Dokumen Teknikal LTST-T180TGKT - LED SMT Hijau Sudut Pandang 120 Darjah - Lensa Jernih Air - InGaN - 20mA - 3.2V

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTST-T180TGKT ialah diod pemancar cahaya (LED) peranti permukaan-terpasang (SMD) yang direka untuk pemasangan papan litar bercetak (PCB) automatik. Saiznya yang mini menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang mempunyai ruang terhad dalam pelbagai elektronik pengguna dan perindustrian.

1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran

LED ini menawarkan beberapa kelebihan utama untuk pembuatan elektronik moden. Ia mematuhi sepenuhnya arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), memastikan keselamatan alam sekitar. Komponen ini dibekalkan dalam pita pembawa timbul 8mm standard industri pada gegelung 7 inci, menjadikannya serasi dengan peralatan pick-and-place automatik berkelajuan tinggi. Reka bentuknya serasi dengan proses pateri alir balik inframerah (IR), yang merupakan standard untuk pemasangan PCB volum tinggi. Peranti ini juga serasi dengan Litar Bersepadu (I.C.), memudahkan reka bentuk litar pemacu. Sasaran pasaran utama termasuk peralatan telekomunikasi (telefon tanpa wayar dan telefon bimbit), peranti automasi pejabat (komputer riba, sistem rangkaian), peralatan rumah, dan aplikasi papan tanda dalaman yang memerlukan penunjuk status yang boleh dipercayai atau pencahayaan simbol.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Bahagian ini memberikan pecahan terperinci tentang ciri-ciri elektrik, optik, dan termal yang menentukan sempadan prestasi dan keadaan operasi LED.

Penarafan ini menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah keadaan ini tidak dijamin. Penyerakan kuasa maksimum ialah 76 mW. Arus hadapan puncak, apabila didorong dengan kitar tugas 1/10 dan lebar denyutan 0.1ms, tidak boleh melebihi 80 mA. Penarafan arus hadapan DC berterusan ialah 20 mA. Peranti boleh dikendalikan dan disimpan dalam julat suhu -40°C hingga +100°C.

2.2 Ciri-ciri Termal

Pengurusan termal adalah penting untuk jangka hayat dan kestabilan prestasi LED. Suhu simpang maksimum yang dibenarkan (Tj) ialah 115°C. Rintangan termal tipikal dari simpang ke persekitaran ambien (Rθja) ialah 175°C/W. Parameter ini menunjukkan betapa berkesannya haba boleh disebarkan dari simpang semikonduktor ke udara sekeliling; nilai yang lebih rendah adalah lebih baik. Susun atur PCB yang betul dengan pelega termal yang mencukupi adalah penting untuk mengekalkan suhu simpang dalam had selamat, terutamanya apabila beroperasi pada arus hadapan maksimum.

2.3 Ciri-ciri Elektrik dan Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur pada suhu ambien (Ta) 25°C. Keamatan bercahaya (Iv) berjulat dari minimum 710 mcd hingga maksimum 1540 mcd pada arus hadapan (IF) 20 mA. Sudut pandangan (2θ1/2), ditakrifkan sebagai sudut penuh di mana keamatan turun kepada separuh nilai paksi, ialah 120 darjah, memberikan medan pencahayaan yang sangat luas. Panjang gelombang pancaran puncak (λP) ialah 523 nm, meletakkannya dalam kawasan hijau spektrum cahaya nampak. Panjang gelombang dominan (λd), yang menentukan warna yang dilihat, berjulat dari 515 nm hingga 530 nm pada 20mA. Separuh lebar garisan spektrum (Δλ) biasanya 25 nm. Voltan hadapan (VF) pada 20mA berjulat dari 2.8V hingga 3.8V. Arus songsang (IR) adalah maksimum 10 μA apabila voltan songsang (VR) 5V dikenakan; adalah penting untuk ambil perhatian bahawa peranti ini tidak direka untuk operasi songsang dan keadaan ujian ini adalah untuk tujuan maklumat sahaja.

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 Binning Voltan Hadapan (VF)

LED dikategorikan ke dalam bin berdasarkan penurunan voltan hadapan pada 20mA. Kod bin adalah D7 (2.8V-3.0V), D8 (3.0V-3.2V), D9 (3.2V-3.4V), D10 (3.4V-3.6V), dan D11 (3.6V-3.8V). Toleransi dalam setiap bin ialah ±0.1V. Memilih LED dari bin voltan yang lebih ketat boleh membantu memastikan kecerahan seragam apabila berbilang LED disambung secara selari.

3.2 Binning Keamatan Bercahaya (IV)

Kecerahan disusun ke dalam tiga bin: V1 (710-910 mcd), V2 (910-1185 mcd), dan W1 (1185-1540 mcd). Toleransi pada setiap bin keamatan ialah ±11%. Binning ini adalah penting untuk aplikasi yang memerlukan output visual yang konsisten merentasi berbilang penunjuk.

3.3 Binning Panjang Gelombang Dominan (Wd)

Warna (panjang gelombang dominan) dibin seperti berikut: AP (515-520 nm), AQ (520-525 nm), dan AR (525-530 nm). Toleransi untuk setiap bin ialah ±1 nm. Ini memastikan warna hijau yang konsisten merentasi semua unit dalam satu pusingan pengeluaran, yang penting untuk tujuan estetik dan isyarat.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun data grafik khusus dirujuk dalam lembaran data, lengkung tipikal untuk jenis LED ini akan menggambarkan hubungan utama. Lengkung arus hadapan vs. voltan hadapan (I-V) menunjukkan hubungan eksponen ciri diod. Lengkung keamatan bercahaya relatif vs. arus hadapan biasanya menunjukkan peningkatan kecerahan yang hampir linear dengan arus sehingga satu titik, selepas itu kecekapan mungkin menurun. Lengkung keamatan bercahaya relatif vs. suhu ambien adalah kritikal, kerana output LED umumnya berkurangan dengan peningkatan suhu simpang. Lengkung taburan spektrum akan menunjukkan puncak pada atau berhampiran 523 nm dengan bentuk ciri yang ditakrifkan oleh separuh lebar 25 nm. Memahami lengkung ini adalah penting untuk mereka bentuk litar pemacu dan sistem pengurusan termal yang teguh untuk mencapai prestasi yang konsisten sepanjang hayat produk dan merentasi julat suhu operasi yang ditentukan.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej dan Polarity

LED datang dalam pakej SMD standard. Warna lensa adalah jernih air, dan sumber cahaya adalah cip InGaN (Indium Gallium Nitride) yang menghasilkan cahaya hijau. Semua dimensi diberikan dalam milimeter dengan toleransi standard ±0.2 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Katod biasanya dikenal pasti oleh penanda visual pada pakej, seperti takuk atau titik hijau, yang mesti diselaraskan dengan penanda yang sepadan pada tapak kaki PCB.

5.2 Pad Lampiran PCB yang Disyorkan

Gambar rajah corak land disediakan untuk pateri alir balik inframerah atau fasa wap. Mematuhi tapak kaki yang disyorkan ini adalah penting untuk mencapai pembentukan sendi pateri yang betul, memastikan sambungan elektrik yang baik, dan memberikan kekuatan mekanikal yang mencukupi. Reka bentuk pad juga mempengaruhi laluan termal untuk penyebaran haba dari simpang LED ke PCB.

5.3 Pembungkusan Pita dan Gegelung

Komponen dibekalkan pada pita pembawa timbul lebar 8mm yang dililit pada gegelung diameter 7 inci (178mm). Setiap gegelung mengandungi 5000 keping. Untuk kuantiti kurang daripada satu gegelung penuh, kuantiti pembungkusan minimum 500 keping dikenakan. Pembungkusan mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481. Poket pita dimeterai dengan pita penutup atas untuk melindungi komponen daripada kelembapan dan pencemaran semasa penyimpanan dan pengendalian.

6. Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Keadaan Penyimpanan

Penyimpanan yang betul adalah kritikal untuk mengelakkan penyerapan kelembapan, yang boleh menyebabkan "popcorning" atau retakan semasa pateri alir balik. Dalam beg kalis lembap tertutup asal dengan penyerap lembap, LED harus disimpan pada ≤30°C dan ≤70% Kelembapan Relatif (RH) dan digunakan dalam tempoh satu tahun. Sebaik sahaja beg dibuka, persekitaran penyimpanan tidak boleh melebihi 30°C dan 60% RH. Komponen yang terdedah kepada keadaan ambien selama lebih daripada 168 jam (7 hari) harus dibakar pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 48 jam sebelum dipateri untuk membuang kelembapan yang diserap.

6.2 Cadangan Pateri

LED ini serasi dengan proses pateri alir balik inframerah bebas plumbum (Pb-free). Profil cadangan yang mematuhi J-STD-020B disediakan. Parameter utama termasuk zon pra-pemanasan 150-200°C untuk maksimum 120 saat, dan suhu puncak badan pakej tidak melebihi 260°C untuk maksimum 10 saat. Alir balik harus dihadkan kepada maksimum dua kitaran. Untuk kerja semula manual dengan besi pateri, suhu hujung tidak boleh melebihi 300°C, dan masa sentuhan harus dihadkan kepada 3 saat untuk satu operasi sahaja. Ditekankan bahawa profil optimum bergantung pada reka bentuk PCB khusus, pes pateri, dan ketuhar, jadi pencirian proses adalah perlu.

6.3 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. Penggunaan bahan pembersih kimia yang tidak ditentukan boleh merosakkan bahan pakej LED.

7. Nota Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

7.1 Kaedah Pemacu

LED ialah peranti beroperasi arus. Kecerahan utamanya adalah fungsi arus hadapan (IF), bukan voltan. Oleh itu, ia harus sentiasa didorong menggunakan sumber arus malar atau perintang pembatas arus bersiri dengan sumber voltan. Memandu dengan sumber voltan ringkas tidak disyorkan kerana ia boleh membawa kepada pelarian terma dan kegagalan peranti. Nilai perintang bersiri boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan - VF_LED) / IF, di mana VF_LED ialah voltan hadapan tipikal atau maksimum dari lembaran data untuk memastikan arus tidak melebihi penarafan maksimum di bawah keadaan paling teruk.

7.2 Pengurusan Termal dalam Reka Bentuk

Memandangkan rintangan termal 175°C/W, penyingkiran haba yang berkesan adalah perlu untuk operasi yang boleh dipercayai, terutamanya pada suhu ambien tinggi atau arus maksimum. PCB itu sendiri bertindak sebagai penyingkiran haba utama. Menggunakan kawasan pad kuprum yang lebih besar disambungkan ke satah bumi atau kuasa melalui via termal boleh meningkatkan penyebaran haba dengan ketara, menurunkan suhu simpang, dan seterusnya meningkatkan output bercahaya dan jangka hayat operasi.

7.3 Batasan Aplikasi

LED ini bertujuan untuk digunakan dalam peralatan elektronik biasa. Ia tidak direka atau diperakui untuk aplikasi di mana kebolehpercayaan luar biasa diperlukan, terutamanya dalam sistem kritikal keselamatan seperti penerbangan, pengangkutan, sokongan hayat perubatan, atau peranti keselamatan di mana kegagalan boleh membahayakan nyawa atau kesihatan. Untuk aplikasi sedemikian, perundingan dengan pengilang untuk komponen yang diperakui khusus adalah wajib.

8. Senario Aplikasi Tipikal dan Kajian Kes

Senario 1: Penunjuk Status Panel Depan:Dalam penghala rangkaian atau panel kawalan perindustrian, berbilang LED LTST-T180TGKT boleh digunakan untuk menunjukkan status kuasa, aktiviti rangkaian, atau kerosakan sistem. Sudut pandangan 120 darjah memastikan penunjuk kelihatan dari pelbagai perspektif yang luas. Dengan memilih LED dari bin keamatan yang sama (contohnya, V2), kecerahan seragam boleh dicapai merentasi semua penunjuk.

Senario 2: Lampu Latar untuk Panel Suis Membran:Lensa jernih air dan sudut pandangan luas menjadikan LED ini sesuai untuk pencahayaan tepi pandu cahaya akrilik atau polikarbonat nipis yang digunakan di belakang simbol pada panel kawalan untuk peralatan atau peranti perubatan. Warna hijau memberikan pencahayaan yang jelas dan rendah silau.

Senario 3: Pencahayaan Simbol dalam Persekitaran Cahaya Rendah:LED boleh digunakan untuk menerangi tanda keluar, label kawalan, atau instrumentasi dalam persekitaran di mana cahaya ambien rendah. Keamatan bercahaya yang agak tinggi (sehingga 1540 mcd) memastikan kebolehlihatan yang baik.

9. Soalan Lazim (FAQ)

Q: Bolehkah saya memacu LED ini terus dari pin mikropengawal 5V?

A: Tidak. Pin mikropengawal biasanya tidak boleh membekalkan 20mA secara berterusan, dan yang lebih penting, menyambung 5V secara langsung akan memusnahkan LED kerana arus berlebihan. Anda mesti menggunakan perintang pembatas arus atau litar pemacu transistor.

Q: Mengapa terdapat julat yang begitu luas dalam voltan hadapan (2.8V hingga 3.8V)?

A: Ini disebabkan oleh variasi normal dalam pembuatan semikonduktor. Sistem binning membolehkan anda memilih bahagian dengan julat voltan yang lebih ketat untuk reka bentuk anda untuk memastikan tingkah laku yang konsisten, terutamanya apabila menyambungkan LED secara selari.

Q: Apa yang berlaku jika saya melebihi suhu simpang maksimum 115°C?

A: Beroperasi di atas Tj(maks) akan mempercepatkan degradasi LED, membawa kepada penurunan pesat dalam output bercahaya (susut nilai lumen) dan jangka hayat operasi yang dipendekkan dengan ketara. Dalam kes yang melampau, ia boleh menyebabkan kegagalan bencana serta-merta.

Q: Adakah LED ini sesuai untuk penggunaan luar?

A: Lembaran data tidak menyatakan penarafan perlindungan kemasukan (IP) atau kelayakan untuk keadaan persekitaran luar (pendedahan UV, kelembapan, kitaran termal). Ia terutamanya direka untuk aplikasi dalaman. Untuk penggunaan luar, pakej LED yang direka dan diperakui khusus akan diperlukan.

10. Prinsip Operasi dan Trend Teknologi

10.1 Prinsip Operasi Asas

LED ialah diod simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan hadapan dikenakan, elektron dari kawasan jenis-n dan lubang dari kawasan jenis-p disuntik ke kawasan simpang. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, tenaga dibebaskan dalam bentuk foton (cahaya). Warna cahaya ditentukan oleh jurang jalur tenaga bahan semikonduktor. LTST-T180TGKT menggunakan cip InGaN (Indium Gallium Nitride), yang merupakan sistem bahan standard untuk menghasilkan LED hijau, biru, dan putih.

10.2 Trend Industri

Trend umum dalam LED SMD adalah ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih banyak lumen per watt), ketumpatan kuasa yang lebih tinggi dalam pakej yang lebih kecil, dan peningkatan konsistensi dan pemaparan warna. Terdapat juga fokus yang kuat terhadap kebolehpercayaan dan jangka hayat, didorong oleh aplikasi dalam pencahayaan automotif dan pencahayaan umum. Tambahan pula, integrasi dengan pemacu pintar dan sensor untuk sistem pencahayaan pintar adalah kawasan yang sedang muncul. Walaupun komponen khusus ini adalah LED penunjuk standard, teknologi InGaN asas terus berkembang, menolak sempadan prestasi dalam semua kategori LED.