Dokumen Teknikal LTST-S110KGKT - LED Hijau AlInGaP SMD - 25mA - 62.5mW - Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTST-S110KGKT ialah lampu LED peranti permukaan-terpasang (SMD) yang direka untuk pemasangan papan litar bercetak (PCB) automatik. Ia adalah sebahagian daripada keluarga LED mini yang bertujuan untuk aplikasi yang mempunyai ruang terhad dalam pelbagai spektrum peralatan elektronik.

1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran

LED ini menawarkan beberapa kelebihan utama untuk pembuatan elektronik moden. Ciri-ciri utamanya termasuk pematuhan kepada arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), menjadikannya sesuai untuk pasaran global dengan peraturan alam sekitar yang ketat. Peranti ini menggunakan cip semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) ultra-terang, yang terkenal dengan kecekapan tinggi dan ketulenan warna yang baik dalam spektrum hijau. Pakej ini disiapkan dengan penyaduran timah, meningkatkan kebolehpaterian dan kebolehpercayaan jangka panjang. Ia serasi sepenuhnya dengan peralatan pick-and-place automatik dan proses pematerian alir balik inframerah (IR), yang merupakan piawaian dalam pengeluaran volum tinggi. LED dibekalkan dalam pita 8mm piawai industri pada gegelung 7 inci, memudahkan pengendalian dan pemasangan yang cekap.

Aplikasi sasaran adalah pelbagai, memberi tumpuan kepada kawasan di mana saiz padat, kebolehpercayaan, dan penunjuk visual yang jelas adalah kritikal. Ini termasuk peralatan telekomunikasi (cth., telefon bimbit), peranti automasi pejabat (cth., komputer riba), sistem rangkaian, pelbagai perkakas rumah, dan pencahayaan papan tanda atau simbol dalaman. Kegunaan khusus dalam peranti ini merangkumi lampu latar kekunci atau papan kekunci, penunjuk status, paparan mikro, dan lampu isyarat am.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Pemahaman menyeluruh tentang spesifikasi elektrik, optik, dan terma adalah penting untuk reka bentuk litar yang betul dan operasi yang boleh dipercayai.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ia dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C. Arus terus ke hadapan DC maksimum (IF) ialah 25 mA. Di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1ms, peranti boleh mengendalikan arus ke hadapan puncak 60 mA. Voltan songsang maksimum yang dibenarkan (VR) ialah 5 V. Jumlah pembuangan kuasa tidak boleh melebihi 62.5 mW. Julat suhu operasi adalah dari -30°C hingga +85°C, dan julat suhu penyimpanan adalah sedikit lebih luas, dari -40°C hingga +85°C. Yang penting, LED boleh menahan pematerian alir balik inframerah dengan suhu puncak 260°C untuk maksimum 10 saat, yang selaras dengan profil pemasangan bebas plumbum (Pb-free) biasa.

2.2 Ciri-ciri Elektrik dan Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur pada Ta=25°C di bawah keadaan ujian piawai. Keamatan bercahaya (Iv), ukuran kecerahan yang dirasakan, berkisar dari minimum 18.0 millicandelas (mcd) hingga maksimum 71.0 mcd apabila didorong pada arus ujian piawai 20 mA. Sudut pandangan, ditakrifkan sebagai 2θ1/2 (dua kali sudut separuh), ialah 130 darjah. Sudut pandangan yang luas ini menjadikan LED sesuai untuk aplikasi di mana keterlihatan dari kedudukan luar paksi adalah penting.

Ciri-ciri spektrum ditakrifkan oleh beberapa panjang gelombang. Panjang gelombang pancaran puncak (λP) biasanya 574 nm. Panjang gelombang dominan (λd), yang menentukan warna yang dirasakan, mempunyai julat yang ditentukan dari 567.5 nm hingga 576.5 nm pada 20 mA. Lebar separuh garisan spektrum (Δλ) biasanya 15 nm, menunjukkan ketulenan spektrum cahaya hijau yang dipancarkan.

Secara elektrik, voltan ke hadapan (VF) pada 20 mA berkisar dari minimum 1.9 V hingga maksimum 2.4 V. Arus songsang (IR) dinyatakan pada maksimum 10 μA apabila voltan songsang 5 V dikenakan.

3. Penjelasan Sistem Peringkat Bin

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran besar-besaran, LED disusun ke dalam bin prestasi berdasarkan parameter utama. Ini membolehkan pereka memilih bahagian yang memenuhi keperluan khusus untuk aplikasi mereka.

3.1 Peringkat Voltan Ke Hadapan (VF)

LED dibin mengikut penurunan voltan ke hadapan mereka pada 20 mA. Kod bin, voltan minimum, dan maksimum adalah seperti berikut: Kod 4 (1.9V - 2.0V), Kod 5 (2.0V - 2.1V), Kod 6 (2.1V - 2.2V), Kod 7 (2.2V - 2.3V), dan Kod 8 (2.3V - 2.4V). Toleransi dalam setiap bin adalah ±0.1 volt. Memilih LED dari bin VF yang sama membantu mengekalkan kecerahan seragam apabila berbilang LED disambung secara selari tanpa perintang had semasa individu.

3.2 Peringkat Keamatan Bercahaya (IV)

Pembinanan ini mengkategorikan LED berdasarkan output cahaya mereka pada 20 mA. Bin adalah: Kod M (18.0 - 28.0 mcd), Kod N (28.0 - 45.0 mcd), dan Kod P (45.0 - 71.0 mcd). Toleransi pada setiap bin keamatan adalah ±15%. Ini membolehkan pereka memilih tahap kecerahan yang sesuai untuk aplikasi, sama ada ia memerlukan keterlihatan tinggi atau penggunaan kuasa yang lebih rendah.

3.3 Peringkat Warna (Panjang Gelombang Dominan)

Untuk mengawal konsistensi warna, LED dibin mengikut panjang gelombang dominan mereka. Bin adalah: Kod C (567.5 - 570.5 nm), Kod D (570.5 - 573.5 nm), dan Kod E (573.5 - 576.5 nm). Toleransi untuk setiap bin adalah ±1 nm. Menggunakan LED dari bin warna yang sama adalah kritikal dalam aplikasi di mana padanan warna antara berbilang penunjuk adalah penting.

4. Analisis Keluk Prestasi

Data grafik memberikan pandangan yang lebih mendalam tentang tingkah laku peranti di bawah keadaan yang berbeza, yang penting untuk reka bentuk yang kukuh.

4.1 Arus Ke Hadapan vs. Voltan Ke Hadapan (Keluk I-V)

Keluk ciri I-V menunjukkan hubungan antara arus yang mengalir melalui LED dan voltan merentasinya. Untuk LED AlInGaP tipikal seperti ini, keluk menunjukkan kenaikan eksponen. Voltan "lutut", di mana arus mula meningkat dengan ketara, adalah sekitar 1.8-1.9V. Selepas titik ini, peningkatan kecil dalam voltan menyebabkan peningkatan besar dalam arus. Ini menekankan kepentingan menggunakan pemacu arus malar atau perintang had semasa untuk mengelakkan pelarian terma dan memastikan operasi yang stabil.

4.2 Keamatan Bercahaya vs. Arus Ke Hadapan

Keluk ini menunjukkan bagaimana output cahaya berskala dengan arus pemacu. Biasanya, keamatan bercahaya meningkat secara linear dengan arus sehingga satu titik. Walau bagaimanapun, pada arus yang sangat tinggi, kecekapan menurun disebabkan peningkatan penjanaan haba dalam cip (penurunan kecekapan). Beroperasi pada atau di bawah 20mA yang disyorkan memastikan kecekapan dan jangka hayat yang optimum.

4.3 Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien

Output cahaya LED bergantung pada suhu. Apabila suhu ambien (atau suhu simpang) meningkat, keamatan bercahaya umumnya berkurangan. Keluk penurunan nilai ini adalah penting untuk mereka bentuk aplikasi yang mesti mengekalkan tahap kecerahan tertentu dalam julat suhu operasi yang ditentukan, terutamanya ke arah had atas +85°C.

4.4 Taburan Spektrum

Plot taburan kuasa spektrum menunjukkan keamatan relatif cahaya yang dipancarkan pada setiap panjang gelombang. Untuk LED hijau AlInGaP, keluk ini biasanya adalah puncak tunggal yang agak sempit berpusat di sekitar panjang gelombang dominan. Lebar separuh (Δλ) 15 nm menunjukkan warna hijau yang sederhana tulen, yang diingini untuk penunjuk yang jelas dan tepu.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

LED mematuhi garis besar pakej SMD piawai industri. Dimensi utama termasuk panjang keseluruhan, lebar, dan tinggi. Kanta adalah jernih air. Semua dimensi disediakan dalam milimeter dengan toleransi piawai ±0.1 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Data dimensi yang tepat adalah penting untuk mencipta tapak kaki PCB yang tepat dan memastikan penempatan dan pematerian yang betul.

5.2 Corak Tanah PCB dan Polari yang Disyorkan

Susun atur pad pateri yang disyorkan (corak tanah) disediakan untuk memastikan pembentukan sendi pateri yang boleh dipercayai dan penjajaran yang betul semasa alir balik. Reka bentuk mengambil kira pembentukan fillet pateri dan pelepasan terma. Terminal katod (negatif) biasanya dikenal pasti oleh tanda pada badan pakej, seperti takuk, titik, atau tanda hijau. Orientasi polari yang betul semasa pemasangan adalah wajib untuk peranti berfungsi.

6. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Parameter Pematerian Alir Balik Inframerah

Untuk proses pateri bebas plumbum (Pb-free), profil suhu khusus disyorkan. Profil ini biasanya termasuk zon pra-panas (cth., 150-200°C), kenaikan terkawal, zon suhu puncak, dan zon penyejukan. Parameter kritikal ialah suhu badan peranti tidak boleh melebihi 260°C selama lebih daripada 10 saat. Pematuhan kepada profil ini adalah perlu untuk mengelakkan kerosakan pada kanta epoksi LED, ikatan wayar dalaman, atau die semikonduktor itu sendiri.

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan, penjagaan yang melampau mesti diambil. Suhu hujung besi pemateri tidak boleh melebihi 300°C, dan masa sentuhan dengan terminal LED harus dihadkan kepada maksimum 3 saat untuk satu operasi pematerian. Menggunakan haba yang berlebihan boleh merosakkan komponen secara tidak boleh balik.

6.3 Pembersihan

Pembersihan selepas pateri mesti dilakukan dengan pelarut yang serasi. Hanya pembersih berasaskan alkohol, seperti etil alkohol atau isopropil alkohol (IPA), harus digunakan. LED harus direndam pada suhu biasa selama kurang daripada satu minit. Pembersih kimia yang keras atau tidak ditentukan boleh merosakkan pakej plastik, menyebabkan perubahan warna, retak, atau pengurangan output cahaya.

6.4 Penyimpanan dan Pengendalian

Penyimpanan yang betul adalah kritikal untuk mengekalkan kebolehpaterian. Beg kalis lembap yang belum dibuka dengan desikan mempunyai jangka hayat. Sebaik sahaja pembungkusan asal dibuka, LED sensitif kepada kelembapan ambien (Tahap Kepekaan Kelembapan, MSL 3). Ia harus digunakan dalam masa satu minggu atau disimpan dalam persekitaran kering (cth., bekas tertutup dengan desikan atau kabinet nitrogen). Jika terdedah kepada kelembapan ambien selama lebih daripada seminggu, proses pembakaran (cth., 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam) diperlukan sebelum pematerian untuk membuang kelembapan yang diserap dan mengelakkan "popcorning" semasa alir balik.

6.5 Langkah Berjaga-jaga Nyahcas Elektrostatik (ESD)

LED sensitif kepada nyahcas elektrostatik. Prosedur pengendalian mesti termasuk pembumian yang betul. Operator harus menggunakan gelang pergelangan tangan atau sarung tangan anti-statik. Semua stesen kerja, peralatan, dan mesin mesti dibumikan dengan betul untuk mengelakkan kejadian ESD yang boleh merosakkan atau memusnahkan simpang semikonduktor.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

Produk dibekalkan untuk pemasangan automatik. Ia dibungkus dalam pita pembawa timbul lebar 8mm. Pita dililit pada gegelung diameter 7 inci (178mm) piawai. Setiap gegelung mengandungi 3000 keping LED. Untuk kuantiti kurang daripada gegelung penuh, kuantiti pembungkusan minimum 500 keping tersedia. Pembungkusan mematuhi piawaian ANSI/EIA-481, memastikan keserasian dengan feeder pita piawai pada mesin pick-and-place.

8. Nota Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Had Semasa

LED ialah peranti yang didorong arus. Perintang siri adalah kaedah termudah untuk menghadkan arus apabila dikuasakan dari sumber voltan. Nilai perintang boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_sumber - VF_LED) / I_dikehendaki. Sebagai contoh, dengan bekalan 5V, VF 2.1V, dan arus dikehendaki 20mA, nilai perintang akan menjadi (5 - 2.1) / 0.02 = 145 Ohm. Perintang piawai 150 Ohm akan sesuai. Penarafan kuasa perintang juga mesti dipertimbangkan: P = I^2 * R = (0.02)^2 * 150 = 0.06W, jadi perintang 1/8W (0.125W) atau lebih besar adalah mencukupi.

8.2 Pengurusan Terma

Walaupun kecil, LED menjana haba pada simpang semikonduktor. Suhu simpang yang berlebihan mengurangkan output cahaya, mengalihkan panjang gelombang, dan memendekkan jangka hayat. Untuk reka bentuk yang beroperasi pada suhu ambien tinggi atau berhampiran arus maksimum, pertimbangkan susun atur PCB. Menggunakan PCB dengan satah bumi atau via terma di bawah pad terma LED (jika ada) boleh membantu menyebarkan haba. Elakkan meletakkan LED berhampiran komponen lain yang menjana haba.

8.3 Skop Aplikasi dan Kebolehpercayaan

LED ini direka untuk digunakan dalam peralatan elektronik komersial dan industri piawai. Untuk aplikasi yang memerlukan kebolehpercayaan luar biasa di mana kegagalan boleh membahayakan keselamatan atau kesihatan (cth., penerbangan, sokongan hayat perubatan, sistem pengangkutan kritikal), kelayakan tambahan dan perundingan khusus adalah perlu. Peranti piawai mungkin tidak sesuai untuk aplikasi kebolehpercayaan tinggi sedemikian tanpa penilaian lanjut.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

LTST-S110KGKT, berdasarkan teknologi AlInGaP, menawarkan kelebihan berbeza berbanding teknologi LED hijau lain seperti GaP (Gallium Fosfida) tradisional atau InGaN (Indium Gallium Nitrida) untuk panjang gelombang tertentu. LED AlInGaP umumnya memberikan kecekapan yang lebih tinggi dan kestabilan suhu yang lebih baik dalam spektrum ambar hingga merah, dan untuk panjang gelombang hijau tertentu, ia boleh menawarkan prestasi yang lebih baik dari segi kecerahan dan kestabilan warna berbanding teknologi GaP yang lebih lama. Sudut pandangan 130 darjahnya lebih luas daripada beberapa pakej pandangan sisi atau pandangan atas yang direka untuk cahaya yang lebih berarah, menjadikannya pilihan serba boleh untuk penunjuk status di mana keterlihatan sudut lebar adalah bermanfaat. Gabungan kanta jernih dan cip AlInGaP yang terang menghasilkan warna hijau yang hidup dan tepu yang mudah dibezakan.

10. Soalan Lazim (FAQ)

10.1 Apakah perbezaan antara panjang gelombang puncak dan panjang gelombang dominan?

Panjang gelombang puncak (λP) ialah panjang gelombang di mana keluk taburan kuasa spektrum mencapai keamatan maksimumnya. Panjang gelombang dominan (λd) diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE dan mewakili panjang gelombang tunggal cahaya monokromatik tulen yang akan sepadan dengan warna yang dirasakan LED. Untuk LED dengan spektrum sempit, nilai-nilai ini sering hampir, tetapi λd adalah parameter yang lebih relevan untuk spesifikasi warna.

10.2 Bolehkah saya mendorong LED ini dengan sumber voltan secara langsung?

Tidak. Voltan ke hadapan LED mempunyai pekali suhu negatif dan berbeza dari unit ke unit. Menyambungkannya secara langsung ke sumber voltan akan menyebabkan arus yang tidak terkawal mengalir, kemungkinan melebihi penarafan maksimum dan memusnahkan peranti. Sentiasa gunakan mekanisme had semasa, seperti perintang siri atau pemacu arus malar.

10.3 Mengapa terdapat sistem pembinanan untuk keamatan bercahaya dan panjang gelombang?

Variasi pembuatan menyebabkan perbezaan kecil dalam prestasi antara LED individu. Pembinanan menyusunnya ke dalam kumpulan dengan ciri-ciri yang sepadan rapat. Ini membolehkan pereka membeli bahagian dengan prestasi minimum/maksimum yang dijamin (cth., kecerahan, warna) untuk aplikasi mereka, memastikan konsistensi dalam produk akhir, terutamanya apabila menggunakan berbilang LED.

10.4 Apa yang berlaku jika saya melebihi had 10 saat pada 260°C semasa alir balik?

Melebihi profil masa-suhu boleh menyebabkan beberapa kegagalan: retakan tekanan terma kanta epoksi, degradasi pengkapsulan silikon dalaman (membawa kepada penggelapan), kegagalan ikatan wayar, atau kerosakan pada cip semikonduktor itu sendiri. Ini akan mengakibatkan pengurangan output cahaya, anjakan warna, atau kegagalan peranti lengkap.

11. Contoh Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

11.1 Penunjuk Status untuk Peranti Pengguna

Dalam pembesar suara Bluetooth mudah alih, satu LTST-S110KGKT boleh digunakan sebagai penunjuk status kuasa/pengecasan. Didorong pada 10-15 mA melalui perintang had semasa dari rel utama 3.3V atau 5V, ia memberikan cahaya hijau yang jelas dan terang. Sudut pandangan luas 130 darjah memastikan status kelihatan dari hampir mana-mana sudut. Reka bentuk mesti termasuk tapak kaki PCB yang betul dan memastikan LED tidak diletakkan di belakang kanta yang berwarna gelap atau menyebarkan yang memerlukan arus pemacu yang lebih tinggi.

11.2 Lampu Latar untuk Keypad Membran

Untuk keypad peranti perubatan, berbilang LED dari bin keamatan yang sama (cth., Kod N) boleh disusun di sekeliling perimeter untuk memberikan lampu latar yang sekata. Ia akan disambungkan dalam gabungan siri-selari dengan perintang had semasa yang sesuai untuk memastikan kecerahan seragam. Pengurusan terma mesti dipertimbangkan jika banyak LED didorong serentak dalam ruang terkurung.

12. Pengenalan Teknologi

LTST-S110KGKT menggunakan bahan semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) yang ditumbuhkan pada substrat. Apabila voltan ke hadapan dikenakan, elektron dan lubang bergabung semula di kawasan aktif cip, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi AlInGaP menentukan tenaga jurang jalur dan seterusnya panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan, dalam kes ini, hijau. Cip dipasang dalam pakej leadframe, diikat wayar, dan dikapsulkan dengan kanta epoksi jernih yang melindungi cip dan membentuk pancaran output cahaya. Penyaduran timah pada lead luaran memastikan kebolehpaterian yang baik dan rintangan kepada pengoksidaan.

13. Trend Teknologi

Trend umum dalam LED penunjuk SMD terus ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per unit kuasa elektrik), peningkatan konsistensi dan ketepuan warna, dan saiz pakej yang lebih kecil untuk membolehkan reka bentuk PCB yang lebih padat. Terdapat juga tumpuan untuk meningkatkan kebolehpercayaan di bawah keadaan yang teruk, seperti suhu dan kelembapan yang lebih tinggi. Dorongan untuk peminiaturan berterusan, dengan LED pakej skala cip (CSP) menjadi lebih lazim untuk aplikasi yang paling terhad ruang. Tambahan pula, integrasi elektronik kawalan secara langsung dengan die LED (cth., untuk pemanduan arus malar atau pencampuran warna) adalah bidang pembangunan yang berterusan.