yang lebih panjang) melalui pin GPIO pada mikropengawal. Perintang siri 150-ohm digunakan untuk setiap LED, disambungkan ke rel 3.3V. Kanta tersebar menyediakan cahaya lembut, tidak menyilaukan sesuai untuk persekitaran rumah/pejabat. LED diletakkan pada PCB mengikut susun atur pad yang disyorkan dan dipasang menggunakan profil refluks bebas plumbum standard.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

LED adalah diod semikonduktor. Apabila voltan hadapan melebihi tenaga jurang jalur bahan digunakan, elektron dan lubang bergabung semula pada simpang p-n. Dalam LED AlInGaP, peristiwa penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi spesifik lapisan Aluminium, Indium, Gallium, dan Fosfida menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, dalam spektrum kuning (~590nm). Kanta epoksi tersebar yang mengelilingi cip semikonduktor menyebarkan cahaya, mencipta corak pancaran yang luas.

13. Trend Teknologi

Trend umum dalam teknologi LED adalah ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih lumen per watt), penampilan warna yang lebih baik, dan kebolehpercayaan yang lebih besar. Untuk LED jenis penunjuk, miniaturisasi berterusan sambil mengekalkan atau meningkatkan output cahaya. Terdapat juga fokus untuk meluaskan gamut warna yang tersedia dalam pakej SMD. Penggunaan AlInGaP untuk LED kuning, ambar, dan merah mewakili teknologi berprestasi tinggi yang mantap. Pembangunan masa depan mungkin melibatkan sistem bahan baharu atau nanostruktur untuk mencapai pancaran spektrum yang lebih sempit atau kecekapan yang lebih tinggi pada suhu tinggi.