Dokumen Teknikal LTST-C930TGKT - LED Hijau SMD Kanta Kubah - 2.8x3.2V - 76mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTST-C930TGKT ialah diod pemancar cahaya (LED) peranti permukaan-pasang (SMD) berkeamatan tinggi yang menggunakan bahan semikonduktor Indium Gallium Nitride (InGaN) untuk menghasilkan cahaya hijau. Ia mempunyai kanta berbentuk kubah yang tersendiri, yang direka untuk meningkatkan output cahaya dan ciri sudut pandangan berbanding alternatif kanta rata. Komponen ini direka untuk keserasian dengan sistem pemasangan automatik pick-and-place dan proses pateri reflow standard, menjadikannya sesuai untuk persekitaran pembuatan volum tinggi. Aplikasi utamanya termasuk penunjuk status, lampu latar untuk paparan kecil, pencahayaan panel, dan pelbagai elektronik pengguna di mana pencahayaan hijau yang konsisten dan boleh dipercayai diperlukan.

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

Kelebihan utama LED ini berasal daripada reka bentuk bahan dan pakejnya. Teknologi cip InGaN menyediakan pancaran hijau yang cekap, yang selalunya lebih mencabar untuk dicapai dengan keamatan tinggi berbanding LED merah atau biru. Kanta kubah bertindak sebagai optik primer, berkesan meningkatkan pengekstrakan cahaya daripada cip semikonduktor dan menyediakan sudut pandangan yang lebih luas dan seragam. Peranti ini dibungkus pada pita 8mm untuk gegelung 7-inci, mematuhi piawaian EIA, memastikan integrasi lancar ke dalam talian pengeluaran automatik. Pasaran sasaran merangkumi pelbagai pengeluar peralatan elektronik, terutamanya dalam automasi pejabat, peranti komunikasi, dan perkakas rumah, di mana LED berfungsi sebagai komponen penunjuk visual yang boleh dipercayai.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Bahagian ini memberikan pecahan terperinci parameter elektrik, optik, dan terma yang ditetapkan untuk LTST-C930TGKT, menawarkan konteks untuk jurutera reka bentuk.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ia tidak bertujuan untuk operasi biasa.

• Pelesapan Kuasa (Pd):76 mW. Ini adalah jumlah maksimum kuasa yang boleh dilesapkan oleh pakej LED sebagai haba pada suhu ambien (Ta) 25°C. Melebihi had ini berisiko memanaskan persimpangan semikonduktor secara berlebihan.
• Arus Hadapan DC (IF):20 mA. Arus operasi berterusan yang disyorkan untuk prestasi jangka panjang yang boleh dipercayai.
• Arus Hadapan Puncak:100 mA. Ini dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms) dan tidak boleh digunakan untuk operasi DC.
• Faktor Penurunan Nilai:0.25 mA/°C di atas 50°C. Parameter kritikal ini menunjukkan bahawa arus hadapan DC maksimum yang dibenarkan mesti dikurangkan secara linear sebanyak 0.25 mA untuk setiap darjah Celsius suhu ambien meningkat melebihi 50°C. Sebagai contoh, pada 70°C, arus DC maksimum ialah 20 mA - (0.25 mA/°C * 20°C) = 15 mA.
• Voltan Songsang (VR):5 V. Menggunakan voltan pincang songsang yang lebih besar daripada ini boleh menyebabkan kerosakan dan kegagalan persimpangan LED.
• Suhu Operasi & Penyimpanan:-20°C hingga +80°C dan -30°C hingga +100°C, masing-masing. Ini menentukan had persekitaran untuk operasi dan penyimpanan bukan operasi.
• Keadaan Pateri:Profil khusus disediakan untuk pateri gelombang (260°C selama 5s), reflow inframerah (260°C selama 5s), dan reflow fasa wap (215°C selama 3 minit). Pematuhan terhadap had masa-suhu ini adalah penting untuk mengelakkan keretakan pakej atau isu sambungan pateri.

2.2 Ciri Elektrik & Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur pada Ta=25°C dan IF=20mA, melainkan dinyatakan sebaliknya.

• Keamatan Cahaya (Iv):Julat dari 710.0 mcd (minimum) hingga 2000.0 mcd (tipikal). Ini adalah kecerahan yang dirasakan sumber cahaya seperti yang diukur oleh sensor yang ditapis untuk sepadan dengan respons fotopik mata manusia (lengkung CIE). Keamatan sebenar untuk unit tertentu bergantung pada kod binnya.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):25 darjah (tipikal). Ini adalah sudut penuh di mana keamatan cahaya turun kepada separuh daripada nilainya yang diukur pada paksi (0°). Sudut 25 darjah menunjukkan corak pancaran yang agak fokus, ciri kanta kubah yang direka untuk keamatan paksi yang lebih tinggi.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λP):530 nm (tipikal). Ini adalah panjang gelombang di mana output kuasa spektrum adalah maksimum. Ia adalah sifat fizikal bahan InGaN.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):525 nm (tipikal pada IF=20mA). Ini diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE dan mewakili panjang gelombang tunggal yang paling menggambarkan warna cahaya yang dirasakan. Ia adalah parameter utama untuk spesifikasi warna.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):35 nm (tipikal). Ini mengukur lebar jalur spektrum yang dipancarkan pada separuh kuasa maksimumnya. Nilai 35nm adalah biasa untuk LED hijau InGaN dan menunjukkan warna hijau yang sederhana tulen.
• Voltan Hadapan (VF):2.80V (Min), 3.20V (Tip), 3.60V (Maks) pada 20mA. Ini adalah susutan voltan merentasi LED semasa beroperasi. Variasinya diuruskan melalui sistem bin voltan.
• Arus Songsang (IR):10 μA (Maks) pada VR=5V. Arus bocor kecil di bawah pincang songsang.
• Kapasitans (C):40 pF (Tip) pada VF=0V, f=1MHz. Kapasitans persimpangan ini boleh relevan dalam aplikasi pensuisan frekuensi tinggi.

3. Penjelasan Sistem Bin

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran besar-besaran, LED disusun ke dalam bin prestasi. LTST-C930TGKT menggunakan sistem bin tiga dimensi.

3.1 Bin Voltan Hadapan

Unit disusun berdasarkan voltan hadapan (VF) mereka pada 20mA. Kod bin (D7, D8, D9, D10) sepadan dengan julat voltan tertentu dengan toleransi ±0.1V setiap bin. Sebagai contoh, LED bin D8 akan mempunyai VF antara 3.00V dan 3.20V. Ini membolehkan pereka memilih LED dengan susutan voltan yang sepadan untuk litar di mana pengawalan arus adalah kritikal, terutamanya apabila berbilang LED disambung secara selari.

3.2 Bin Keamatan Cahaya

Ini boleh dikatakan bin yang paling kritikal untuk konsistensi kecerahan. Bin (V, W, X, Y) menentukan nilai keamatan cahaya minimum dan maksimum, setiap satu dengan toleransi ±15%. Sebagai contoh, LED bin 'W' mempunyai keamatan antara 1120.0 mcd dan 1800.0 mcd. Memilih LED daripada bin keamatan yang sama adalah penting untuk aplikasi yang memerlukan kecerahan seragam merentasi berbilang penunjuk.

3.3 Bin Panjang Gelombang Dominan

Bin ini memastikan konsistensi warna. Bin (AP, AQ, AR) menentukan julat untuk panjang gelombang dominan (λd) dengan toleransi ketat ±1 nm. Sebagai contoh, LED bin 'AQ' akan mempunyai λd antara 525.0 nm dan 530.0 nm. Menggunakan LED daripada bin panjang gelombang yang sama menjamin warna hijau yang konsisten merentasi produk.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun graf khusus dirujuk dalam dokumen data (Rajah.1, Rajah.6), implikasinya adalah standard. LengkungKeamatan Cahaya Relatif vs. Arus Hadapanakan menunjukkan hubungan hampir linear pada arus yang lebih rendah, cenderung kepada sub-linear pada arus yang lebih tinggi disebabkan oleh penurunan kecekapan dan pemanasan. LengkungVoltan Hadapan vs. Arus Hadapanmempamerkan ciri hidup eksponen, stabil dalam kawasan operasi. LengkungKeamatan Cahaya Relatif vs. Suhu Ambienadalah penting; ia biasanya menunjukkan pekali suhu negatif, bermakna output cahaya berkurangan apabila suhu persimpangan meningkat. Ini mengukuhkan kepentingan pengurusan haba dan penurunan nilai arus. LengkungTaburan Spektrum(dirujuk oleh λP dan Δλ) akan menunjukkan bentuk seperti Gaussian berpusat sekitar 530nm.

5. Maklumat Mekanikal & Pembungkusan

Peranti ini mematuhi tapak kaki LED SMD standard. Dokumen data termasuk lukisan dimensi pakej terperinci (semua dalam mm) dengan toleransi umum ±0.10mm. Ciri mekanikal utama termasuk geometri kanta kubah dan tanda pengenalan katod. Susun atur pad pateri yang dicadangkan disediakan untuk memastikan fillet pateri yang boleh dipercayai dan penjajaran yang betul semasa reflow. Polarity ditanda dengan jelas pada peranti, biasanya dengan takuk atau titik hijau di sebelah katod, yang mesti diperhatikan semasa pemasangan untuk mengelakkan sambungan songsang.

6. Garis Panduan Pateri & Pemasangan

6.1 Profil Pateri Reflow

Dokumen data menyediakan dua profil reflow inframerah (IR) yang dicadangkan: satu untuk proses pateri SnPb standard dan satu untuk proses bebas plumbum (contohnya, SnAgCu). Kedua-dua profil menekankan peningkatan terkawal, zon pemanasan awal/rendaman yang mencukupi untuk mengaktifkan fluks dan menyamakan suhu papan, masa yang ditentukan di atas likuidus (TAL), suhu puncak tidak melebihi 260°C, dan penurunan terkawal. Mengikuti profil ini mengelakkan kejutan terma kepada pakej epoksi dan die semikonduktor.

6.2 Penyimpanan dan Pengendalian

LED adalah peranti sensitif kelembapan. Jika dikeluarkan daripada pembungkusan halangan kelembapan asal, ia harus dipateri reflow dalam masa satu minggu. Untuk penyimpanan lebih lama di luar beg asal, ia mesti disimpan dalam persekitaran kering (contohnya, bekas tertutup dengan penyerap lembapan atau pengering nitrogen). Jika terdedah kepada kelembapan ambien selama lebih daripada seminggu, pembakaran pada kira-kira 60°C selama 24 jam adalah disyorkan sebelum pateri untuk mengeluarkan kelembapan yang diserap dan mengelakkan "popcorning" semasa reflow.

6.3 Pembersihan

Hanya agen pembersih yang ditetapkan harus digunakan. Alkohol isopropil (IPA) atau etil alkohol adalah disyorkan. LED harus direndam pada suhu normal selama kurang daripada satu minit. Bahan kimia keras atau tidak ditentukan boleh merosakkan bahan kanta epoksi, menyebabkan kekaburan atau keretakan.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

Pembungkusan standard ialah 1500 keping setiap gegelung diameter 7-inci, dengan komponen pada pita pembawa timbul lebar 8mm. Pita itu mempunyai pita penutup untuk menutup poket kosong. Kuantiti pesanan minimum untuk gegelung baki ialah 500 keping. Pembungkusan mematuhi piawaian ANSI/EIA-481-1-A. Nombor bahagian LTST-C930TGKT sendiri mengikut skim pengekodan dalaman yang mungkin di mana 'LTST' mungkin menandakan keluarga produk, 'C930' siri/pakej khusus, 'TG' menunjukkan warna (Hijau) dan jenis kanta, dan 'KT' mungkin menandakan bin atau varian lain.

8. Cadangan Reka Bentuk Aplikasi

8.1 Reka Bentuk Litar Pemacu

Pertimbangan Kritikal:LED adalah peranti didorong arus, bukan didorong voltan. Kaedah yang paling boleh dipercayai untuk mengendalikan LED adalah dengan sumber arus malar. Dalam litar didorong voltan ringkas, perintang had arus siri adalahsangat wajib. Dokumen data sangat mengesyorkan menggunakan perintang berasingan untuk setiap LED apabila berbilang unit disambung secara selari (Model Litar A). Menggunakan satu perintang untuk berbilang LED selari (Model Litar B) tidak digalakkan kerana variasi kecil dalam ciri voltan hadapan (VF) antara LED individu akan menyebabkan ketidakseimbangan ketara dalam perkongsian arus, membawa kepada kecerahan tidak sekata dan tekanan berlebihan berpotensi bagi LED dengan VF terendah.

8.2 Perlindungan Nyahcas Elektrostatik (ESD)

LED terdedah kepada kerosakan daripada nyahcas elektrostatik. Kawalan ESD yang betul mesti dilaksanakan dalam persekitaran pengendalian dan pemasangan: gunakan gelang pergelangan tangan dan permukaan kerja yang dibumikan, gunakan pengion untuk meneutralkan cas statik yang boleh terkumpul pada kanta plastik, dan pastikan semua peralatan dibumikan dengan betul.

8.3 Pengurusan Haba

Walaupun pelesapan kuasa adalah rendah (76mW maks), penyingkiran haba berkesan melalui pad PCB adalah penting untuk mengekalkan prestasi dan jangka hayat LED. Lengkung penurunan nilai (0.25 mA/°C di atas 50°C) mesti digunakan dalam reka bentuk di mana suhu ambien di sekitar LED dijangka tinggi. Memastikan kawasan kuprum yang mencukupi di sekitar pad pateri pada PCB membantu menyebarkan haba.

9. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Pembezaan utama LTST-C930TGKT terletak pada gabungan kanta kubah dan teknologi InGaN untuk cahaya hijau. Berbanding LED kanta rata, kubah memberikan keamatan cahaya paksi yang lebih tinggi dan sudut pandangan yang lebih terkawal. Berbanding teknologi lama seperti Gallium Phosphide (GaP) untuk hijau, InGaN menawarkan kecerahan dan kecekapan yang jauh lebih tinggi. Keserasiannya dengan proses reflow bebas plumbum (Pb-free) menjadikannya sesuai untuk pembuatan elektronik moden yang mematuhi RoHS.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya memacu LED ini terus daripada bekalan 5V?

J: Tidak. Anda mesti menggunakan perintang had arus siri. Dengan VF tipikal 3.2V pada 20mA, menggunakan Hukum Ohm (R = (Vsupply - Vf) / If), nilai perintang ialah (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 Ohm. Perintang standard 91 atau 100 Ohm adalah sesuai, dan penarafan kuasanya hendaklah sekurang-kurangnya I^2 * R = (0.02^2)*90 = 0.036W, jadi perintang 1/10W atau 1/8W adalah mencukupi.

S: Mengapakah keamatan cahaya diberikan sebagai julat (710-2000mcd)?

J: Ini adalah penyebaran spesifikasi keseluruhan. Unit pengeluaran sebenar disusun ke dalam bin yang lebih ketat (V, W, X, Y). Untuk kecerahan konsisten dalam reka bentuk anda, nyatakan bin keamatan yang diperlukan semasa membuat pesanan.

S: Apa yang berlaku jika saya melebihi arus hadapan DC maksimum mutlak 20mA?

J: Beroperasi di atas 20mA secara berterusan akan meningkatkan suhu persimpangan melebihi had selamat, mempercepatkan susut nilai lumen (LED menjadi malap dari masa ke masa) dan berpotensi menyebabkan kegagalan katastrofik. Sentiasa reka litar pemacu untuk menghadkan arus kepada nilai dinilai atau lebih rendah, terutamanya pada suhu ambien yang tinggi.

11. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka bentuk panel penunjuk status dengan 10 LED hijau yang seragam cerah.

1. Reka Bentuk Litar:Gunakan sumber voltan terkawal (contohnya, 5V). Letakkansepuluh perintang had arus individu, satu secara bersiri dengan setiap LED. Jangan berkongsi satu perintang antara berbilang LED.

2. Pemilihan Komponen:Pesan semua LED daripadabin Keamatan Cahaya yang sama(contohnya, semua bin 'W') danbin Panjang Gelombang Dominan yang sama(contohnya, semua bin 'AQ') untuk menjamin kecerahan dan warna seragam. Bin Voltan Hadapan kurang kritikal di sini kerana setiap LED mempunyai perintangnya sendiri.

3. Susun Atur PCB:Ikut dimensi pad pateri yang dicadangkan daripada dokumen data. Sertakan sambungan pelepasan haba kecil ke pad katod/anod jika ia disambung kepada tuangan kuprum besar, untuk membantu pateri.

4. Pemasangan:Ikut profil reflow IR bebas plumbum yang disyorkan. Pastikan kawasan pemasangan mempunyai kawalan ESD.

5. Keputusan:Panel penunjuk yang boleh dipercayai dan kelihatan profesional dengan warna dan kecerahan konsisten merentasi semua 10 LED.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

LED ialah diod persimpangan p-n semikonduktor. Apabila voltan hadapan dikenakan, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau persimpangan. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, mereka membebaskan tenaga. Dalam diod silikon standard, tenaga ini dibebaskan terutamanya sebagai haba. Dalam semikonduktor jurang jalur langsung seperti InGaN, sebahagian besar tenaga penggabungan semula ini dibebaskan sebagai foton (cahaya). Panjang gelombang khusus (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor. Aloi Indium Gallium Nitride (InGaN) membolehkan jurutera menala jurang jalur ini untuk menghasilkan cahaya dalam bahagian spektrum biru, hijau, dan ultraungu. Kanta epoksi berbentuk kubah yang mengelilingi cip berfungsi untuk melindunginya dan membentuk output cahaya, meningkatkan kecekapan pengekstrakan dan menentukan sudut pandangan.

13. Trend Teknologi

Bidang teknologi LED, terutamanya untuk pancaran hijau, terus berkembang. Trend utama termasuk:

- Peningkatan Kecekapan (Lumen per Watt):Penyelidikan sains bahan yang berterusan bertujuan untuk mengurangkan "penurunan kecekapan" dalam LED InGaN, terutamanya untuk panjang gelombang hijau, yang secara sejarahnya kurang cekap daripada biru atau merah.

- Konsistensi Warna dan Bin:Kemajuan dalam pertumbuhan epitaksial dan kawalan pembuatan membawa kepada taburan parameter intrinsik yang lebih ketat, mengurangkan penyebaran dalam bin dan keperluan untuk penyusunan yang meluas.

- Pengecilan:Dorongan untuk elektronik yang lebih kecil dan padat terus mendorong LED dalam tapak kaki pakej yang lebih kecil sambil mengekalkan atau meningkatkan output cahaya.

- Kebolehpercayaan dan Jangka Hayat:Penambahbaikan dalam bahan pakej, kaedah lampiran die, dan teknologi fosfor (untuk LED putih) memanjangkan jangka hayat operasi dan prestasi di bawah keadaan persekitaran yang keras.