Isi Kandungan
- 1. Gambaran Keseluruhan Produk
- 1.1 Ciri-ciri
- 1.2 Aplikasi
- 2. Maklumat Mekanikal dan Pakej
- 3. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam
- 3.1 Kadar Maksimum Mutlak
- 3.2 Ciri-ciri Elektrik dan Optik
- 4. Penjelasan Sistem Binning
- 4.1 Pangkat Voltan Hadapan (Vf)
- 4.2 Pangkat Keamatan Bercahaya (Iv)
- 4.3 Pangkat Warna (Panjang Gelombang Dominan)
- 5. Analisis Lengkung Prestasi
- 6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan
- 6.1 Profil Reflow IR yang Disyorkan (Bebas Plumbum)
- 6.2 Reka bentuk Pad Lampiran PCB
- 6.3 Pembersihan
- 6.4 Penyimpanan dan Pengendalian
- 7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan
- 8. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk
- 8.1 Litar Aplikasi Tipikal
- 8.2 Pengurusan Haba
- 8.3 Reka Bentuk Optik
- 9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal
- 10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)
- 11. Contoh Kes Penggunaan Praktikal
- 12. Pengenalan Prinsip Operasi
- 13. Trend Teknologi
1. Gambaran Keseluruhan Produk
LTST-C191KGKT ialah lampu LED peranti permukaan terpasang (SMD) yang direka untuk pemasangan papan litar bercetak (PCB) automatik. Saiznya yang mini dan profil rendah menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang mempunyai ruang terhad dalam pelbagai peralatan elektronik pengguna dan industri.
1.1 Ciri-ciri
- Mematuhi piawaian alam sekitar RoHS.
- Profil pakej yang sangat nipis dengan ketinggian hanya 0.55 mm.
- Menggunakan die semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) super terang untuk menghasilkan cahaya hijau.
- Dibungkus pada pita 8mm yang dililit pada gegelung berdiameter 7 inci untuk keserasian dengan peralatan "pick-and-place" automatik berkelajuan tinggi.
- Garis luar pakej piawai EIA (Electronic Industries Alliance).
- Serasi dengan logik input, sesuai untuk pacuan terus daripada litar bersepadu.
- Direka untuk digunakan dengan proses pateri reflow inframerah (IR).
1.2 Aplikasi
LED ini sesuai untuk pelbagai tujuan pencahayaan dan penunjuk, termasuk:
- Pencahayaan belakang untuk kekunci papan kekunci, papan kekunci, dan mikro paparan.
- Penunjuk status dan kuasa dalam peralatan telekomunikasi, peranti automasi pejabat, perkakas rumah, dan sistem kawalan industri.
- Lampu isyarat dan simbolik.
2. Maklumat Mekanikal dan Pakej
Peranti ini mempunyai kanta lutsinar yang membolehkan cahaya hijau daripada cip AlInGaP dipancarkan dengan cekap. Lukisan dimensi terperinci disediakan dalam datasheet, dengan semua ukuran kritikal dinyatakan dalam milimeter. Ciri-ciri pakej utama termasuk tapak kaki piawai yang direka untuk pateri yang boleh dipercayai dan profil rendah yang meminimumkan ketinggian pemasangan keseluruhan. Polari ditanda dengan jelas pada badan peranti untuk orientasi PCB yang betul.
3. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam
3.1 Kadar Maksimum Mutlak
Kadar ini menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada had ini tidak dijamin.
- Pelesapan Kuasa (Pd):75 mW. Ini adalah jumlah kuasa maksimum yang boleh dilesapkan oleh pakej LED sebagai haba tanpa menjejaskan prestasi atau kebolehpercayaan.
- Arus Hadapan DC (IF):30 mA. Arus berterusan maksimum yang boleh dikenakan pada LED.
- Arus Hadapan Puncak:80 mA, dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms) untuk mencapai output cahaya yang lebih tinggi secara ringkas.
- Voltan Songsang (VR):5 V. Melebihi voltan ini dalam bias songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang serta-merta.
- Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-55°C hingga +85°C. Menentukan julat persekitaran penuh untuk fungsi peranti dan penyimpanan bukan operasi.
- Keadaan Pateri Inframerah:Tahan suhu puncak 260°C selama 10 saat, yang kritikal untuk proses pemasangan bebas plumbum (Pb-free).
3.2 Ciri-ciri Elektrik dan Optik
Parameter ini diukur pada keadaan ujian piawai Ta=25°C dan IF=20mA, memberikan penanda aras prestasi tipikal.
- Keamatan Bercahaya (Iv):Julat dari 18.0 hingga 71.0 millicandelas (mcd). Julat luas ini diuruskan melalui sistem bin (lihat Seksyen 4).
- Sudut Pandangan (2θ½):130 darjah. Sudut pandangan yang luas ini menunjukkan corak pancaran Lambertian atau hampir Lambertian, sesuai untuk pencahayaan kawasan dan bukan pancaran fokus.
- Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λP):Biasanya 574.0 nm. Ini adalah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah tertinggi.
- Panjang Gelombang Dominan (λd):Ditentukan antara 567.5 nm dan 576.5 nm. Ini menentukan warna yang dilihat (hijau) LED dan juga tertakluk kepada bin.
- Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):Kira-kira 15 nm. Ini menunjukkan ketulenan spektrum atau lebar jalur cahaya hijau yang dipancarkan.
- Voltan Hadapan (VF):Antara 1.9 V dan 2.4 V pada 20mA. Susut voltan merentasi LED semasa beroperasi, penting untuk reka bentuk litar pemacu.
- Arus Songsang (IR):Maksimum 10 µA pada VR=5V. Ukuran kebocoran simpang dalam keadaan mati.
4. Penjelasan Sistem Binning
Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran besar-besaran, LED disusun ke dalam bin prestasi. LTST-C191KGKT menggunakan tiga kriteria binning bebas.
4.1 Pangkat Voltan Hadapan (Vf)
Bin memastikan LED mempunyai susut voltan yang serupa, memudahkan reka bentuk litar had arus. Bin julat dari Kod 4 (1.90V-2.00V) ke Kod 8 (2.30V-2.40V), setiap satu dengan toleransi ±0.1V.
4.2 Pangkat Keamatan Bercahaya (Iv)
Mengumpulkan LED mengikut intensiti output cahaya mereka. Kod adalah M (18.0-28.0 mcd), N (28.0-45.0 mcd), dan P (45.0-71.0 mcd), setiap satu dengan toleransi ±15%.
4.3 Pangkat Warna (Panjang Gelombang Dominan)
Menyusun LED mengikut warna hijau yang tepat. Kod adalah C (567.5-570.5 nm), D (570.5-573.5 nm), dan E (573.5-576.5 nm), setiap satu dengan toleransi ±1 nm.
5. Analisis Lengkung Prestasi
Datasheet termasuk lengkung ciri tipikal yang memberikan pemahaman yang lebih mendalam tentang tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan.
- Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V):Menunjukkan hubungan eksponen, penting untuk menentukan voltan pemacu yang diperlukan untuk arus sasaran.
- Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan:Menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus, biasanya dalam hubungan hampir linear dalam julat operasi sebelum kecekapan menurun pada arus yang sangat tinggi.
- Keamatan Bercahaya vs. Suhu Persekitaran:Menggambarkan penurunan output cahaya secara terma. Apabila suhu simpang meningkat, kecekapan bercahaya umumnya menurun.
- Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif berbanding panjang gelombang, menunjukkan puncak pada ~574nm dan separuh lebar ~15nm, mengesahkan titik warna hijau.
6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan
6.1 Profil Reflow IR yang Disyorkan (Bebas Plumbum)
Proses kritikal untuk lampiran yang boleh dipercayai. Profil harus termasuk zon pra-panas (150-200°C), kenaikan terkawal ke suhu puncak tidak melebihi 260°C, dan masa pada suhu puncak (contohnya, 260°C) dihadkan kepada maksimum 10 saat. Keseluruhan proses harus diselesaikan dalam masa pra-panas maksimum 120 saat. Profil ini berdasarkan piawaian JEDEC untuk mengelakkan kerosakan terma pada pakej LED atau die.
6.2 Reka bentuk Pad Lampiran PCB
Corak land yang disyorkan (tapak kaki) disediakan untuk memastikan pembentukan sendi pateri yang betul, penjajaran komponen, dan pengurusan haba semasa reflow.
6.3 Pembersihan
Jika pembersihan diperlukan selepas pateri, hanya pelarut berasaskan alkohol yang ditetapkan seperti etil alkohol atau isopropil alkohol harus digunakan. LED harus direndam pada suhu normal selama kurang daripada satu minit. Bahan kimia yang tidak ditentukan mungkin merosakkan kanta epoksi atau pakej.
6.4 Penyimpanan dan Pengendalian
- Amaran ESD:Peranti ini sensitif kepada nyahcas elektrostatik (ESD). Kawalan ESD yang betul (gelang pergelangan tangan, peralatan dibumikan) mesti digunakan semasa pengendalian.
- Kepekaan Kelembapan:Pakej ini dinilai MSL2a. Sebaik sahaja beg kalis lembapan asal dibuka, komponen mesti direflow IR dalam masa 672 jam (28 hari) di bawah keadaan penyimpanan ≤30°C dan ≤60% RH. Untuk penyimpanan lebih lama di luar beg asal, pembakaran pada 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam diperlukan sebelum pateri.
7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan
LED dibekalkan pada pita pembawa timbul lebar 8mm, dimeterai dengan pita penutup. Pita dililit pada gegelung diameter piawai 7 inci (178mm). Setiap gegelung mengandungi 5000 keping. Pembungkusan mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481. Kuantiti pesanan minimum 500 keping dikenakan untuk baki kuantiti.
8. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk
8.1 Litar Aplikasi Tipikal
Untuk operasi yang boleh dipercayai, perintang had arus mesti disambung secara bersiri dengan LED. Nilai perintang (R) boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (Vsupply - VF) / IF, di mana VF ialah voltan hadapan bin yang dipilih, dan IF ialah arus pemacu yang dikehendaki (tidak melebihi 30mA DC).
8.2 Pengurusan Haba
Walaupun pelesapan kuasa rendah, mengekalkan suhu simpang dalam had adalah kunci kepada kebolehpercayaan jangka panjang dan output cahaya yang stabil. Pastikan reka bentuk pad PCB memberikan pelepasan haba yang mencukupi, terutamanya apabila beroperasi pada atau berhampiran arus hadapan maksimum.
8.3 Reka Bentuk Optik
Sudut pandangan 130 darjah memberikan corak cahaya yang luas dan meresap. Untuk cahaya yang lebih fokus, optik sekunder (kanta atau pandu cahaya) diperlukan. Kanta lutsinar sesuai untuk aplikasi di mana cip LED itu sendiri tidak kelihatan.
9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal
Ciri pembezaan utama LTST-C191KGKT ialahprofil ultra nipis 0.55mmdan penggunaancip AlInGaPuntuk pancaran hijau. Berbanding teknologi lama seperti GaP, AlInGaP menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi dan ketepuan warna yang lebih baik. Profil nipis adalah kelebihan utama berbanding LED cip piawai 0.6mm atau 0.8mm dalam peranti pengguna moden yang langsing.
10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)
S: Bolehkah saya memacu LED ini terus daripada output logik 3.3V atau 5V?
J: Tidak. Anda mesti menggunakan perintang had arus bersiri. Bekalan 3.3V dengan VF tipikal 2.1V meninggalkan 1.2V merentasi perintang. Untuk 20mA, R = 60Ω. Sentiasa kira berdasarkan VF maksimum dari bin khusus anda untuk memastikan arus yang mencukupi.
S: Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Puncak dan Panjang Gelombang Dominan?
J: Panjang Gelombang Puncak (λP) ialah panjang gelombang fizikal pancaran spektrum tertinggi. Panjang Gelombang Dominan (λd) ialah panjang gelombang tunggal persepsi yang sepadan dengan warna LED seperti yang dilihat oleh mata manusia, dikira daripada rajah kromatisiti CIE. λd lebih relevan untuk spesifikasi warna.
S: Bagaimana saya mentafsir kod bin semasa membuat pesanan?
J: Anda boleh menentukan gabungan kod bin Vf, Iv, dan λd untuk mendapatkan LED dengan ciri elektrik dan optik yang dikumpulkan rapat, yang penting untuk prestasi konsisten dalam tatasusunan pelbagai LED atau aplikasi pencahayaan belakang.
11. Contoh Kes Penggunaan Praktikal
Senario: Mereka bentuk penunjuk status kuasa rendah untuk peranti mudah alih.
Peranti berjalan pada bateri sel syiling 3.0V. Matlamatnya adalah penunjuk hijau yang jelas. Arus pemacu 10mA dipilih untuk mengimbangi kecerahan dan hayat bateri. Dengan mengandaikan bin VF 5 (2.05V tipikal), perintang bersiri dikira: R = (3.0V - 2.05V) / 0.01A = 95Ω. Perintang piawai 100Ω akan digunakan, menghasilkan arus ~9.5mA. Bin Iv M atau N akan memberikan kecerahan yang mencukupi pada arus ini. Ketinggian 0.55mm membolehkannya muat dalam selongsong ultra nipis.
12. Pengenalan Prinsip Operasi
Pancaran cahaya dalam LED AlInGaP ini adalah berdasarkan elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan hadapan dikenakan, elektron dan lubang disuntik merentasi simpang dan bergabung semula di kawasan aktif. Tenaga yang dibebaskan semasa penggabungan semula ini dipancarkan sebagai foton (cahaya). Komposisi khusus aloi semikonduktor AlInGaP menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan, dalam kes ini, hijau. Kanta epoksi lutsinar membungkus dan melindungi die semikonduktor sambil juga membentuk corak output cahaya.
13. Trend Teknologi
Pembangunan LED SMD seperti LTST-C191KGKT mengikuti beberapa trend industri utama:Pengecilan(pakej lebih nipis, lebih kecil),Peningkatan Kecekapan(output bercahaya lebih tinggi per unit input elektrik, didorong oleh pertumbuhan epitaksial dan reka bentuk cip yang lebih baik), danKebolehpercayaan Dipertingkatkan(bahan dan proses pembungkusan yang lebih baik untuk menahan suhu reflow yang lebih tinggi dan keadaan persekitaran yang lebih keras). Pergerakan ke arah AlInGaP untuk hijau adalah sebahagian daripada peralihan yang lebih luas daripada bahan kecekapan rendah tradisional kepada semikonduktor kompaun prestasi tinggi merentasi spektrum yang boleh dilihat.
Terminologi Spesifikasi LED
Penjelasan lengkap istilah teknikal LED
Prestasi Fotoelektrik
| Istilah | Unit/Perwakilan | Penjelasan Ringkas | Mengapa Penting |
|---|---|---|---|
| Keberkesanan Bercahaya | lm/W (lumen per watt) | Output cahaya per watt elektrik, lebih tinggi bermakna lebih cekap tenaga. | Langsung menentukan gred kecekapan tenaga dan kos elektrik. |
| Fluks Bercahaya | lm (lumen) | Jumlah cahaya yang dipancarkan oleh sumber, biasanya dipanggil "kecerahan". | Menentukan sama ada cahaya cukup terang. |
| Sudut Pandangan | ° (darjah), cth., 120° | Sudut di mana keamatan cahaya turun kepada separuh, menentukan lebar pancaran. | Mempengaruhi julat pencahayaan dan keseragaman. |
| CCT (Suhu Warna) | K (Kelvin), cth., 2700K/6500K | Kehangatan/kesejukan cahaya, nilai lebih rendah kekuningan/panas, lebih tinggi keputihan/sejuk. | Menentukan suasana pencahayaan dan senario yang sesuai. |
| CRI / Ra | Tanpa unit, 0–100 | Keupayaan untuk memaparkan warna objek dengan tepat, Ra≥80 adalah baik. | Mempengaruhi keaslian warna, digunakan di tempat permintaan tinggi seperti pusat beli-belah, muzium. |
| SDCM | Langkah elips MacAdam, cth., "5-langkah" | Metrik konsistensi warna, langkah lebih kecil bermakna warna lebih konsisten. | Memastikan warna seragam merentasi kelompok LED yang sama. |
| Panjang Gelombang Dominan | nm (nanometer), cth., 620nm (merah) | Panjang gelombang yang sepadan dengan warna LED berwarna. | Menentukan rona LED monokrom merah, kuning, hijau. |
| Taburan Spektrum | Lengkung panjang gelombang vs keamatan | Menunjukkan taburan keamatan merentasi panjang gelombang. | Mempengaruhi pemaparan warna dan kualiti. |
Parameter Elektrik
| Istilah | Simbol | Penjelasan Ringkas | Pertimbangan Reka Bentuk |
|---|---|---|---|
| Voltan Hadapan | Vf | Voltan minimum untuk menghidupkan LED, seperti "ambang permulaan". | Voltan pemacu mesti ≥Vf, voltan ditambah untuk LED siri. |
| Arus Hadapan | If | Nilai arus untuk operasi LED normal. | Biasanya pemacu arus malar, arus menentukan kecerahan & jangka hayat. |
| Arus Denyut Maks | Ifp | Arus puncak yang boleh diterima untuk tempoh pendek, digunakan untuk pemudaran atau kilat. | Lebar denyut & kitar tugas mesti dikawal ketat untuk mengelakkan kerosakan. |
| Voltan Songsang | Vr | Voltan songsang maks yang LED boleh tahan, melebihi mungkin menyebabkan kerosakan. | Litar mesti menghalang sambungan songsang atau lonjakan voltan. |
| Rintangan Terma | Rth (°C/W) | Rintangan kepada pemindahan haba dari cip ke pateri, lebih rendah lebih baik. | Rintangan terma tinggi memerlukan penyebaran haba lebih kuat. |
| Kekebalan ESD | V (HBM), cth., 1000V | Keupayaan untuk menahan nyahcas elektrostatik, lebih tinggi bermakna kurang terdedah. | Langkah anti-statik diperlukan dalam pengeluaran, terutama untuk LED sensitif. |
Pengurusan Terma & Kebolehpercayaan
| Istilah | Metrik Utama | Penjelasan Ringkas | Kesan |
|---|---|---|---|
| Suhu Simpang | Tj (°C) | Suhu operasi sebenar di dalam cip LED. | Setiap pengurangan 10°C mungkin menggandakan jangka hayat; terlalu tinggi menyebabkan penyusutan cahaya, anjakan warna. |
| Susut Nilai Lumen | L70 / L80 (jam) | Masa untuk kecerahan turun kepada 70% atau 80% daripada awal. | Langsung mentakrifkan "jangka hayat perkhidmatan" LED. |
| Penyelenggaraan Lumen | % (cth., 70%) | Peratusan kecerahan yang dikekalkan selepas masa. | Menunjukkan pengekalan kecerahan atas penggunaan jangka panjang. |
| Anjakan Warna | Δu′v′ atau elips MacAdam | Darjah perubahan warna semasa penggunaan. | Mempengaruhi konsistensi warna dalam adegan pencahayaan. |
| Penuaan Terma | Kerosakan bahan | Kemerosotan akibat suhu tinggi jangka panjang. | Mungkin menyebabkan penurunan kecerahan, perubahan warna, atau kegagalan litar terbuka. |
Pembungkusan & Bahan
| Istilah | Jenis Biasa | Penjelasan Ringkas | Ciri & Aplikasi |
|---|---|---|---|
| Jenis Pakej | EMC, PPA, Seramik | Bahan perumahan yang melindungi cip, menyediakan antara muka optik/terma. | EMC: rintangan haba baik, kos rendah; Seramik: penyebaran haba lebih baik, hayat lebih panjang. |
| Struktur Cip | Depan, Flip Chip | Susunan elektrod cip. | Flip chip: penyebaran haba lebih baik, keberkesanan lebih tinggi, untuk kuasa tinggi. |
| Salutan Fosfor | YAG, Silikat, Nitrida | Meliputi cip biru, menukar sebahagian kepada kuning/merah, campur kepada putih. | Fosfor berbeza mempengaruhi keberkesanan, CCT, dan CRI. |
| Kanta/Optik | Rata, Mikrokanta, TIR | Struktur optik pada permukaan mengawal taburan cahaya. | Menentukan sudut pandangan dan lengkung taburan cahaya. |
Kawalan Kualiti & Pengelasan
| Istilah | Kandungan Pembin | Penjelasan Ringkas | Tujuan |
|---|---|---|---|
| Bin Fluks Bercahaya | Kod cth. 2G, 2H | Dikumpulkan mengikut kecerahan, setiap kumpulan mempunyai nilai lumen min/maks. | Memastikan kecerahan seragam dalam kelompok yang sama. |
| Bin Voltan | Kod cth. 6W, 6X | Dikumpulkan mengikut julat voltan hadapan. | Memudahkan pemadanan pemacu, meningkatkan kecekapan sistem. |
| Bin Warna | Elips MacAdam 5-langkah | Dikumpulkan mengikut koordinat warna, memastikan julat ketat. | Menjamin konsistensi warna, mengelakkan warna tidak sekata dalam alat. |
| Bin CCT | 2700K, 3000K dll. | Dikumpulkan mengikut CCT, setiap satu mempunyai julat koordinat sepadan. | Memenuhi keperluan CCT adegan berbeza. |
Pengujian & Pensijilan
| Istilah | Piawaian/Ujian | Penjelasan Ringkas | Kepentingan |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Ujian penyelenggaraan lumen | Pencahayaan jangka panjang pada suhu malar, merekodkan penyusutan kecerahan. | Digunakan untuk menganggarkan hayat LED (dengan TM-21). |
| TM-21 | Piawaian anggaran hayat | Menganggarkan hayat di bawah keadaan sebenar berdasarkan data LM-80. | Menyediakan ramalan hayat saintifik. |
| IESNA | Persatuan Kejuruteraan Pencahayaan | Meliputi kaedah ujian optik, elektrik, terma. | Asas ujian diiktiraf industri. |
| RoHS / REACH | Pensijilan alam sekitar | Memastikan tiada bahan berbahaya (plumbum, merkuri). | Keperluan akses pasaran di peringkat antarabangsa. |
| ENERGY STAR / DLC | Pensijilan kecekapan tenaga | Pensijilan kecekapan tenaga dan prestasi untuk pencahayaan. | Digunakan dalam perolehan kerajaan, program subsidi, meningkatkan daya saing. |