Dokumen Teknikal LTW-C181DS5-GE2 - LED SMD Super Nipis 0.55mm - Putih InGaN - 20mA

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk Peranti Permukaan-Pasang (SMD) Diod Pemancar Cahaya (LED). Komponen ini tergolong dalam keluarga LED mini yang direka khusus untuk proses pemasangan papan litar bercetak (PCB) automatik dan aplikasi di mana ruang adalah kekangan kritikal. LED ini menggunakan bahan semikonduktor InGaN (Indium Gallium Nitrida) untuk menghasilkan cahaya putih, menawarkan kecerahan tinggi dalam faktor bentuk yang padat.

Falsafah reka bentuk utama di sebalik produk ini adalah untuk menyediakan penyelesaian pencahayaan yang boleh dipercayai dan berprestasi tinggi yang menyepadukan dengan lancar ke dalam aliran kerja pembuatan elektronik moden. Keserasiannya dengan proses pateri aliran balik inframerah (IR) dan peralatan ambil-dan-letak automatik menjadikannya sesuai untuk persekitaran pengeluaran volum tinggi. Ketinggian pakej ultra nipis adalah ciri utama, membolehkan penggunaannya dalam elektronik pengguna dan perindustrian yang semakin nipis.

1.1 Ciri-ciri

• Mematuhi arahan Sekatan Bahan Berbahaya (RoHS).
• Profil yang sangat rendah dengan ketinggian pakej hanya 0.55 milimeter.
• Menggunakan cip cahaya putih InGaN ultra-terang.
• Dibekalkan dalam pembungkusan piawai industri: pita 8mm pada gegelung diameter 7 inci.
• Mematuhi garis besar pakej piawai Perikatan Industri Elektronik (EIA).
• Serasi secara elektrik dengan tahap logik litar bersepadu (IC).
• Direka untuk keserasian dengan sistem penempatan komponen automatik.
• Tahan terhadap profil pateri aliran balik inframerah piawai.

1.2 Aplikasi

LED ini direka untuk pelbagai peralatan elektronik. Kawasan aplikasi utamanya termasuk:

• Peralatan Telekomunikasi:Penunjuk status pada penghala, modem, dan telefon bimbit.
• Automasi Pejabat:Pencahayaan latar untuk kekunci, papan kekunci, dan panel kawalan dalam pencetak, pengimbas, dan mesin salinan.
• Elektronik Pengguna & Peralatan Rumah:Penunjuk kuasa, mod, atau fungsi dalam peranti seperti pembesar suara pintar, televisyen, dan peralatan dapur.
• Peralatan Perindustrian:Penunjuk status mesin, kerosakan, atau mod operasi dalam sistem kawalan.
• Papan Tanda Dalaman & Paparan Mikro:Pencahayaan untuk simbol, ikon, atau paparan maklumat kecil.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada had ini tidak dijamin. Semua nilai dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C.

• Pelesapan Kuasa (Pd):76 mW. Ini adalah jumlah kuasa maksimum yang boleh dipancarkan oleh pakej LED sebagai haba tanpa melebihi had termanya.
• Arus Hadapan Puncak (I_F(PEAK)):100 mA. Ini adalah arus maksimum yang dibenarkan di bawah keadaan berdenyut, dinyatakan pada kitaran tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1ms. Ia jauh lebih tinggi daripada penarafan arus berterusan.
• Arus Hadapan DC (I_F):20 mA. Ini adalah arus hadapan berterusan maksimum yang disyorkan untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai.
• Julat Suhu Operasi (T_opr):-20°C hingga +105°C. Julat suhu ambien di mana LED direka untuk berfungsi dengan betul.
• Julat Suhu Penyimpanan (T_stg):-40°C hingga +105°C. Julat suhu untuk penyimpanan bukan operasi.
• Keadaan Pateri Inframerah:260°C selama 10 saat. Profil terma maksimum yang boleh ditahan oleh pakej semasa pateri aliran balik.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur di bawah keadaan ujian piawai (Ta=25°C, I_F=5mA melainkan dinyatakan).

• Keamatan Cahaya (I_V):Julat dari 112.0 mcd (millicandela) hingga 224.0 mcd. Diukur menggunakan sensor yang ditapis untuk sepadan dengan lengkung tindak balas mata fotopik CIE. Nilai sebenar dibin (lihat Seksyen 3).
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):130 darjah. Ini adalah sudut penuh di mana keamatan cahaya adalah separuh daripada keamatan yang diukur pada 0 darjah (pada paksi). Sudut pandangan yang luas seperti ini menyediakan pencahayaan yang luas dan meresap sesuai untuk pencahayaan latar dan penunjuk status.
• Koordinat Kromatisiti (x, y):Nilai tipikal ialah x=0.304, y=0.3005 pada rajah kromatisiti CIE 1931. Koordinat ini mentakrifkan titik warna yang dilihat bagi cahaya putih. Toleransi dan pembinanan digunakan (lihat Seksyen 3).
• Voltan Hadapan (V_F):Julat dari 2.70V hingga 3.15V pada 5mA. Ini adalah kejatuhan voltan merentasi LED apabila mengalirkan arus. Ia dibin ke dalam julat tertentu (lihat Seksyen 3).
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 2 μA pada Voltan Songsang (V_R) 5V. Parameter ini terutamanya untuk tujuan ujian IR; peranti ini tidak bertujuan untuk beroperasi dalam pincang songsang.

3. Penjelasan Sistem Peringkat Bin

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

3.1 Peringkat Voltan Hadapan (V_F)

Pembinanan pada I_F= 5mA. Setiap bin mempunyai toleransi ±0.1V.

• Kod Bin A: V_F= 2.70V hingga 2.85V
• Kod Bin B: V_F= 2.85V hingga 3.00V
• Kod Bin C: V_F= 3.00V hingga 3.15V

3.2 Peringkat Keamatan Cahaya (I_V)

Pembinanan pada I_F= 5mA. Setiap bin mempunyai toleransi ±15%.

• Kod Bin R1: I_V= 112.0 mcd hingga 146.0 mcd
• Kod Bin R2: I_V= 146.0 mcd hingga 180.0 mcd
• Kod Bin S1: I_V= 180.0 mcd hingga 224.0 mcd

3.3 Peringkat Warna (Kromatisiti)

Ditakrifkan oleh sempadan pada rajah kromatisiti CIE 1931 (x, y) pada I_F= 5mA. Setiap bin mempunyai toleransi ±0.01 dalam kedua-dua koordinat x dan y. Dokumen ini menyenaraikan sempadan segi empat tepat tertentu untuk bin seperti S1-2, S2-2, S3-1, dan S4-1. Pembinanan ini memastikan konsistensi warna merentasi pelbagai LED dalam pemasangan.

4. Maklumat Mekanikal dan Pakej

4.1 Dimensi Pakej

LED ini mempunyai reka bentuk pakej super nipis. Dimensi utama ialah ketinggian, iaitu 0.55 mm. Semua dimensi pakej lain disediakan dalam lukisan mekanikal terperinci dalam dokumen sumber, dengan toleransi piawai ±0.1 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Warna kanta adalah kuning, manakala sumber cahaya itu sendiri adalah cip putih InGaN.

4.2 Susun Atur Pad Lekapan PCB yang Disyorkan

Corak tanah (tapak kaki) yang dicadangkan untuk papan litar bercetak disediakan untuk memastikan pateri yang betul dan kestabilan mekanikal. Mematuhi susun atur yang disyorkan ini membantu mencapai fillet pateri yang boleh dipercayai dan mengelakkan "tombstoning" atau ketidaksejajaran semasa aliran balik.

4.3 Pengenalpastian Polarity

Polariti yang betul adalah penting untuk operasi LED. Dokumen ini termasuk rajah yang mengenal pasti terminal anod dan katod pada pakej. Biasanya, ini ditunjukkan oleh tanda pada badan komponen atau asimetri dalam tapak kaki pakej.

5. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

5.1 Parameter Pateri Aliran Balik Inframerah

Untuk proses pateri bebas plumbum (Pb-free), profil terma tertentu disyorkan. Parameter kritikal ialah suhu badan puncak 260°C, yang tidak boleh melebihi lebih daripada 10 saat. Profil ini termasuk peringkat pemanasan awal. Ditekankan bahawa profil optimum bergantung pada reka bentuk PCB khusus, komponen, dan pes pateri yang digunakan, dan harus dicirikan untuk setiap aplikasi.

5.2 Pateri Tangan

Jika pateri tangan diperlukan, ia harus dilakukan dengan berhati-hati. Cadangannya ialah menggunakan hujung besi pateri pada suhu maksimum 300°C, dengan masa pateri terhad kepada 3 saat setiap pad. Ini harus dilakukan hanya sekali untuk mengelakkan kerosakan terma pada cip LED dan pakej.

5.3 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pateri diperlukan, hanya pelarut yang ditentukan harus digunakan. Kaedah yang boleh diterima termasuk merendam LED dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu bilik normal selama kurang daripada satu minit. Penggunaan bahan kimia yang tidak ditentukan boleh merosakkan bahan pakej LED.

6. Pembungkusan dan Pengendalian

6.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

Komponen dibekalkan dalam pita pembawa timbul lebar 8mm yang dililit pada gegelung diameter 7 inci (178mm). Kuantiti gegelung piawai ialah 5000 keping setiap gegelung. Pembungkusan mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481. Nota pengendalian utama termasuk: maksimum dua komponen hilang berturut-turut dibenarkan, dan kuantiti pesanan minimum untuk baki ialah 500 keping.

6.2 Keadaan Penyimpanan

Pakej Tertutup:LED dalam beg kalis lembapan asal yang belum dibuka (dengan penyerap lembapan) harus disimpan pada ≤30°C dan ≤90% Kelembapan Relatif (RH). Jangka hayat rak yang disyorkan di bawah keadaan ini ialah satu tahun.
Pakej Terbuka:Sebaik sahaja beg halangan lembapan dibuka, komponen terdedah kepada kelembapan ambien. Ia harus disimpan pada ≤30°C dan ≤60% RH. Untuk komponen yang memenuhi Tahap Kepekaan Lembapan (MSL) 2a, adalah disyorkan untuk melengkapkan proses aliran balik IR dalam masa 672 jam (28 hari) selepas pendedahan. Komponen yang terdedah untuk tempoh yang lebih lama harus dibakar pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam sebelum pateri untuk mengeluarkan lembapan yang diserap dan mengelakkan kerosakan "popcorning" semasa aliran balik.

6.3 Langkah Berjaga-jaga Nyahcas Elektrostatik (ESD)

LED adalah sensitif kepada nyahcas elektrostatik dan lonjakan voltan. Langkah kawalan ESD yang betul mesti digunakan semasa pengendalian dan pemasangan. Ini termasuk penggunaan tali pergelangan tangan yang dibumikan, sarung tangan anti-statik, dan memastikan semua peralatan dan permukaan kerja dibumikan dengan betul.

7. Nota Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

7.1 Had Arus

Perintang had arus luaran adalah wajib apabila memacu LED dari sumber voltan. Nilai perintang (R_limit) boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R_limit= (V_supply- V_F) / I_F. Menggunakan V_Fmaksimum dari dokumen (contohnya, 3.15V) dalam pengiraan memastikan arus tidak melebihi had walaupun dengan bahagian bin voltan lebih tinggi. Untuk operasi yang boleh dipercayai, memacu LED pada atau di bawah arus ujian tipikal 5mA adalah dinasihatkan melainkan kecerahan tinggi diperlukan khusus.

7.2 Pengurusan Terma

Walaupun pelesapan kuasa adalah rendah, reka bentuk terma yang betul memanjangkan jangka hayat LED dan mengekalkan output cahaya. Pastikan reka bentuk pad PCB menyediakan pelepasan terma yang mencukupi mengikut susun atur yang disyorkan. Dalam aplikasi suhu ambien tinggi, penurunan arus hadapan mungkin diperlukan untuk kekal dalam had suhu simpang.

7.3 Reka Bentuk Optik

Sudut pandangan 130 darjah menghasilkan corak pancaran yang luas, seperti Lambertian. Untuk aplikasi yang memerlukan pancaran yang lebih fokus, optik sekunder (kanta atau pandu cahaya) akan diperlukan. Kanta kuning bertindak sebagai fosfor penukar warna untuk cip biru InGaN untuk mencipta cahaya putih, dan sifatnya adalah penting untuk kromatisiti akhir.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Ciri pembezaan utama LED ini ialahketinggian ultra nipis 0.55mm. Ini menjadikannya pilihan yang menarik untuk peranti ultra nipis moden seperti telefon pintar, tablet, dan elektronik boleh pakai di mana ketinggian-z sangat terhad. Berbanding dengan pakej LED piawai yang mungkin 0.6mm atau lebih tinggi, komponen ini menawarkan pengurangan langsung dalam ketebalan pemasangan. Tambahan pula, gabungan kecerahan tinggi (sehingga 224 mcd pada 5mA) dan sudut pandangan yang luas dalam pakej yang nipis sedemikian adalah pencapaian kejuruteraan yang ketara, mengimbangi prestasi optik dengan minimalisme mekanikal.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya memacu LED ini pada 20mA secara berterusan?
J: Ya, 20mA adalah arus hadapan DC maksimum yang dinilai. Untuk jangka hayat terpanjang dan prestasi stabil, beroperasi pada arus yang lebih rendah seperti 5-10mA adalah disyorkan.

S: Apakah perbezaan antara bin keamatan R1, R2, dan S1?
J: Bin ini mewakili julat output cahaya yang berbeza. S1 adalah bin paling terang (180-224 mcd), R2 adalah julat pertengahan (146-180 mcd), dan R1 adalah bin piawai (112-146 mcd). Memilih bin yang lebih tinggi memastikan output cahaya yang lebih besar untuk arus tertentu.

S: Betapa kritikalnya jangka hayat lantai 672 jam selepas membuka beg?
J: Ia sangat penting untuk kebolehpercayaan. Melebihi masa pendedahan ini tanpa kitaran bakar sebelum aliran balik boleh menyebabkan penyahlaminaan atau keretakan pakej dalaman disebabkan oleh pengewapan lembapan yang diserap dengan cepat semasa pateri (kesan "popcorn").

S: Mengapakah penarafan arus songsang hanya untuk tujuan ujian?
J: LED adalah diod dan tidak direka untuk beroperasi dalam pincang songsang dalam litar. Penarafan voltan songsang 5V adalah keadaan ujian untuk mengesahkan arus bocor, bukan garis panduan operasi. Sentiasa pastikan polariti yang betul dalam litar.

10. Prinsip Operasi

LED ini beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor. Kawasan aktif terdiri daripada InGaN. Apabila voltan hadapan melebihi voltan hidup diod (V_F) dikenakan, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif di mana ia bergabung semula. Dalam LED putih, penggabungan semula ini dalam lapisan InGaN biasanya menghasilkan cahaya biru. Salutan fosfor (terkandung dalam kanta kuning) menyerap sebahagian cahaya biru ini dan memancarkannya semula sebagai cahaya kuning. Campuran cahaya biru yang tinggal dan cahaya kuning yang ditukar dilihat oleh mata manusia sebagai cahaya putih. Nisbah khusus dan komposisi fosfor menentukan koordinat kromatisiti tepat (x, y) pada rajah CIE.

11. Trend Industri

Pembangunan komponen ini mencerminkan beberapa trend utama dalam optoelektronik:Pengecilanterus menjadi pemacu dominan, menolak ketinggian pakej di bawah 0.5mm.Peningkatan Kecekapanadalah kekal, dengan reka bentuk cip dan fosfor yang lebih baru memberikan lumen per watt (lm/W) yang lebih tinggi.Konsistensi Warna dan Pembinanantelah menjadi lebih canggih, dengan bin yang lebih ketat (seperti segi empat tepat warna yang ditakrifkan) membolehkan padanan warna yang lebih baik dalam tatasusunan pelbagai LED untuk paparan dan pencahayaan. Akhirnya,keserasian pembuatankekal penting, dengan komponen dioptimumkan untuk talian SMT berkelajuan tinggi yang sepenuhnya automatik dan cukup teguh untuk profil aliran balik bebas plumbum, seperti yang dibuktikan oleh garis panduan pateri terperinci yang disediakan.