Spesifikasi Teknikal SMD LED LTST-C19DKFKT-NB - AlInGaP Jingga - 20mA - 50mW - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk Peranti Permukaan Dipasang (SMD) Diod Pemancar Cahaya (LED). Peranti ini menggunakan cip semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) untuk menghasilkan cahaya jingga. Direka untuk pemasangan papan litar bercetak (PCB) automatik, LED ini dibungkus dalam pita 8mm piawai industri pada gegelung 7 inci, menjadikannya sesuai untuk persekitaran pengeluaran volum tinggi. Saiznya yang kecil dan pembinaan yang teguh memenuhi aplikasi dalam pelbagai sektor elektronik yang mempunyai ruang terhad dan memfokuskan kebolehpercayaan.

1.1 Ciri-ciri

• Mematuhi arahan Sekatan Bahan Berbahaya (RoHS).
• Menggunakan cip semikonduktor AlInGaP ultra-terang untuk kecekapan bercahaya tinggi.
• Dibungkus pada pita 8mm yang dililit pada gegelung diameter 7 inci untuk mesin ambil-dan-letak automatik.
• Mematuhi garis besar pakej piawai Electronic Industries Alliance (EIA).
• Tahap logik input serasi dengan output litar bersepadu (IC) piawai.
• Direka untuk keserasian dengan peralatan penempatan teknologi permukaan dipasang (SMT) automatik.
• Tahan terhadap profil pematerian alir balik inframerah (IR) piawai yang digunakan dalam proses pemasangan bebas plumbum (Pb-free).

1.2 Aplikasi

LED ini direka untuk pelbagai peralatan elektronik yang memerlukan penunjuk atau lampu latar yang padat dan boleh dipercayai. Kawasan aplikasi utama termasuk:

• Peralatan Telekomunikasi:Penunjuk status dalam penghala, modem, dan telefon bimbit.
• Automasi Pejabat:Lampu latar untuk kekunci, papan kekunci, dan lampu status dalam pencetak dan pengimbas.
• Perkakas Pengguna:Penunjuk kuasa, mod, atau fungsi dalam peranti isi rumah.
• Peralatan Perindustrian:Penunjuk panel untuk mesin dan sistem kawalan.
• Paparan Mikro & Papan Tanda:Pencahayaan tahap rendah untuk penunjuk simbolik atau paparan maklumat kecil.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

Bahagian berikut memberikan analisis terperinci tentang had operasi dan ciri prestasi peranti di bawah keadaan yang ditentukan. Semua penarafan dan ciri dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C melainkan dinyatakan sebaliknya.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada had ini tidak dijamin dan harus dielakkan dalam reka bentuk litar.

• Penyebaran Kuasa (Pd):50 mW. Ini adalah jumlah kuasa maksimum (arus * voltan hadapan) yang boleh disebarkan oleh pakej sebagai haba tanpa melebihi suhu simpang maksimumnya.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):40 mA. Ini adalah arus hadapan segera maksimum yang dibenarkan, biasanya dinyatakan di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms) untuk menguruskan kenaikan terma.
• Arus Hadapan Berterusan (I_F):20 mA. Ini adalah arus DC maksimum yang disyorkan untuk operasi berterusan, memastikan kebolehpercayaan jangka panjang dan output cahaya yang stabil.
• Voltan Songsang (V_R):5 V. Menggunakan voltan pincang songsang melebihi nilai ini boleh menyebabkan kerosakan simpang dan kegagalan peranti.
• Julat Suhu Operasi:-30°C hingga +85°C. Julat suhu ambien di mana peranti direka untuk berfungsi dengan betul.
• Julat Suhu Penyimpanan:-40°C hingga +85°C. Julat suhu untuk penyimpanan tanpa operasi tanpa degradasi.
• Suhu Pematerian:Tahan 260°C selama 10 saat, menentukan keserasiannya dengan proses pematerian alir balik bebas plumbum.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Parameter ini menentukan prestasi tipikal peranti di bawah keadaan operasi normal (I_F= 5mA, Ta=25°C).

• Keamatan Bercahaya (I_V):8.2 hingga 28.0 millicandelas (mcd). Diukur pada paksi menggunakan sensor yang ditapis untuk sepadan dengan lengkung respons fotopik (mata manusia). Julat luas ini diuruskan melalui sistem pembin.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):50 darjah. Ini adalah sudut penuh di mana keamatan bercahaya turun kepada separuh daripada nilai pada paksi (0°), menentukan penyebaran pancaran.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_P):Kira-kira 611 nm. Panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum cahaya yang dipancarkan berada pada maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):595 hingga 610 nm. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia untuk mewakili warna cahaya, diperoleh daripada koordinat kromatisiti CIE. Ia adalah parameter utama untuk spesifikasi warna.
• Lebar Separuh Garisan Spektrum (Δλ):Kira-kira 17 nm. Lebar spektrum pancaran pada separuh kuasa maksimumnya, menunjukkan ketulenan warna.
• Voltan Hadapan (V_F):1.70 hingga 2.30 V. Kejatuhan voltan merentasi LED apabila didorong dengan arus 5mA. Julat ini juga diuruskan melalui pembin.
• Arus Songsang (I_R):10 μA maksimum. Arus bocor kecil yang mengalir apabila voltan songsang maksimum (5V) digunakan.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran besar-besaran, LED disusun (dibin) berdasarkan parameter utama. Ini membolehkan pereka memilih bahagian yang memenuhi keperluan voltan, kecerahan, dan warna tertentu untuk aplikasi mereka.

3.1 Pembin Voltan Hadapan (V_F)

Bin menentukan julat voltan hadapan pada arus ujian 5mA. Ini adalah kritikal untuk mereka bentuk litar had arus, terutamanya apabila berbilang LED disambung secara selari, untuk memastikan perkongsian arus seragam.

• Bin D1: V_F= 1.7V hingga 1.9V
• Bin D2: V_F= 1.9V hingga 2.1V
• Bin D3: V_F= 2.1V hingga 2.3V
• Toleransi per bin: ±0.1V

3.2 Pembin Keamatan Bercahaya (I_V)

Bin mengkategorikan output bercahaya minimum dan maksimum, membolehkan pemilihan berdasarkan keperluan kecerahan.

• Bin K: I_V= 8.2 mcd hingga 11.0 mcd
• Bin L: I_V= 11.0 mcd hingga 18.0 mcd
• Bin M: I_V= 18.0 mcd hingga 28.0 mcd
• Toleransi per bin: ±15%

3.3 Pembin Panjang Gelombang Dominan (λ_d)

Pembin ini memastikan konsistensi warna merentasi lot pengeluaran yang berbeza, yang penting untuk aplikasi yang memerlukan warna yang sepadan.

• Bin N: λ_d= 595 nm hingga 600 nm
• Bin P: λ_d= 600 nm hingga 605 nm
• Bin Q: λ_d= 605 nm hingga 610 nm
• Toleransi per bin: ±1 nm

4. Analisis Lengkung Prestasi

Data grafik memberikan pandangan tentang tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan. Walaupun lengkung tertentu dirujuk dalam datasheet, hubungan tipikal diterangkan di bawah.

4.1 Ciri-ciri Arus vs. Voltan (I-V)

Voltan hadapan (V_F) mempamerkan hubungan logaritma dengan arus hadapan (I_F). Ia meningkat secara tidak linear, dengan kenaikan yang lebih tajam pada arus yang sangat rendah (hampir voltan hidup) dan peningkatan yang lebih linear pada arus yang lebih tinggi disebabkan oleh rintangan siri dalam cip dan pakej. Mengoperasikan LED dalam julat arus yang ditentukan memastikan V_Fyang stabil dan kecekapan optimum.

4.2 Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan

Output cahaya (keamatan bercahaya) adalah lebih kurang berkadar dengan arus hadapan dalam julat yang ketara. Walau bagaimanapun, kecekapan (lumen per watt) mungkin berkurangan pada arus yang sangat tinggi disebabkan oleh peningkatan kesan terma dan droop. Keadaan operasi tipikal datasheet pada 5mA dipilih untuk keseimbangan kecerahan, kecekapan, dan jangka hayat.

4.3 Kebergantungan Suhu

Prestasi LED adalah sensitif terhadap suhu. Apabila suhu simpang meningkat:

- Voltan hadapan (V_F) biasanya berkurangan.

- Keamatan bercahaya berkurangan untuk arus tertentu.

- Panjang gelombang dominan mungkin beralih sedikit (biasanya ke arah panjang gelombang yang lebih panjang untuk AlInGaP). Pengurusan terma yang betul dalam reka bentuk PCB adalah penting untuk mengekalkan prestasi optik yang konsisten sepanjang julat suhu operasi.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Peranti ini mematuhi garis besar pakej SMD piawai. Toleransi dimensi utama adalah ±0.1mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Kanta adalah jernih air dengan penutup hitam, yang meningkatkan kontras dengan mengurangkan pantulan cahaya sesat dan meningkatkan kecerahan persepsi pancaran jingga.

5.2 Corak Pendaratan PCB yang Disyorkan

Susun atur pad pateri yang dicadangkan disediakan untuk memastikan pembentukan sendi pateri yang boleh dipercayai semasa alir balik. Corak ini direka untuk memudahkan pembasahan pateri yang baik, penjajaran yang betul, dan kekuatan mekanikal yang mencukupi sambil meminimumkan jambatan pateri. Mematuhi cadangan ini adalah penting untuk hasil pemasangan.

5.3 Pengenalpastian Polarity

Katod biasanya ditanda pada badan peranti, sering ditunjukkan oleh warna hijau pada kanta, takuk, atau titik. Polarity yang betul mesti diperhatikan semasa penempatan untuk memastikan operasi litar yang betul.

6. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Parameter Pematerian Alir Balik IR (Proses Bebas Plumbum)

Peranti ini layak untuk pematerian bebas plumbum. Parameter kritikal ialah suhu badan puncak tidak melebihi 260°C untuk maksimum 10 saat. Profil alir balik lengkap termasuk:

- Pra-panas/Ramp:Ramp terkawal untuk mengaktifkan fluks dan meminimumkan kejutan terma.

- Zon Rendam:Biasanya 150-200°C sehingga 120 saat untuk menyamakan suhu papan.

- Zon Alir Balik:Suhu puncak 260°C maks, dengan masa di atas likuidus (TAL) dikawal.

- Zon Penyejukan:Ramp turun terkawal untuk memejalkan sendi pateri.

Profil harus dibangunkan berdasarkan pemasangan PCB tertentu, mengikut piawaian JEDEC dan cadangan pengeluar pes pateri.

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian manual diperlukan, gunakan besi terkawal suhu ditetapkan kepada maksimum 300°C. Masa sentuhan dengan pad pateri harus dihadkan kepada 3 saat atau kurang per sendi, dan harus dilakukan hanya sekali untuk mengelakkan kerosakan terma pada pakej LED atau ikatan wayar.

6.3 Penyimpanan dan Pengendalian

- Langkah Berjaga-jaga ESD:LED sensitif kepada nyahcas elektrostatik (ESD). Kendalikan menggunakan tali pergelangan tangan berasaskan, tikar anti-statik, dan dalam persekitaran terkawal.

- Kepekaan Kelembapan:Pakej ini dinilai pada Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL) 3. Jika beg penghalang kelembapan tertutup asal dibuka, komponen mesti dikenakan alir balik IR dalam tempoh satu minggu (168 jam) dari keadaan kilang (≤30°C/60% RH). Untuk penyimpanan melebihi tempoh ini, bakar pada 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam sebelum pematerian.

- Penyimpanan Jangka Panjang:Beg yang tidak dibuka harus disimpan pada ≤30°C dan ≤90% RH, dengan jangka hayat rak yang disyorkan satu tahun dari tarikh kod.

6.4 Pembersihan

Pembersihan selepas pateri, jika diperlukan, harus menggunakan pelarut berasaskan alkohol yang ringan seperti isopropil alkohol (IPA) atau etil alkohol. Rendaman harus pada suhu bilik selama kurang daripada satu minit. Bahan kimia yang keras atau tidak ditentukan boleh merosakkan kanta plastik dan pakej.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

Peranti ini dibekalkan dalam pita pembawa timbul dengan pita penutup pelindung, dililit pada gegelung diameter 7 inci (178mm). Pembungkusan piawai mengandungi 4000 keping per gegelung. Untuk kuantiti kurang daripada gegelung penuh, kuantiti pek minimum 500 keping tersedia. Dimensi pita dan gegelung mematuhi piawaian ANSI/EIA-481 untuk memastikan keserasian dengan feeder automatik.

7.2 Tafsiran Nombor Bahagian

Nombor bahagian LTST-C19DKFKT-NB mengekod atribut tertentu:

- LTST:Pengenal keluarga/siri produk.

- C19DKFKT:Kod dalaman yang menentukan jenis pakej, warna, dan ciri prestasi.

- NB:Akhiran sering menunjukkan kombinasi bin tertentu atau pilihan khas (cth., bin V_F/I_V/λ_dtertentu). Kod bin tepat untuk akhiran ini harus disahkan dengan pembekal.

8. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Had Arus

LED adalah peranti berasaskan arus. Sentiasa gunakan perintang had arus siri atau litar pemacu arus malar. Nilai perintang boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Gunakan V_Fmaksimum dari datasheet (atau bin yang dipilih) untuk memastikan arus tidak melebihi penarafan maksimum walaupun dengan variasi voltan bekalan dan toleransi komponen.

8.2 Pengurusan Terma

Walaupun penyebaran kuasa adalah rendah, penyingkiran haba yang berkesan melalui pad kuprum PCB meningkatkan jangka hayat dan mengekalkan output cahaya yang stabil. Gunakan kawasan kuprum yang mencukupi yang disambungkan ke pad terma, dan pertimbangkan via terma ke lapisan dalam atau bawah untuk penyebaran haba yang lebih baik, terutamanya dalam persekitaran suhu ambien tinggi atau apabila memacu berhampiran arus maksimum.

8.3 Reka Bentuk Optik

Sudut pandangan 50 darjah memberikan pancaran yang luas. Untuk aplikasi yang memerlukan pancaran yang lebih fokus, optik sekunder (kanta) boleh digunakan. Penutup hitam mengurangkan silau sisi, menjadikan LED sesuai untuk penunjuk panel hadapan di mana kebolehlihatan luar paksi perlu diminimumkan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

LED jingga AlInGaP ini menawarkan kelebihan berbeza berbanding teknologi lain:

- vs. GaAsP/GaP Tradisional:AlInGaP memberikan kecekapan bercahaya dan kecerahan yang jauh lebih tinggi untuk arus pacuan yang sama, menghasilkan penggunaan kuasa yang lebih rendah untuk output cahaya tertentu atau kebolehlihatan yang lebih besar.

- vs. LED Ditukar Fosfor:LED AlInGaP pancaran langsung biasanya mempunyai lebar jalur spektrum yang lebih sempit (≈17nm), menawarkan warna jingga yang lebih tepu dan tulen berbanding spektrum yang lebih luas dari LED putih ditukar fosfor yang ditapis untuk kelihatan jingga.

- vs. Saiz Pakej Lain:Pakej EIA piawai memastikan keserasian luas dengan tapak kaki PCB piawai industri dan muncung ambil-dan-letak, mengurangkan kerumitan reka bentuk dan pemasangan.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

Q1: Bolehkah saya memacu LED ini terus dari output logik 3.3V atau 5V?

A: Tidak terus tanpa perintang had arus. Voltan hadapan adalah ~1.8V, jadi menyambungkannya terus ke 3.3V atau 5V akan menyebabkan aliran arus berlebihan, memusnahkan LED. Sentiasa kira dan gunakan perintang siri yang sesuai.

Q2: Mengapa terdapat julat yang begitu luas dalam keamatan bercahaya (8.2 hingga 28.0 mcd)?

A: Ini disebabkan oleh variasi semula jadi dalam pembuatan semikonduktor. Sistem pembin (K, L, M) membolehkan anda memilih gred kecerahan yang diperlukan untuk aplikasi anda, memastikan konsistensi dalam satu pusingan pengeluaran.

Q3: Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Puncak dan Panjang Gelombang Dominan?

A: Panjang Gelombang Puncak (λ_P) adalah puncak fizikal spektrum cahaya. Panjang Gelombang Dominan (λ_d) dikira dari koordinat warna CIE dan mewakili panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia sebagai warna. λ_dadalah parameter yang lebih relevan untuk spesifikasi dan pemadanan warna.

Q4: Berapa kali saya boleh mengalir balik LED ini?

A: Datasheet menyatakan keadaan pematerian (260°C selama 10 saat) boleh digunakan maksimum dua kali. Ini mengambil kira kemungkinan kerja semula. Amalan terbaik adalah untuk meminimumkan kitaran alir balik.

11. Contoh Aplikasi Praktikal

Senario: Mereka bentuk penunjuk status untuk suis rangkaian.

LED akan menunjukkan "Pautan Aktif" pada setiap port. Reka bentuk menggunakan rel bekalan 3.3V.

1. Pemilihan Arus:Pilih I_F= 5mA untuk kecerahan yang mencukupi dan jangka hayat panjang.

2. Pengiraan Perintang:Andaikan V_Fkonservatif 2.3V (Maks dari datasheet), R = (3.3V - 2.3V) / 0.005A = 200Ω. Perintang piawai 220Ω akan memberikan I_F≈ (3.3-1.8)/220 ≈ 6.8mA, yang masih selamat dan memberikan kecerahan yang baik.

3. Pembin:Untuk penampilan seragam merentasi semua port pada panel, nyatakan bin Panjang Gelombang Dominan yang ketat (cth., Bin P: 600-605nm) dan bin Keamatan Bercahaya yang konsisten (cth., Bin L: 11-18mcd).

4. Susun Atur PCB:Gunakan corak pendaratan yang disyorkan. Sambungkan pad katod ke tuangan kuprum yang sedikit lebih besar untuk penyingkiran haba kecil.

5. Pemasangan:Ikuti garis panduan profil alir balik IR. Pastikan papan dibakar jika LED telah terdedah melebihi jangka hayat lantai MSL 3.

12. Prinsip Operasi

LED ini beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor. Kawasan aktif terdiri daripada Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP). Apabila voltan pincang hadapan melebihi voltan hidup simpang digunakan, elektron dari kawasan jenis-n dan lubang dari kawasan jenis-p disuntik ke kawasan aktif. Di sini, mereka bergabung semula secara radiatif, membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Tenaga jurang jalur khusus aloi AlInGaP menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan, yang dalam kes ini berada dalam spektrum jingga (≈605nm panjang gelombang dominan). Pakej kanta epoksi berfungsi untuk melindungi cip semikonduktor, memberikan kestabilan mekanikal, dan membentuk corak cahaya yang dipancarkan.

13. Trend Teknologi

Pembangunan SMD LED seperti ini adalah sebahagian daripada trend yang lebih luas dalam optoelektronik:

- Peningkatan Kecekapan:Penyelidikan sains bahan yang berterusan bertujuan untuk meningkatkan kecekapan kuantum dalaman dan kecekapan pengekstrakan cahaya AlInGaP dan semikonduktor sebatian lain, membawa kepada lumen per watt yang lebih tinggi.

- Pengecilan:Dorongan untuk elektronik yang lebih kecil dan padat terus menolak saiz pakej ke bawah (cth., dari 0603 ke 0402 tapak kaki metrik), sambil mengekalkan atau meningkatkan prestasi optik.

- Integrasi:Trend termasuk mengintegrasikan berbilang cip LED (RGB) ke dalam satu pakej untuk pencampuran warna, atau menggabungkan IC kawalan dengan LED untuk penyelesaian pencahayaan "pintar".

- Kebolehpercayaan dan Pemiawaian:Penekanan pada piawaian kualiti yang ketat, jangka hayat operasi yang lebih panjang, dan metrik ujian/prestasi piawai (cth., TM-21 untuk unjuran jangka hayat) untuk memenuhi permintaan aplikasi pencahayaan automotif, perindustrian, dan profesional.