Dokumen Teknikal LED SMD LTST-E681VEWT - Saiz 2.8x3.5x1.9mm - Voltan 2.2V - Kuasa 196mW - Warna Merah

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTST-E681VEWT ialah LED permukaan pasang berkelipan tinggi yang direka untuk aplikasi elektronik moden yang memerlukan pencahayaan penunjuk yang boleh dipercayai dan cekap. Peranti ini menggunakan bahan semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) untuk menghasilkan output cahaya merah yang terang. Ia dibungkus dalam pakej padat yang mematuhi piawaian industri dan serasi dengan proses pemasangan automatik, menjadikannya sesuai untuk pembuatan volum tinggi.

Kelebihan utama LED ini termasuk pematuhannya kepada arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), memastikan keselamatan alam sekitar. Ia dibungkus pada pita 8mm yang dililit pada gegelung berdiameter 7 inci, iaitu piawaian untuk peralatan pick-and-place automatik. Peranti ini juga direka untuk serasi dengan proses pateri alir semula inframerah (IR), iaitu kaedah utama untuk memasang papan teknologi permukaan pasang (SMT). Pasaran sasarannya termasuk elektronik pengguna, panel kawalan industri, pencahayaan dalaman automotif, dan aplikasi penunjuk tujuan am di mana ruang adalah terhad dan kebolehpercayaan adalah kunci.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Pengendalian LED di bawah keadaan yang melebihi nilai ini tidak disyorkan.

• Penyahkuasa Kuasa (Pd):196 mW. Ini ialah jumlah kuasa maksimum yang boleh disahkuasakan oleh pakej LED sebagai haba pada suhu ambien (Ta) 25°C. Melebihi had ini berisiko memanaskan persimpangan semikonduktor secara berlebihan, membawa kepada jangka hayat yang berkurangan atau kegagalan katastrofik.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):100 mA. Ini ialah arus hadapan berdenyut maksimum yang dibenarkan, ditentukan di bawah kitaran tugas 1/10 dengan lebar denyutan 1ms. Ia jauh lebih tinggi daripada penarafan DC, membenarkan kilasan intensiti tinggi yang singkat.
• Arus Hadapan DC (I_F):70 mA. Ini ialah arus hadapan berterusan maksimum yang boleh dikenakan pada LED di bawah keadaan operasi biasa.
• Julat Suhu Operasi:-40°C hingga +85°C. LED direka untuk berfungsi dengan betul dalam julat suhu ambien ini.
• Julat Suhu Penyimpanan:-40°C hingga +100°C. Peranti boleh disimpan tanpa degradasi dalam julat suhu yang lebih luas ini apabila tidak beroperasi.

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik

Parameter ini diukur pada keadaan ujian piawai Ta=25°C dan I_F=50mA, melainkan dinyatakan sebaliknya. Ia mentakrifkan prestasi tipikal peranti.

• Keamatan Bercahaya (I_V):900 hingga 2800 mcd (millicandela). Ini ialah ukuran kuasa cahaya yang dianggap dipancarkan dalam arah tertentu. Julat yang luas menunjukkan sistem pembin digunakan (diterangkan dalam Seksyen 3). Pengukuran menggunakan sensor yang ditapis untuk menghampiri respons fotopik mata manusia (keluk CIE).
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):120 darjah. Ini ialah sudut penuh di mana keamatan bercahaya jatuh kepada separuh daripada nilai yang diukur pada paksi (0°). Sudut 120° menunjukkan corak cahaya yang luas dan resap, sesuai untuk aplikasi yang memerlukan kebolehlihatan yang luas.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_P):632 nm (tipikal). Ini ialah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum cahaya yang dipancarkan berada pada maksimum. Ia berada dalam kawasan merah spektrum cahaya nampak.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):624 nm (tipikal). Diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE, ini ialah panjang gelombang tunggal yang paling mewakili warna yang dianggap oleh LED. Ia adalah parameter utama untuk spesifikasi warna.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):20 nm (tipikal). Ini ialah lebar pancaran spektrum pada separuh kuasa maksimumnya. Nilai 20nm adalah ciri LED merah AlInGaP, menunjukkan warna yang agak tulen.
• Voltan Hadapan (V_F):2.2 V (tipikal) dengan toleransi ±0.1V. Ini ialah kejatuhan voltan merentasi LED apabila didorong pada arus 50mA yang ditentukan. Ia adalah penting untuk mereka bentuk litar had arus.
• Arus Songsang (I_R):10 μA (maks) pada V_R=5V. Parameter ini diuji untuk jaminan kualiti sahaja. LEDtidak direka untuk operasi bias songsangdan mengenakan voltan songsang dalam litar boleh merosakkannya.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran besar-besaran, LED disusun ke dalam bin prestasi. LTST-E681VEWT menggunakan sistem pembin berdasarkan keamatan bercahaya pada 50mA.

Kod bin (V2, W1, W2, X1, X2) mewakili julat minimum dan maksimum keamatan bercahaya yang meningkat. Sebagai contoh, kod bin X2 mengandungi LED dengan keamatan antara 2240 mcd dan 2800 mcd. Toleransi ±11% digunakan dalam setiap bin. Sistem ini membolehkan pereka memilih gred kecerahan yang sesuai untuk aplikasi mereka, mengimbangi kos dan prestasi. Dokumen teknikal tidak menunjukkan bin berasingan untuk panjang gelombang dominan atau voltan hadapan untuk nombor bahagian khusus ini, mencadangkan kawalan ketat ke atas parameter tersebut semasa pembuatan.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun graf khusus dirujuk tetapi tidak diterangkan sepenuhnya dalam teks yang diberikan, keluk tipikal untuk LED sedemikian akan termasuk:

• Keluk I-V (Arus-Voltan):Menunjukkan hubungan eksponen antara arus hadapan dan voltan hadapan. Keluk akan mempunyai voltan "lutut" yang berbeza sekitar 1.8-2.0V, selepas itu arus meningkat dengan cepat dengan peningkatan voltan yang kecil, menekankan mengapa pemacu arus malar adalah penting.
• Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan:Menunjukkan bahawa output cahaya adalah lebih kurang berkadar dengan arus hadapan, tetapi mungkin menunjukkan tepu atau kecekapan menurun pada arus yang sangat tinggi.
• Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien:Menunjukkan bahawa output cahaya berkurangan apabila suhu persimpangan meningkat. Ini adalah pertimbangan kritikal untuk aplikasi yang beroperasi dalam persekitaran suhu tinggi.
• Taburan Spektrum:Plot kuasa relatif berbanding panjang gelombang, menunjukkan puncak pada kira-kira 632nm dan lebar kira-kira 20nm pada separuh kuasa puncak.
• Corak Sudut Pandangan:Plot kutub yang menggambarkan taburan sudut keamatan cahaya, mengesahkan sudut pandangan 120° dengan taburan Lambertian atau hampir-Lambertian disebabkan oleh kanta resap.

5. Maklumat Mekanikal & Pakej

5.1 Dimensi Peranti

LED mematuhi pakej SMD piawai EIA. Dimensi utama (dalam mm) adalah:

• Panjang Keseluruhan: 3.2 mm
• Lebar Keseluruhan: 2.8 mm
• Tinggi Keseluruhan: 1.9 mm
• Lebar Kanta: 2.2 mm
• Panjang Kanta: 3.5 mm
• Lebar Lead: 0.7 mm
• Panjang Lead: 0.8 mm

Toleransi adalah ±0.2mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Lukisan berdimensi terperinci disediakan dalam dokumen teknikal asal.

5.2 Pengenalpastian Polarity & Reka Bentuk Pad

Sambungan anod (positif) dikenal pasti. Untuk pateri yang boleh dipercayai, susun atur pad lampiran papan litar bercetak (PCB) yang disyorkan disediakan, dioptimumkan untuk kedua-dua proses pateri alir semula inframerah dan fasa wap. Reka bentuk pad yang betul adalah kritikal untuk mengelakkan tombstoning (komponen berdiri pada satu hujung) dan memastikan sendi pateri yang boleh dipercayai dengan jumlah pes pateri yang betul.

6. Garis Panduan Pateri & Pemasangan

6.1 Parameter Pateri Alir Semula

Peranti ini serasi dengan pateri alir semula IR bebas plumbum (Pb-free). Profil yang disyorkan harus mematuhi piawaian JEDEC J-STD-020B. Parameter utama termasuk:

• Pra-panas:150-200°C untuk maksimum 120 saat untuk memanaskan papan dan komponen secara beransur-ansur, mengaktifkan fluks dan mencegah kejutan terma.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C. Masa di atas likuidus (biasanya 217°C untuk pateri bebas plumbum) harus dikawal.
• Jumlah Masa Pateri:Maksimum 10 saat pada suhu puncak. Alir semula harus dihadkan kepada maksimum dua kitaran.

Ditekankan bahawa profil optimum bergantung pada reka bentuk PCB khusus, komponen, pes pateri, dan ketuhar, dan harus dicirikan untuk setiap aplikasi.

6.2 Pateri Tangan

Jika pateri tangan diperlukan, penjagaan yang melampau mesti diambil:

• Suhu Besi:Maksimum 300°C.
• Masa Pateri:Maksimum 3 saat per lead, dan hanya satu kitaran pateri dibenarkan untuk mengelakkan tekanan haba yang berlebihan pada pakej plastik dan ikatan wayar dalaman.

6.3 Keadaan Penyimpanan

LED adalah peranti sensitif kelembapan (MSD).

• 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 desiccant.
• Pakej Terbuka:Komponen mesti digunakan dalam masa 168 jam (7 hari) pendedahan kepada udara ambien (≤30°C / ≤60% RH). Jika masa ini dilebihi, pembakaran pada kira-kira 60°C untuk sekurang-kurangnya 48 jam diperlukan sebelum pateri untuk membuang kelembapan yang diserap dan mencegah "popcorning" (retak pakej disebabkan tekanan wap semasa alir semula). Untuk penyimpanan jangka panjang pakej terbuka, gunakan bekas tertutup dengan desiccant atau desiccator berisi nitrogen.

6.4 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pateri diperlukan, hanya pelarut berasaskan alkohol yang ditentukan seperti etil alkohol atau isopropil alkohol harus digunakan pada suhu biasa untuk kurang daripada satu minit. Bahan kimia yang tidak ditentukan mungkin merosakkan kanta plastik atau pakej.

7. Pembungkusan & Maklumat Pesanan

• Spesifikasi Pita:LED dibekalkan pada pita pembawa timbul lebar 8mm.
• Spesifikasi Gegelung:Pita dililit pada gegelung diameter piawai 7 inci (178mm).
• Kuantiti per Gegelung:2000 keping.
• Kuantiti Pesanan Minimum (MOQ):500 keping untuk baki kuantiti.
• Piawaian:Pembungkusan mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481.
• Nombor Bahagian:LTST-E681VEWT. Konvensyen penamaan biasanya termasuk kod siri (LTST), pakej/gaya, kod warna/panjang gelombang (E681VE), dan mungkin varian lain (WT).

8. Nota Aplikasi & Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Reka Bentuk Litar Pemacu

LED adalah peranti didorong arus. Untuk memastikan kecerahan yang stabil dan seragam, terutamanya apabila memandu berbilang LED secara selari, perintang had arus siri adalahwajibuntuk setiap LED. Nilai perintang (R) dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Menggunakan V_Ftipikal 2.2V dan I_Fyang dikehendaki 20mA dengan bekalan 5V: R = (5V - 2.2V) / 0.02A = 140 Ohm. Perintang piawai 150 Ohm akan sesuai. Memandu LED terus dari sumber voltan tanpa had arus akan mengakibatkan arus berlebihan dan kegagalan pantas.

8.2 Pengurusan Terma

Walaupun penyahkuasa kuasa agak rendah (196mW), pengurusan terma yang berkesan masih penting untuk mengekalkan kebolehpercayaan jangka panjang dan output cahaya yang konsisten. Pastikan PCB mempunyai kawasan kuprum yang mencukupi disambungkan ke pad terma LED (jika ada) atau lead untuk membantu menyahkuasakan haba. Elakkan beroperasi pada had arus dan suhu maksimum mutlak untuk tempoh yang berpanjangan.

8.3 Skop Aplikasi

LED ini bertujuan untuk peralatan elektronik am seperti perkakas pejabat, peranti komunikasi, dan aplikasi isi rumah. Ia tidak direka atau diperakui untuk aplikasi kritikal keselamatan di mana kegagalan boleh membahayakan nyawa atau kesihatan (contohnya, penerbangan, sokongan hayat perubatan, kawalan pengangkutan). Untuk aplikasi sedemikian, komponen dengan pensijilan kebolehpercayaan yang sesuai mesti diperoleh.

9. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Pembeza utama LTST-E681VEWT dalam kelasnya termasuk:

• Teknologi Bahan:Penggunaan AlInGaP, yang biasanya menawarkan kecekapan yang lebih tinggi dan kestabilan suhu yang lebih baik untuk warna merah dan ambar berbanding teknologi lama seperti GaAsP.
• Kecerahan:Dengan keamatan maksimum 2800mcd, ia menawarkan kecerahan tinggi dalam saiz pakej piawai.
• Sudut Pandangan:Sudut pandangan luas 120° dengan kanta resap memberikan kebolehlihatan luar paksi yang sangat baik, yang lebih disukai untuk penunjuk status berbanding LED pancaran sempit.
• Keserasian Proses:Keserasian penuh dengan pemasangan SMT automatik dan profil alir semula bebas plumbum piawai mengurangkan kerumitan dan kos pembuatan.

10. Soalan Lazim (FAQ)

Q: Bolehkah saya memandu LED ini tanpa perintang siri jika bekalan kuasa saya tepat 2.2V?

A: Tidak. Voltan hadapan mempunyai toleransi (±0.1V) dan berbeza dengan suhu. Lebihan voltan sedikit akan menyebabkan peningkatan arus yang besar dan tidak terkawal, berpotensi memusnahkan LED. Sentiasa gunakan mekanisme had arus.

Q: Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Puncak dan Panjang Gelombang Dominan?

A> Panjang Gelombang Puncak adalah di mana tenaga cahaya paling banyak dipancarkan secara fizikal. Panjang Gelombang Dominan dikira daripada koordinat warna dan mewakili apa yang dilihat oleh mata manusia sebagai warna. Untuk LED monokromatik seperti merah ini, ia sering hampir, tetapi Panjang Gelombang Dominan adalah parameter utama untuk padanan warna.

Q: Papan saya akan dibasuh selepas pateri. Adakah LED ini serasi?

A> Dokumen teknikal menentukan pembersihan hanya dengan pelarut berasaskan alkohol (isopropil atau etil alkohol) untuk kurang daripada satu minit. Banyak pembersih fluks akueus atau agresif mungkin merosakkan pakej. Sahkan keserasian dengan proses pembersihan khusus anda.

Q: Mengapa terdapat jangka hayat lantai 168 jam selepas membuka beg?

A> Pakej plastik menyerap kelembapan dari udara. Semasa haba tinggi pateri alir semula, kelembapan ini boleh bertukar menjadi wap dengan cepat, menyebabkan tekanan dalaman yang boleh memecahkan pakej atau melapisi semula lapisan dalaman ("popcorning"). Had 168 jam dan prosedur pembakaran menguruskan risiko ini.

11. Contoh Aplikasi Praktikal

Senario:Mereka bentuk penunjuk status kuasa untuk penghala DC 12V.

Langkah Reka Bentuk:

1. Pilih Arus Pemacu:Pilih I_Fkonservatif 15mA untuk jangka hayat panjang dan haba yang lebih rendah.

2. Kira Perintang:Menggunakan V_Ftipikal = 2.2V. R = (12V - 2.2V) / 0.015A = 653 Ohm. Gunakan nilai piawai terdekat, 680 Ohm.

3. Kira Kuasa Perintang: P_R= I_F²* R = (0.015)²* 680 = 0.153W. Perintang piawai 1/4W (0.25W) adalah mencukupi.

4. Susun Atur PCB:Letakkan LED dan perintang 680Ωnya berdekatan. Ikuti susun atur pad yang disyorkan dari dokumen teknikal untuk pateri yang boleh dipercayai.

5. Pemasangan:Gunakan profil alir semula bebas plumbum yang mematuhi JEDEC. Jika papan dipasang lebih daripada 7 hari selepas beg LED dibuka, bakar LED terlebih dahulu.

12. Prinsip Operasi

Pancaran cahaya dalam LTST-E681VEWT adalah berdasarkan elektroluminesens dalam persimpangan p-n semikonduktor yang diperbuat daripada bahan AlInGaP. Apabila voltan hadapan melebihi potensi terbina dalam persimpangan dikenakan, elektron dari kawasan jenis-n dan lubang dari kawasan jenis-p disuntik ke dalam kawasan aktif. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, mereka membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi AlInGaP menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung mentakrifkan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, merah pada kira-kira 624-632 nm. Kanta epoksi resap di atas cip berfungsi untuk mengeluarkan cahaya dari semikonduktor dan membentuk taburan sudutnya menjadi corak luas 120 darjah.

13. Trend Teknologi

Industri optoelektronik untuk LED penunjuk terus berkembang. Trend umum yang berkaitan dengan peranti seperti LTST-E681VEWT termasuk:

• Peningkatan Kecekapan:Penambahbaikan sains bahan yang berterusan bertujuan untuk menghasilkan lebih banyak lumen per watt (lm/W), membenarkan output yang lebih terang pada arus yang sama atau kecerahan yang sama dengan penggunaan kuasa yang lebih rendah dan kurang haba.
• Pengecilan:Walaupun pakej piawai seperti ini kekal lazim, terdapat tekanan berterusan untuk mengurangkan tapak kaki dan ketinggian untuk peranti elektronik yang semakin nipis.
• Kebolehpercayaan yang Dipertingkatkan:Penambahbaikan dalam bahan pembungkusan, teknik lampiran die, dan ikatan wayar bertujuan untuk memanjangkan jangka hayat operasi dan meningkatkan toleransi kepada tekanan terma dan mekanikal.
• Konsistensi Warna:Toleransi pembin yang lebih ketat dan kawalan pembuatan maju mengurangkan variasi warna dan kecerahan dari lot ke lot, yang kritikal untuk aplikasi yang menggunakan berbilang LED.
• Integrasi:Terdapat trend ke arah mengintegrasikan litar pemacu, ciri perlindungan (seperti diod ESD), atau berbilang cip LED (RGB) ke dalam satu pakej, walaupun LED diskret kekal asas untuk kesederhanaan dan kos dalam banyak aplikasi.