Dokumen Teknikal LTST-B680VEKT - LED AlInGaP Merah - 20mA - 710-1400mcd - MS Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk LED peranti permukaan terpasang (SMD). Komponen ini direka untuk pemasangan papan litar bercetak (PCB) automatik, menampilkan faktor bentuk mini yang sesuai untuk aplikasi yang mempunyai ruang terhad. LED ini menggunakan bahan semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) untuk menghasilkan output cahaya merah. Reka bentuknya serasi dengan proses pematerian reflow inframerah standard, menjadikannya sesuai untuk pembuatan volum tinggi.

1.1 Ciri-ciri

• Mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya).
• Dibungkus dalam pita 8mm pada gegelung berdiameter 7 inci untuk peralatan pick-and-place automatik.
• Garis luar pakej standard EIA (Persekutuan Industri Elektronik).
• Input serasi dengan tahap logik litar bersepadu (IC).
• Direka untuk keserasian dengan profil pematerian reflow inframerah.
• Prapemprosesan ke Tahap Kepekaan Kelembapan JEDEC (Majlis Kejuruteraan Peranti Elektron Bersama) 3.

1.2 Aplikasi

LED ini sesuai untuk pelbagai jenis peralatan elektronik, termasuk tetapi tidak terhad kepada:

• Peranti telekomunikasi (cth., telefon tanpa wayar, telefon bimbit).
• Peralatan automasi pejabat (cth., komputer riba, sistem rangkaian).
• Perkakas rumah dan elektronik pengguna.
• Panel kawalan dan instrumentasi industri.
• Aplikasi papan tanda dan paparan dalaman.

2. Dimensi Pakej dan Data Mekanikal

LED ini mempunyai pakej SMD standard. Kanta adalah jernih. Dimensi kritikal termasuk panjang, lebar, dan tinggi, dengan toleransi umum ±0.2 mm melainkan dinyatakan sebaliknya pada lukisan dimensi terperinci. Kutub ditunjukkan oleh tanda katod pada pakej. Susun atur pad lampiran PCB yang disyorkan untuk pematerian reflow inframerah atau fasa wap disediakan untuk memastikan pembentukan sendi pateri yang betul dan pengurusan terma.

3. Sorotan Spesifikasi Teknikal

3.1 Had Maksimum Mutlak

Had ini menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah keadaan ini tidak dijamin.

• Pelesapan Kuasa (Pd):130 mW pada Ta=25°C.
• Arus Hadapan Puncak (I_F(peak)):100 mA (berdenyut pada kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms).
• Arus Hadapan Berterusan (I_F):50 mA DC.
• Voltan Songsang (V_R):5 V.Nota: Peranti ini tidak direka untuk beroperasi di bawah bias songsang; penarafan ini terutamanya untuk keadaan ujian.
• Julat Suhu Operasi (T_opr):-40°C hingga +100°C.
• Julat Suhu Penyimpanan (T_stg):-40°C hingga +100°C.

3.2 Ciri-ciri Elektrik dan Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur pada suhu ambien (T_a) 25°C dan arus hadapan (I_F) 20 mA, melainkan dinyatakan sebaliknya.

• Keamatan Pencahayaan (I_V):Julat dari minimum 710 mcd hingga maksimum 1400 mcd. Diukur menggunakan sensor yang ditapis untuk menghampiri keluk tindak balas mata fotopik CIE.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):120 darjah (tipikal). Ini adalah sudut penuh di mana keamatan pencahayaan adalah separuh daripada nilai yang diukur pada paksi pusat.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Antara 617.0 nm dan 630.0 nm, menentukan warna merah yang dilihat. Toleransi ialah ±1 nm.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):Kira-kira 15 nm (tipikal), menunjukkan ketulenan spektrum cahaya yang dipancarkan.
• Voltan Hadapan (V_F):Antara 1.8 V dan 2.6 V pada 20 mA.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 10 μA apabila voltan songsang 5 V dikenakan.

4. Penjelasan Sistem Bin

Untuk memastikan konsistensi dalam aplikasi, LED disusun (dibin) berdasarkan parameter utama. Ini membolehkan pereka memilih bahagian yang memenuhi keperluan voltan atau kecerahan tertentu untuk litar mereka.

4.1 Bin Voltan Hadapan (V_F)

Dibin pada I_F= 20 mA. Setiap bin mempunyai toleransi ±0.1V.

• Bin D2: V_F= 1.8V hingga 2.0V
• Bin D3: V_F= 2.0V hingga 2.2V
• Bin D4: V_F= 2.2V hingga 2.4V
• Bin D5: V_F= 2.4V hingga 2.6V

4.2 Bin Keamatan Pencahayaan (I_V)

Dibin pada I_F= 20 mA. Setiap bin mempunyai toleransi ±11%.

• Bin V1: I_V= 710 mcd hingga 900 mcd
• Bin V2: I_V= 900 mcd hingga 1120 mcd
• Bin W1: I_V= 1120 mcd hingga 1400 mcd

5. Analisis Keluk Prestasi

Keluk prestasi tipikal menggambarkan hubungan antara pelbagai parameter. Ini adalah penting untuk memahami tingkah laku peranti di bawah keadaan operasi yang berbeza.

• Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Keluk I-V):Menunjukkan hubungan eksponen, penting untuk mereka bentuk litar had semasa.
• Keamatan Pencahayaan vs. Arus Hadapan:Menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus, biasanya dalam hubungan hampir linear dalam julat operasi.
• Keamatan Pencahayaan vs. Suhu Ambien:Menunjukkan penurunan output cahaya apabila suhu simpang meningkat, yang kritikal untuk pengurusan terma dalam aplikasi kuasa tinggi atau suhu ambien tinggi.
• Taburan Spektrum:Plot kuasa sinaran relatif berbanding panjang gelombang, berpusat pada panjang gelombang dominan dengan separuh lebar ciri.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Reflow yang Disyorkan

Untuk proses pateri bebas plumbum (Pb-free), ikuti profil yang mematuhi J-STD-020. Parameter utama termasuk:

• Pra-panas:150°C hingga 200°C.
• Masa Pra-panas:Maksimum 120 saat.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C.
• Masa Melebihi Likuidus:Mengikut spesifikasi pes pateri, tetapi biasanya maksimum 10 saat.
• Bilangan kitaran reflow maksimum: Two.

Nota: Profil sebenar mesti dicirikan untuk reka bentuk PCB, komponen, dan pes pateri tertentu yang digunakan.

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan:

• Suhu Besi Pemateri:Maksimum 300°C.
• Masa Pematerian:Maksimum 3 saat setiap kaki.
• Bilangan percubaan pematerian maksimum:Satu kali sahaja.

6.3 Pembersihan

Gunakan hanya pelarut pembersihan yang diluluskan. Rendaman dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu bilik selama kurang daripada satu minit boleh diterima jika pembersihan diperlukan. Elakkan cecair kimia yang tidak ditentukan.

7. Penyimpanan dan Pengendalian

7.1 Kepekaan Kelembapan

Peranti ini dinilai MSL 3. Apabila beg kalis lembapan asal dimeterai dengan desikan:

• Simpan pada ≤30°C dan ≤70% RH.
• Jangka hayat rak adalah satu tahun dari tarikh meterai beg.

Sebaik sahaja beg asal dibuka:

• Simpan pada ≤30°C dan ≤60% RH.
• Adalah disyorkan untuk menyelesaikan pematerian reflow IR dalam masa 168 jam (7 hari).
• Untuk penyimpanan melebihi 168 jam, simpan dalam bekas tertutup dengan desikan atau dalam desikator nitrogen.
• Peranti yang terdedah melebihi 168 jam harus dibakar pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 48 jam sebelum pematerian untuk membuang kelembapan yang diserap dan mencegah "popcorning" semasa reflow.

7.2 Nyahcas Elektrostatik (ESD)

Walaupun tidak dinilai secara eksplisit sebagai peranti sensitif ESD dalam datasheet ini, ia adalah amalan industri standard untuk mengendalikan semua komponen semikonduktor, termasuk LED, dengan langkah berjaga-jaga ESD yang sesuai (cth., stesen kerja dibumikan, gelang pergelangan tangan) untuk mencegah kerosakan daripada elektrik statik atau lonjakan kuasa.

8. Pertimbangan Reka Bentuk Aplikasi

8.1 Reka Bentuk Litar Pemacu

LED adalah peranti beroperasi arus. Untuk memastikan kecerahan seragam dan mencegah pengambilan arus berlebihan, terutamanya apabila menyambungkan berbilang LED secara selari, perintang had semasa siri harus digunakan untuk setiap LED. Memacu LED terus dari sumber voltan tanpa pengawalan arus tidak disyorkan, kerana variasi kecil dalam voltan hadapan (V_F) boleh menyebabkan perbezaan besar dalam arus dan, akibatnya, kecerahan antara peranti.

8.2 Pengurusan Terma

Pelesapan kuasa maksimum ialah 130 mW. Beroperasi pada atau berhampiran arus hadapan berterusan maksimum (50 mA) akan menghasilkan haba. Susun atur PCB yang betul, termasuk kawasan kuprum yang mencukupi untuk pad lampiran bertindak sebagai penyerap haba, adalah penting untuk mengekalkan suhu simpang dalam had selamat, memastikan kebolehpercayaan jangka panjang dan output cahaya yang stabil.

8.3 Reka Bentuk Optik

Sudut pandangan lebar 120 darjah menjadikan LED ini sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan kawasan luas atau kebolehlihatan dari sudut lebar. Untuk aplikasi yang memerlukan pancaran yang lebih fokus, optik sekunder (cth., kanta) akan diperlukan.

9. Pembungkusan dan Pesanan

Pembungkusan standard ialah pita pembawa timbul lebar 8mm pada gegelung berdiameter 7 inci (178mm). Setiap gegelung mengandungi 2000 keping. Poket pita dimeterai dengan pita penutup atas. Pembungkusan mengikut spesifikasi ANSI/EIA-481. Kuantiti pesanan minimum 500 keping mungkin dikenakan untuk baki kuantiti.

10. Perbandingan Teknikal dan Panduan Pemilihan

Apabila memilih LED ini, pembeza utama termasuk teknologi AlInGaPnya, yang biasanya menawarkan kecekapan lebih tinggi dan kestabilan suhu yang lebih baik untuk warna merah/jingga/amber berbanding teknologi lama seperti GaAsP. Gabungan keamatan pencahayaan yang agak tinggi (sehingga 1400 mcd) dengan sudut pandangan lebar adalah ketara. Pereka harus membandingkan bin V_Fdan bin I_Vberbanding ruang kepala voltan litar mereka dan konsistensi kecerahan yang diperlukan. Keserasian dengan proses pemasangan SMD standard (pematerian reflow, pita-dan-gegelung) adalah kelebihan penting untuk pengeluaran automatik.

11. Soalan Lazim (FAQ)

11.1 Bolehkah saya memacu LED ini tanpa perintang had semasa?

Jawapan:Sangat tidak digalakkan. Voltan hadapan mempunyai pekali suhu negatif dan boleh berbeza antara unit. Memacu terus dari sumber voltan boleh menyebabkan pelarian terma, di mana peningkatan arus menyebabkan lebih banyak haba, yang menurunkan V_F, membenarkan lebih banyak arus mengalir, berpotensi memusnahkan LED. Sentiasa gunakan perintang siri atau pemacu arus malar.

11.2 Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Dominan dan Panjang Gelombang Puncak?

Jawapan:Panjang gelombang dominan (λ_d) diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE dan mewakili panjang gelombang tunggal cahaya monokromatik yang kelihatan mempunyai warna yang sama dengan output LED kepada mata manusia. Panjang gelombang puncak ialah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum. Untuk LED, panjang gelombang dominan adalah parameter yang lebih relevan untuk spesifikasi warna.

11.3 Mengapa keadaan penyimpanan selepas beg dibuka begitu ketat?

Jawapan:Pakej SMD boleh menyerap kelembapan dari atmosfera. Semasa proses pematerian reflow suhu tinggi, kelembapan yang terperangkap ini boleh mengewap dengan cepat, mencipta tekanan dalaman yang boleh melapik semula pakej atau memecahkan die ("popcorning"). Jangka hayat lantai 168 jam dan keperluan pembakaran adalah kaedah piawai (JEDEC MSL) untuk menguruskan risiko ini.

12. Contoh Reka Bentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk panel penunjuk status dengan 5 LED merah secara selari, dikuasakan oleh bekalan DC 5V. Sasaran arus hadapan setiap LED ialah 20 mA.

1. Kira Perintang Siri:Menggunakan V_Ftipikal = 2.2V (Bin D3). R = (V_bekalan- V_F) / I_F= (5V - 2.2V) / 0.02A = 140 Ω. Nilai standard terdekat 150 Ω akan menghasilkan I_F≈ 18.7 mA.
2. Penarafan Kuasa Perintang:P = I²* R = (0.0187)²* 150 ≈ 0.052 W. Perintang standard 1/8W (0.125W) atau 1/10W adalah mencukupi.
3. Susun Atur Litar:Letakkan satu perintang 150 Ω secara siri dengan setiap satu daripada 5 LED tersebut. Jangan berkongsi satu perintang tunggal di antara berbilang LED selari, kerana variasi V_Fakan menyebabkan kecerahan tidak sekata.
4. Reka Bentuk Terma PCB:Pastikan pad LED mempunyai kawasan kuprum yang mencukupi disambungkan untuk meleraikan haba, terutamanya jika suhu ambien tinggi atau jika penutup menyekat aliran udara.

13. Prinsip Operasi

LED ini berdasarkan simpang p-n semikonduktor yang dibuat daripada bahan AlInGaP. Apabila voltan bias hadapan melebihi halangan keupayaan simpang dikenakan, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau aktif. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, tenaga dibebaskan dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi AlInGaP menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung menentukan panjang gelombang dominan cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, dalam spektrum merah (617-630 nm). Kanta epoksi jernih air membungkus die semikonduktor, memberikan perlindungan mekanikal, dan membentuk corak output cahaya.

14. Trend Teknologi

LED SMD terus berkembang ke arah kecekapan lebih tinggi (lebih banyak lumen per watt), konsistensi warna yang lebih baik melalui bin yang lebih ketat, dan kebolehpercayaan yang meningkat. Terdapat trend untuk miniaturisasi sambil mengekalkan atau meningkatkan output cahaya. Tambahan pula, kemajuan dalam bahan pembungkusan bertujuan untuk meningkatkan prestasi terma, membenarkan arus pemacu dan ketumpatan kuasa yang lebih tinggi. Penerimaan meluas teknologi AlInGaP untuk warna merah, jingga, dan amber telah sebahagian besarnya menggantikan bahan lama yang kurang cekap, menawarkan prestasi lebih baik merentasi suhu dan jangka hayat operasi yang lebih panjang. Integrasi LED dengan litar kawalan di atas papan (cth., pemacu arus malar, LED RGB boleh dialamatkan) adalah satu lagi trend penting, memudahkan reka bentuk sistem untuk pengguna akhir.