Dokumen Teknikal LED SMD LTST-C283KRKT-5A - 2.0x1.25x0.2mm - Merah 631nm - 30mA - Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk lampu LED peranti permukaan-pasang (SMD). Komponen ini direka untuk pemasangan papan litar bercetak (PCB) automatik, menampilkan faktor bentuk mini yang sesuai untuk aplikasi yang mempunyai ruang terhad. Fungsi utamanya adalah sebagai sumber cahaya yang sangat cekap untuk tujuan penunjuk, lampu latar, dan isyarat.

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

Peranti ini menawarkan beberapa kelebihan utama yang menjadikannya sesuai untuk pembuatan elektronik moden. Ia mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya). Pakejnya sangat nipis, dengan ketinggian hanya 0.2 mm, membolehkan penggunaan dalam produk ultra-nipis. Ia menggunakan bahan semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida), yang terkenal dengan kecekapan bercahaya tinggi dalam spektrum warna merah. Komponen ini dibungkus dalam pita 8mm standard industri pada gegelung 7 inci, menjadikannya serasi sepenuhnya dengan peralatan pick-and-place automatik berkelajuan tinggi. Ia juga direka untuk menahan proses pematerian reflow inframerah (IR) standard yang digunakan dalam barisan pemasangan teknologi permukaan-pasang (SMT).

Aplikasi sasaran adalah luas, merangkumi peralatan telekomunikasi (cth., telefon tanpa wayar dan telefon bimbit), peranti automasi pejabat (cth., komputer riba, sistem rangkaian), perkakas rumah, dan peralatan industri. Kegunaan khusus termasuk lampu latar papan kekunci, penunjuk status, paparan mikro, dan pelbagai aplikasi pencahayaan isyarat atau simbol.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

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

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi berterusan dalam keadaan ini tidak digalakkan.

• Pelesapan Kuasa (Pd):75 mW. Ini adalah jumlah kuasa maksimum yang boleh dipancarkan oleh peranti sebagai haba.
• Arus Hadapan Puncak (I_F(PEAK)):80 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 beban haba.
• Arus Hadapan DC (I_F):30 mA. Ini adalah arus hadapan berterusan maksimum yang disyorkan untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai.
• Julat Suhu Operasi:-30°C hingga +85°C. Julat suhu ambien di mana peranti direka untuk berfungsi.
• Julat Suhu Penyimpanan:-40°C hingga +85°C. Julat suhu untuk penyimpanan bukan operasi.
• Keadaan Pematerian Inframerah:260°C selama 10 saat. Profil haba maksimum yang boleh ditahan oleh pakej semasa pematerian reflow untuk proses bebas plumbum.

2.2 Ciri Elektrik dan Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur di bawah keadaan ujian standard.

• Keamatan Bercahaya (I_V):4.5 - 45.0 mcd (millicandela) pada I_F= 5mA. Julat luas ini diuruskan melalui sistem bin (lihat Seksyen 3). Keamatan diukur menggunakan sensor yang ditapis untuk sepadan dengan lengkung respons fotopik mata manusia standard CIE.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):130 darjah. Ini adalah sudut penuh di mana keamatan bercahaya adalah separuh daripada nilai yang diukur pada paksi tengah (0°). Sudut pandangan yang luas menunjukkan corak pancaran cahaya yang lebih menyebar.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_P):639 nm (tipikal). Ini adalah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum cahaya yang dipancarkan mencapai maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):631 nm (tipikal) pada I_F= 5mA. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia yang mentakrifkan warna cahaya. Ia diperoleh daripada koordinat kromatisiti CIE.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):20 nm (tipikal). Ini adalah lebar jalur spektrum yang diukur pada separuh keamatan maksimum (Lebar Penuh pada Separuh Maksimum - FWHM).
• Voltan Hadapan (V_F):1.70 - 2.3 V pada I_F= 5mA. Susut voltan merentasi LED semasa beroperasi. Julat ini juga diuruskan melalui sistem bin.
• Arus Songsang (I_R):10 μA (maksimum) pada V_R= 5V. Arus bocor kecil yang mengalir apabila voltan songsang dikenakan.

3. Penjelasan Sistem Bin

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran besar-besaran, LED disusun ke dalam bin prestasi berdasarkan parameter utama. Ini membolehkan pereka memilih komponen yang memenuhi keperluan aplikasi khusus untuk kecerahan dan voltan.

3.1 Bin Voltan Hadapan (V_F)

Untuk varian warna merah, voltan hadapan dikategorikan kepada tiga bin apabila diukur pada arus ujian 5mA. Toleransi dalam setiap bin adalah ±0.1V.

• Kod Bin E2: V_Fjulat dari 1.70V hingga 1.90V.
• Kod Bin E3: V_Fjulat dari 1.90V hingga 2.10V.
• Kod Bin E4: V_Fjulat dari 2.10V hingga 2.30V.

3.2 Bin Keamatan Bercahaya (I_V)

Keamatan bercahaya dikategorikan kepada lima bin, juga diukur pada I_F= 5mA. Toleransi pada setiap bin adalah ±15%.

• Kod Bin J:4.50 - 7.10 mcd
• Kod Bin K:7.10 - 11.20 mcd
• Kod Bin L:11.20 - 18.00 mcd
• Kod Bin M:18.00 - 28.00 mcd
• Kod Bin N:28.00 - 45.00 mcd

Sistem bin ini membolehkan pemilihan tepat berdasarkan tahap kecerahan yang diperlukan, yang sangat penting untuk aplikasi seperti lampu latar di mana keseragaman adalah penting.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lengkung prestasi tipikal memberikan gambaran visual tentang tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan. Lengkung ini penting untuk reka bentuk litar dan pengurusan haba.

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

Ciri I-V adalah tidak linear, tipikal untuk diod. Lengkung menunjukkan hubungan antara voltan hadapan (V_F) dan arus hadapan (I_F). Pereka menggunakan ini untuk menentukan voltan pemacu yang diperlukan untuk arus operasi yang dikehendaki, yang berkorelasi langsung dengan keluaran cahaya. Lengkung akan berubah dengan suhu.

4.2 Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan

Lengkung ini menunjukkan bahawa keamatan bercahaya adalah hampir berkadar dengan arus hadapan dalam julat yang ketara. Walau bagaimanapun, kecekapan mungkin menurun pada arus yang sangat tinggi disebabkan peningkatan suhu simpang dan kesan lain. Beroperasi dalam julat arus DC yang disyorkan memastikan prestasi dan jangka hayat yang optimum.

4.3 Taburan Spektrum

Lengkung taburan spektrum memplot keamatan relatif terhadap panjang gelombang. Ia mengesahkan panjang gelombang pancaran puncak (~639 nm) dan separuh lebar spektrum (~20 nm), mentakrifkan keluaran warna merah tulen cip AlInGaP ini.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Peranti ini mematuhi garis luar pakej SMD standard industri. Dimensi utama termasuk panjang 2.0 mm, lebar 1.25 mm, dan ketinggian 0.2 mm (profil ultra-nipis). Lukisan mekanikal terperinci menentukan semua dimensi kritikal, termasuk lokasi pad dan toleransi, yang biasanya ±0.1 mm. Kanta adalah jernih air.

5.2 Susun Atur Pad Lekatan PCB yang Disyorkan

Reka bentuk corak land disediakan untuk susun atur PCB. Corak ini memastikan pembentukan sendi pateri yang betul semasa reflow, memberikan pelepasan haba yang mencukupi, dan mengekalkan kestabilan mekanikal. Mematuhi jejak yang disyorkan ini adalah penting untuk pemasangan dan kebolehpercayaan yang berjaya.

5.3 Pengenalpastian Polarity

Komponen ini mempunyai katod yang ditanda (terminal negatif). Dokumen spesifikasi menggambarkan bagaimana tanda ini muncul pada badan peranti (biasanya takuk, titik hijau, atau penunjuk lain di sebelah katod). Orientasi polarity yang betul semasa penempatan adalah penting untuk litar berfungsi.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Keadaan Pematerian Reflow IR

Untuk proses pateri bebas plumbum, profil reflow tertentu disyorkan. Parameter utama termasuk suhu pra-pemanasan antara 150-200°C, masa pra-pemanasan sehingga maksimum 120 saat, suhu badan puncak tidak melebihi 260°C, dan masa di atas 260°C dihadkan kepada maksimum 10 saat. Peranti tidak boleh dikenakan lebih daripada dua kitaran reflow. Had ini berdasarkan piawaian JEDEC untuk mengelakkan keretakan pakej atau degradasi bahan dalaman.

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan, ia harus dilakukan dengan berhati-hati. Suhu hujung besi pemateri maksimum yang disyorkan ialah 300°C, dengan masa pematerian dihadkan kepada 3 saat setiap sendi. Pematerian tangan harus dilakukan hanya sekali.

6.3 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pateri diperlukan, hanya pelarut yang ditentukan harus digunakan. Merendam LED dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu normal selama kurang daripada satu minit boleh diterima. Pembersih kimia yang tidak ditentukan mungkin merosakkan pakej plastik atau kanta.

6.4 Keadaan Penyimpanan

LED sensitif kepada kelembapan. Apabila disimpan dalam beg kalis lembap asal yang dimeterai dengan penyerap lembap, ia harus disimpan pada 30°C atau kurang dan kelembapan relatif (RH) 90% atau kurang, dengan tempoh penggunaan yang disyorkan dalam satu tahun. Setelah pembungkusan asal dibuka, ambien penyimpanan tidak boleh melebihi 30°C atau 60% RH. Komponen yang dikeluarkan dari pembungkusan asalnya sebaiknya dipateri reflow dalam masa satu minggu (Tahap Kepekaan Kelembapan 3, MSL 3). Untuk penyimpanan lebih lama di luar beg asal, ia harus disimpan dalam bekas tertutup dengan penyerap lembap. Jika disimpan lebih daripada satu minggu, pembakaran pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam disyorkan sebelum pemasangan untuk membuang kelembapan yang diserap dan mengelakkan "popcorning" semasa reflow.

7. Pembungkusan dan Maklumat Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

Komponen dibekalkan dalam pita pembawa timbul dengan pita penutup pelindung. Lebar pita ialah 8 mm. Gegelung mempunyai diameter standard 7 inci (178 mm). Setiap gegelung mengandungi 5000 keping. Untuk kuantiti kurang daripada gegelung penuh, kuantiti pembungkusan minimum 500 keping digunakan untuk lot baki. Pembungkusan mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Litar Aplikasi Tipikal

LED adalah peranti berkuasa arus. Untuk memastikan kecerahan yang konsisten, terutamanya apabila berbilang LED digunakan secara selari, mekanisme had arus adalah penting. Kaedah termudah adalah menggunakan perintang siri. Nilai perintang (R_siri) boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R_siri= (V_bekalan- V_F) / I_F. Untuk kawalan yang lebih tepat dan cekap, pemacu arus malar atau IC pemacu LED bersepadu adalah disyorkan. Ini menghalang penguasaan arus dalam rentetan selari dan memastikan keluaran cahaya seragam merentasi semua peranti, mengimbangi variasi semula jadi dalam V_F.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pengurusan Haba:Walaupun pelesapan kuasa rendah, mengekalkan suhu simpang dalam had adalah kunci kepada kebolehpercayaan jangka panjang dan keluaran cahaya yang stabil. Pastikan kawasan kuprum PCB atau via haba yang mencukupi di bawah pad LED untuk mengalirkan haba, terutamanya apabila beroperasi berhampiran arus maksimum.
• Perlindungan ESD:LED mudah rosak akibat nyahcas elektrostatik (ESD). Prosedur pengendalian ESD yang betul mesti diikuti semasa pemasangan, termasuk penggunaan stesen kerja dibumikan, gelang pergelangan tangan, dan bekas konduktif.
• Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan luas 130 darjah memberikan corak cahaya menyebar. Untuk aplikasi yang memerlukan pancaran yang lebih fokus, optik sekunder (kanta atau pandu cahaya) mungkin diperlukan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

LED merah berasaskan AlInGaP ini menawarkan kelebihan berbeza berbanding teknologi lama seperti GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide). Pembeza utama adalah kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi, bermakna ia menghasilkan lebih banyak cahaya (millicandelas) untuk arus input yang sama (mA). Ini menghasilkan penggunaan kuasa yang lebih rendah untuk tahap kecerahan tertentu atau kecerahan yang lebih tinggi dalam belanjawan kuasa yang sama. Profil ultra-nipis 0.2mm adalah kelebihan mekanikal utama berbanding banyak LED SMD standard, membolehkan reka bentuk dalam elektronik pengguna yang semakin nipis.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

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

Panjang Gelombang Puncak (λ_P) adalah panjang gelombang fizikal di mana LED memancarkan kuasa optik paling banyak. Panjang Gelombang Dominan (λ_d) adalah nilai yang dikira berdasarkan persepsi warna manusia (carta CIE) yang paling mewakili warna yang dilihat. Untuk LED monokromatik seperti merah ini, ia sering hampir tetapi tidak sama. Pereka yang prihatin dengan titik warna (cth., dalam paparan) harus merujuk panjang gelombang dominan.

10.2 Mengapa perintang had arus diperlukan?

Voltan hadapan LED mempunyai pekali suhu negatif dan boleh berbeza dari unit ke unit (seperti yang dilihat dalam sistem bin). Jika disambung terus ke sumber voltan, perubahan kecil dalam V_Fboleh menyebabkan perubahan besar, berpotensi merosakkan, dalam arus. Perintang siri (atau sumber arus malar) memberikan maklum balas negatif, menstabilkan arus operasi terhadap variasi ini.

10.3 Bolehkah saya memacu LED ini dengan voltan lebih tinggi daripada V_F?

Ya, tetapi anda mesti sentiasa memasukkan elemen had arus siri (perintang atau litar aktif). Voltan pemacu mestilah lebih tinggi daripada V_FLED untuk membenarkan arus mengalir, tetapi voltan berlebihan disusutkan merentasi komponen had arus untuk menetapkan I_F.

11. Contoh Kes Penggunaan Praktikal

Senario: Mereka bentuk panel penunjuk status untuk penghala rangkaian.Panel memerlukan lima LED status merah. Kecerahan seragam adalah kritikal untuk pengalaman pengguna.Langkah Reka Bentuk:1) Tentukan kecerahan yang diperlukan: Pilih Bin L (11.2-18.0 mcd) untuk keterlihatan jelas. 2) Tentukan arus pemacu: Pilih I_F= 5mA (keadaan ujian standard) untuk jangka hayat panjang dan haba rendah. 3) Kira perintang siri: Andaikan bekalan 3.3V dan V_Ftipikal 2.0V (daripada Bin E3), R = (3.3V - 2.0V) / 0.005A = 260Ω. Gunakan nilai standard terdekat (270Ω). 4) Susun Atur: Gunakan susun atur pad PCB yang disyorkan. Sambungkan semua lima LED secara selari, setiap satu dengan perintang 270Ω sendiri ke rel 3.3V. Ini memastikan kawalan arus individu untuk keseragaman. 5) Pemasangan: Ikuti garis panduan MSL-3 dan profil reflow yang ditentukan.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Diod Pemancar Cahaya (LED) adalah peranti semikonduktor yang memancarkan cahaya melalui elektroluminesens. Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau simpang. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, mereka membebaskan tenaga. Dalam peranti khusus ini, bahan semikonduktor adalah AlInGaP, direkayasa supaya tenaga yang dibebaskan ini dalam bentuk foton (cahaya) dalam bahagian merah spektrum boleh dilihat (sekitar 631-639 nm). Komposisi khusus atom aluminium, indium, galium, dan fosfida menentukan tenaga jurang jalur, dan seterusnya warna cahaya yang dipancarkan.

13. Trend Teknologi

Trend umum dalam teknologi LED SMD terus ke arah kecekapan lebih tinggi (lebih lumen per watt), saiz pakej lebih kecil, dan kebolehpercayaan lebih tinggi. Untuk LED jenis penunjuk, fokus adalah mencapai keluaran lebih terang pada arus lebih rendah dan membangunkan profil yang semakin nipis untuk memenuhi permintaan elektronik mudah alih yang diminiaturkan. Kemajuan dalam sains bahan, seperti teknik pertumbuhan epitaksial yang diperbaiki untuk AlInGaP dan semikonduktor sebatian lain, secara langsung menyumbang kepada peningkatan prestasi ini. Tambahan pula, pemiawaian pakej dan proses pemasangan memastikan keserasian dengan barisan pembuatan automatik volum tinggi yang berkembang.