Dokumen Teknikal LTST-C950TGKT - LED Hijau Super Terang InGaN - 20mA - 76mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk LED pateri permukaan berprestasi tinggi yang direka untuk aplikasi elektronik moden. Peranti ini menggunakan cip semikonduktor InGaN termaju untuk menghasilkan keluaran cahaya hijau yang cemerlang. Bentuknya yang mini dan pakej piawai menjadikannya sesuai untuk proses pemasangan automatik dan reka bentuk yang mempunyai ruang terhad.

1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran

Kelebihan utama LED ini termasuk keamatan bercahaya yang luar biasa, pematuhan terhadap peraturan alam sekitar, dan pembinaan teguh yang sesuai untuk pengeluaran volum tinggi. Ia direka untuk memenuhi keperluan peralatan automatik pick-and-place dan menahan profil pematerian alir balik inframerah (IR) piawai, yang amat penting untuk pemasangan PCB yang cekap.

Sasaran pasaran merangkumi pelbagai jenis elektronik pengguna dan perindustrian. Bidang aplikasi utama termasuk peranti telekomunikasi seperti telefon bimbit dan tanpa wayar, peralatan komputer mudah alih seperti komputer riba, sistem infrastruktur rangkaian, pelbagai peralatan rumah, dan aplikasi papan tanda atau paparan dalaman. Kebolehpercayaan dan kecerahan juga menjadikannya sesuai untuk penunjuk status, lampu latar kekunci, dan integrasi ke dalam paparan mikro.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

Bahagian ini memperincikan had mutlak dan ciri operasi LED. Semua parameter dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C melainkan dinyatakan sebaliknya.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan Maksimum Mutlak menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi berterusan pada atau berhampiran had ini tidak digalakkan. Penarafan adalah seperti berikut:

• Kuasa Terlesap (Pd):76 mW. Ini adalah jumlah kuasa maksimum yang boleh dilesapkan oleh peranti sebagai haba.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):100 mA. Arus ini dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1ms.
• Arus Hadapan Berterusan (I_F):20 mA. Ini adalah arus maksimum yang disyorkan untuk operasi DC.
• Julat Suhu Operasi:-20°C hingga +80°C. Peranti dijamin berfungsi dalam julat suhu ambien ini.
• Julat Suhu Penyimpanan:-30°C hingga +100°C.
• Keadaan Pematerian Inframerah:Menahan suhu puncak 260°C selama 10 saat, yang merupakan piawaian untuk proses pemasangan bebas plumbum.

2.2 Ciri Elektrik dan Optik

Jadual berikut menyenaraikan parameter prestasi tipikal dan terjamin di bawah keadaan operasi normal (I_F= 20mA, Ta=25°C).

• Keamatan Bercahaya (I_V):Julat dari minimum 1120 mcd hingga maksimum 7100 mcd, dengan nilai tipikal berada dalam julat luas ini. Keamatan diukur menggunakan penderia yang ditapis untuk sepadan dengan lengkung tindak balas mata fotopik CIE.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):25 darjah. Ini adalah sudut penuh di mana keamatan bercahaya turun kepada separuh daripada nilainya yang diukur pada paksi tengah. Ia menunjukkan corak pancaran yang agak fokus.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_P):530 nm. Ini adalah panjang gelombang di mana keluaran spektrum paling kuat.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):520 nm hingga 535 nm. Parameter ini, yang diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE, mentakrifkan warna cahaya yang dilihat dan lebih relevan untuk spesifikasi warna berbanding panjang gelombang puncak.
• Lebar Separuh Garis Spektrum (Δλ):35 nm. Ini menunjukkan ketulenan spektrum atau lebar jalur cahaya yang dipancarkan.
• Voltan Hadapan (V_F):2.8 V hingga 3.8 V pada 20mA. Susutan voltan merentasi LED semasa beroperasi.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 10 μA pada Voltan Songsang (V_R) 5V. Peranti ini tidak direka untuk operasi pincang songsang; ujian ini hanya untuk pengesahan kualiti.

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 litar tertentu.

3.1 Peringkat Voltan Hadapan (V_F)

LED dikategorikan mengikut susutan voltan hadapan pada 20mA. Kod bin (D7 hingga D11) mewakili julat voltan yang meningkat dari 2.8V-3.0V hingga 3.6V-3.8V, dengan toleransi ±0.1V setiap bin. Ini amat penting untuk mereka bentuk litar had arus dan memastikan kecerahan seragam dalam tatasusunan selari.

3.2 Peringkat Keamatan Bercahaya (I_V)

Ini adalah bin kecerahan utama. Kod W, X, Y, dan Z mewakili julat keamatan minimum/maksimum menaik dari 1120-1800 mcd hingga 4500-7100 mcd, dengan toleransi ±15% setiap bin. Pemilihan bergantung pada tahap kecerahan yang diperlukan untuk aplikasi.

3.3 Peringkat Warna (Panjang Gelombang Dominan)

LED dibin mengikut titik warna menggunakan panjang gelombang dominan. Kod AP (520-525 nm), AQ (525-530 nm), dan AR (530-535 nm) membolehkan pemilihan untuk keperluan warna hijau tertentu, dengan toleransi ketat ±1 nm setiap bin. Ini memastikan konsistensi warna dalam aplikasi di mana berbilang LED digunakan bersebelahan.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun data grafik khusus dirujuk dalam lembaran data, hubungan tipikal antara parameter utama diterangkan di bawah.

4.1 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V)

LED mempamerkan ciri I-V tak linear tipikal diod. Voltan hadapan (V_F) meningkat dengan arus tetapi kekal dalam julat bin yang ditentukan pada arus pacuan nominal 20mA. Beroperasi melebihi arus maksimum mutlak akan menyebabkan V_Fmeningkat dengan lebih mendadak dan menjana haba berlebihan.

4.2 Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan

Keluaran cahaya (keamatan bercahaya) adalah lebih kurang berkadar dengan arus hadapan dalam julat operasi normalnya. Walau bagaimanapun, kecekapan mungkin berkurangan pada arus yang sangat tinggi disebabkan oleh kesan haba yang meningkat. Memacu LED pada kadar 20mA memastikan prestasi dan jangka hayat optimum.

4.3 Ciri Suhu

Seperti semua semikonduktor, prestasi LED bergantung pada suhu. Voltan hadapan (V_F) biasanya mempunyai pekali suhu negatif, bermakna ia berkurangan sedikit apabila suhu simpang meningkat. Lebih penting lagi, keamatan bercahaya berkurangan apabila suhu meningkat. Pengurusan haba yang betul dalam aplikasi adalah penting untuk mengekalkan kecerahan konsisten dan kebolehpercayaan peranti sepanjang julat suhu operasi yang ditentukan.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej dan Pengenalpastian Polarity

Peranti ini mematuhi garis besar pakej SMD industri piawai. Dimensi utama termasuk saiz badan, jarak plumbum, dan ketinggian keseluruhan. Katod biasanya dikenal pasti oleh penanda visual pada pakej, seperti takuk, titik, atau warna hijau pada kawasan kanta yang sepadan. Orientasi polarity yang betul semasa pemasangan adalah wajib untuk fungsi yang betul.

5.2 Corak Land PCB yang Disyorkan

Susun atur pad papan litar bercetak (PCB) yang dicadangkan disediakan untuk memastikan pematerian yang boleh dipercayai dan kestabilan mekanikal. Corak ini mengambil kira tapak kaki komponen dan memudahkan pembentukan fillet pateri yang baik semasa alir balik. Mematuhi cadangan ini membantu mencegah tombstoning (komponen berdiri pada satu hujung) dan memastikan penjajaran yang betul.

6. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Parameter Pematerian Alir Balik IR

Peranti ini serasi dengan proses pematerian alir balik inframerah bebas plumbum. Profil yang disyorkan disediakan, yang secara amnya termasuk:

• Pra-panas:150-200°C sehingga maksimum 120 saat untuk memanaskan papan secara beransur-ansur dan mengaktifkan fluks.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C. Badan komponen tidak boleh melebihi suhu ini.
• Masa Atas Likuidus (TAL):Masa dalam 5°C suhu puncak harus dihadkan kepada maksimum 10 saat.
• Bilangan Kitaran:Peranti boleh menahan maksimum dua kitaran alir balik di bawah keadaan ini.

Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa profil optimum bergantung pada reka bentuk PCB khusus, pes pateri, dan ketuhar yang digunakan. Nilai yang disediakan adalah garis panduan yang harus disahkan untuk persediaan pengeluaran sebenar.

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 plumbum LED harus dihadkan kepada maksimum 3 saat. Panaskan pad PCB, bukan terus ke badan LED, untuk mengelakkan kerosakan haba.

6.3 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pateri diperlukan, hanya pelarut yang ditentukan harus digunakan. Agen yang disyorkan termasuk etil alkohol atau isopropil alkohol (IPA). LED harus direndam pada suhu biasa selama kurang daripada satu minit. Bahan kimia keras atau tidak ditentukan boleh merosakkan kanta epoksi atau bahan pakej.

6.4 Keadaan Penyimpanan dan Pengendalian

Nyahcas Elektrostatik (ESD):Peranti ini sensitif kepada ESD. Prosedur pengendalian yang betul mesti diikuti, termasuk penggunaan tali pergelangan tangan dibumikan, tikar anti-statik, dan pembungkusan serta peralatan selamat ESD.

Kepekaan Kelembapan:Pakej mempunyai penarafan Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL). Seperti yang ditunjukkan, jika beg kalis lembap asal yang dimeterai dibuka, komponen harus dikenakan alir balik IR dalam masa satu minggu (MSL 3). Untuk penyimpanan lebih lama di luar beg asal, ia mesti disimpan dalam kabinet kering atau bekas tertutup dengan bahan pengering. Komponen yang disimpan melebihi satu minggu mungkin memerlukan proses pembakaran (contohnya, 60°C selama 20 jam) untuk mengeluarkan kelembapan yang diserap sebelum pematerian untuk mengelakkan kerosakan "popcorning" semasa alir balik.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

Komponen dibekalkan dibungkus untuk pemasangan automatik. Ia dipasang dalam pita pembawa timbul dengan pita penutup pelindung dimeterai di atas. Pita itu dililit pada gegelung diameter 7 inci (178 mm) piawai.

Butiran pembungkusan utama termasuk:

• Kuantiti per Gegelung:2000 keping.
• Kuantiti Pesanan Minimum (MOQ):Untuk baki kuantiti, minimum 500 keping ditetapkan.
• Liputan Poket:Poket komponen kosong dalam pita dimeterai dengan pita penutup.
• Komponen Hilang:Maksimum dua lampu hilang berturut-turut dibenarkan mengikut piawaian pembungkusan.
• Pembungkusan mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481, memastikan keserasian dengan peralatan automatik piawai.

8. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Litar Aplikasi Tipikal

Kaedah pacuan paling biasa ialah sumber arus malar atau perintang had arus mudah bersiri dengan bekalan voltan. Nilai perintang (R_had) boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R_had= (V_bekalan- V_F) / I_F. Menggunakan V_Fmaksimum dari bin (contohnya, 3.8V) dalam pengiraan ini memastikan arus tidak melebihi 20mA walaupun dengan bahagian V_Frendah. Untuk aplikasi yang memerlukan kecerahan stabil, cip pemacu LED khusus adalah disyorkan, terutamanya apabila beroperasi dari sumber voltan berubah seperti bateri.

8.2 Reka Bentuk Pengurusan Haba

Walaupun kuasa terlesap agak rendah (76mW maks), penyingkiran haba yang berkesan adalah penting untuk mengekalkan prestasi dan jangka hayat, terutamanya dalam suhu ambien tinggi atau ruang tertutup. Pad kuprum PCB bertindak sebagai penyingkiran haba utama. Meningkatkan kawasan kuprum yang disambungkan ke pad katod dan anod, menggunakan via haba untuk menyambung ke lapisan kuprum dalaman atau bawah, dan memastikan aliran udara yang mencukupi akan membantu mengurus suhu simpang.

8.3 Pertimbangan Reka Bentuk Optik

Sudut pandangan 25 darjah memberikan pancaran fokus. Untuk pencahayaan yang lebih luas, optik sekunder seperti penyebar atau pandu cahaya mungkin diperlukan. Pilihan bin untuk keamatan bercahaya dan panjang gelombang dominan harus dibuat berdasarkan keperluan kecerahan dan keseragaman warna aplikasi akhir. Mencampurkan bin dalam satu produk tidak digalakkan jika konsistensi visual adalah penting.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya memacu LED ini dengan bekalan 5V dan perintang?

J: Ya. Sebagai contoh, menggunakan V_Ftipikal 3.2V pada 20mA: R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 Ohm. Perintang piawai 91 Ohm adalah sesuai. Sentiasa sahkan arus menggunakan V_Fsebenar bin khusus anda.

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

J: Panjang Gelombang Puncak (λ_P) ialah puncak literal lengkung keluaran spektrum. Panjang Gelombang Dominan (λ_d) ialah nilai terkira yang mewakili panjang gelombang tunggal cahaya monokromatik tulen yang akan kelihatan mempunyai warna yang sama dengan LED kepada mata manusia. λ_dlebih relevan untuk pemadanan warna.

S: Bagaimanakah saya mentafsir kod bin keamatan bercahaya (contohnya, "Y")?

J: Kod bin mentakrifkan julat terjamin. Bahagian bin "Y" akan mempunyai keamatan bercahaya antara 2800 mcd dan 4500 mcd apabila diukur di bawah keadaan piawai (20mA, Ta=25°C).

S: Adakah LED ini sesuai untuk penggunaan luar?

J: Lembaran data menyatakan julat suhu operasi -20°C hingga +80°C dan aplikasi dalaman tipikal. Untuk penggunaan luar, pertimbangkan potensi pendedahan kepada kelembapan, sinaran UV, dan suhu di luar julat yang ditentukan, yang mungkin memerlukan langkah perlindungan tambahan atau gred produk yang berbeza.

10. Pengenalan Teknologi dan Tren

10.1 Teknologi Semikonduktor InGaN

LED ini berdasarkan bahan semikonduktor Indium Gallium Nitride (InGaN). InGaN membolehkan pengeluaran cahaya yang cekap dalam kawasan spektrum biru, hijau, dan putih (apabila digabungkan dengan fosfor). Kecekapan dan kecerahan LED InGaN telah bertambah baik dengan ketara berbanding teknologi terdahulu seperti Gallium Phosphide (GaP), menjadikannya piawaian untuk LED hijau dan biru berprestasi tinggi.

10.2 Tren Industri

Tren umum dalam teknologi LED SMD terus ke arah kecekapan bercahaya yang lebih tinggi (lebih banyak keluaran cahaya per watt input elektrik), pembiakan warna yang lebih baik, dan saiz pakej yang lebih kecil yang membolehkan reka bentuk ketumpatan lebih tinggi. Terdapat juga fokus yang kuat terhadap peningkatan kebolehpercayaan dan jangka hayat di bawah pelbagai tekanan alam sekitar. Keserasian dengan proses alir balik bebas plumbum, suhu tinggi, seperti yang dilihat dalam peranti ini, kini merupakan keperluan asas yang didorong oleh peraturan alam sekitar global (contohnya, RoHS).