Spesifikasi Teknikal LED SMD LTST-B680VSKT - Kuning AlInGaP - 20mA - 120mW - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTST-B680VSKT ialah diod pemancar cahaya (LED) peranti permukaan-pasang (SMD) yang direka untuk pemasangan papan litar bercetak (PCB) automatik. Ia tergolong dalam keluarga LED mini yang sesuai untuk aplikasi yang mempunyai ruang terhad. Peranti ini menggunakan bahan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) untuk menghasilkan cahaya kuning, yang disalut dalam pakej kanta jernih air. Matlamat reka bentuk utamanya adalah keserasian dengan proses pembuatan volum tinggi dan kebolehpercayaan dalam pelbagai persekitaran elektronik.

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

Kelebihan utama LED ini termasuk pematuhannya kepada arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), menjadikannya mesra alam untuk elektronik moden. Ia dibungkus pada pita 8mm yang dililit pada gegelung berdiameter 7 inci, iaitu format piawai (EIA) yang serasi dengan peralatan pick-and-place automatik. Ciri ini dengan ketara melancarkan barisan pemasangan. Komponen ini juga direka untuk serasi dengan proses pateri refluks inframerah (IR), iaitu kaedah utama untuk memasang komponen SMD. Pasaran sasaran utamanya ialah peralatan telekomunikasi, peranti automasi pejabat, perkakas rumah, sistem kawalan industri, dan aplikasi papan tanda atau paparan dalaman yang memerlukan pencahaya penunjuk yang padat dan boleh dipercayai.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

Bahagian ini memberikan analisis terperinci tentang had operasi dan ciri prestasi LED di bawah keadaan piawai.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan maksimum mutlak menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Penarafan ini dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C. Arus hadapan DC berterusan maksimum (IF) ialah 50 mA. Untuk operasi berdenyut, arus hadapan puncak 80 mA dibenarkan di bawah kitar tugas ketat 1/10 dengan lebar denyut 0.1ms. Voltan songsang maksimum (VR) yang boleh dikenakan ialah 5V. Peranti ini boleh melesapkan kuasa sehingga 120 mW. Julat suhu operasi dan penyimpanan ditetapkan dari -40°C hingga +100°C, menunjukkan ketahanan untuk digunakan dalam persekitaran yang sukar.

2.2 Ciri Elektrik dan Optik

Parameter ini diukur di bawah keadaan operasi tipikal (Ta=25°C, IF=20mA) dan mewakili prestasi yang dijangkakan. Keamatan bercahaya (Iv) mempunyai julat tipikal dari 900 mcd (millicandela) hingga 1800 mcd, menunjukkan output terang yang sesuai untuk tujuan penunjuk. Sudut pandangan (2θ1/2) ialah 120 darjah, memberikan corak pancaran yang sangat lebar. Panjang gelombang pancaran puncak (λp) biasanya 591 nm, berada dalam kawasan kuning spektrum cahaya nampak. Panjang gelombang dominan (λd), yang menentukan warna yang dilihat, ditetapkan antara 584.0 nm dan 594.0 nm. Voltan hadapan (VF) pada 20mA berjulat dari minimum 1.8V hingga maksimum 2.4V, dengan nilai tipikal tersirat dalam julat ini. Arus songsang (IR) adalah sangat rendah, dengan maksimum 10 μA pada bias songsang 5V.

3. Penjelasan Sistem Peringkat Bin

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran besar-besaran, LED disusun ke dalam bin prestasi. Ini membolehkan pereka memilih komponen yang memenuhi keperluan ambang tertentu untuk aplikasi mereka.

3.1 Peringkat Voltan Hadapan (Vf)

LED dibin berdasarkan penurunan voltan hadapan pada 20mA. Bin adalah: D2 (1.80V - 2.00V), D3 (2.00V - 2.20V), dan D4 (2.20V - 2.40V). Toleransi ±0.1V digunakan untuk setiap bin. Memilih LED dari bin Vf yang sama membantu mengekalkan keseragaman arus apabila berbilang LED didorong secara selari dari sumber voltan biasa.

3.2 Peringkat Keamatan Bercahaya (Iv)

Output bercahaya dikategorikan kepada tiga bin: V2 (900 - 1120 mcd), W1 (1120 - 1400 mcd), dan W2 (1400 - 1800 mcd). Toleransi ±11% digunakan untuk setiap bin keamatan. Peringkat ini adalah penting untuk aplikasi yang memerlukan tahap kecerahan yang konsisten merentasi berbilang penunjuk.

3.3 Peringkat Panjang Gelombang Dominan (Wd)

Warna (panjang gelombang dominan) disusun kepada empat bin: H (584.0 - 586.5 nm), J (586.5 - 589.0 nm), K (589.0 - 591.5 nm), dan L (591.5 - 594.0 nm). Setiap bin mempunyai toleransi ±1 nm. Ini memastikan konsistensi warna, yang penting untuk paparan multi-LED atau penunjuk status di mana padanan warna adalah penting.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun keluk grafik khusus dirujuk dalam datasheet, implikasinya diterangkan di sini. Keluk tipikal akan termasuk hubungan antara arus hadapan (IF) dan voltan hadapan (VF), menunjukkan ciri I-V eksponen diod. Keluk utama lain akan memplot keamatan bercahaya relatif terhadap suhu ambien, biasanya menunjukkan penurunan output apabila suhu meningkat. Keluk taburan spektrum akan menggambarkan lebar jalur pancaran cahaya yang sempit berpusat sekitar 591 nm, yang merupakan ciri teknologi AlInGaP dan menghasilkan warna kuning yang tepu.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

LED datang dalam pakej SMD piawai. Warna kanta adalah jernih air, dan warna sumber cahaya adalah kuning dari cip AlInGaP. Semua dimensi pakej diberikan dalam milimeter dengan toleransi piawai ±0.2 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Datasheet termasuk lukisan dimensi terperinci untuk LED itu sendiri, susunan pad lampiran PCB yang disyorkan untuk pateri refluks inframerah atau fasa wap, dan pembungkusan (dimensi pita dan gegelung).

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Profil Refluks IR yang Disyorkan

Untuk proses pateri bebas plumbum, profil refluks yang mematuhi J-STD-020B adalah disyorkan. Parameter utama termasuk suhu pra-panas antara 150°C dan 200°C, masa pra-panas sehingga maksimum 120 saat, dan suhu puncak badan pakej tidak melebihi 260°C untuk maksimum 10 saat. Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa profil optimum bergantung pada reka bentuk PCB khusus, pes pateri, dan ketuhar yang digunakan.

6.2 Keadaan Penyimpanan

Beg kalis lembap yang belum dibuka mengandungi bahan pengering harus disimpan pada ≤30°C dan ≤70% Kelembapan Relatif (RH), dengan jangka hayat rak yang disyorkan satu tahun. Setelah pembungkusan asal dibuka, LED harus disimpan pada ≤30°C dan ≤60% RH. Adalah sangat disyorkan untuk melengkapkan proses refluks IR dalam masa 168 jam (7 hari) selepas dibuka. Untuk penyimpanan melebihi tempoh ini, pembakaran pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 48 jam sebelum pateri adalah perlu untuk membuang kelembapan yang diserap dan mencegah kerosakan \"popcorning\" semasa refluks.

6.3 Pembersihan

Jika pembersihan diperlukan selepas pateri, hanya pelarut berasaskan alkohol yang ditetapkan seperti etil alkohol atau isopropil alkohol harus digunakan. LED harus direndam pada suhu biasa selama kurang dari satu minit. Pembersih kimia yang tidak ditentukan mesti dielakkan kerana ia boleh merosakkan bahan pakej.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

Pembungkusan piawai ialah pita 8mm pada gegelung berdiameter 7 inci (178mm). Gegelung 13 inci piawai mengandungi 8000 keping. Kuantiti pesanan minimum untuk baki ialah 500 keping. Pembungkusan mengikut spesifikasi ANSI/EIA 481, dengan maksimum dua komponen hilang berturut-turut (poket kosong) dibenarkan dalam pita.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Litar Aplikasi Tipikal

LED adalah peranti didorong arus. Untuk operasi yang boleh dipercayai dan kecerahan seragam apabila mendorong berbilang LED secara selari, adalah penting untuk menggunakan perintang had arus individu secara bersiri dengan setiap LED. Ini mengimbangi variasi kecil dalam voltan hadapan (Vf) setiap peranti, mencegah pengambilan arus berlebihan di mana satu LED menarik lebih banyak arus dan kelihatan lebih terang manakala yang lain malap. Litar perintang bersiri mudah adalah kaedah dorongan yang disyorkan dan paling boleh dipercayai.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Pereka mesti mempertimbangkan pengurusan haba. Walaupun peranti boleh beroperasi sehingga 100°C, output bercahaya berkurangan dengan peningkatan suhu simpang. Kawasan kuprum PCB yang mencukupi atau via haba mungkin diperlukan untuk aplikasi arus tinggi atau suhu ambien tinggi. Sudut pandangan lebar 120 darjah menjadikan LED ini sesuai untuk aplikasi di mana penunjuk perlu kelihatan dari pelbagai posisi, tetapi tidak untuk aplikasi pancaran fokus.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan teknologi lama seperti Gallium Fosfida (GaP), LED AlInGaP menawarkan kecekapan lebih tinggi dan output lebih terang untuk warna dalam julat merah hingga kuning. Kanta jernih air, berbanding dengan kanta tersebar atau berwarna, memberikan output cahaya tertinggi yang mungkin dari cip, memaksimumkan keamatan bercahaya. Gabungan pakej EIA piawai, pembungkusan pita-dan-gegelung, dan keserasian refluks IR menjadikan peranti ini sangat sesuai untuk pembuatan elektronik automatik moden, menawarkan kelebihan dalam kos dan kelajuan pemasangan berbanding LED lubang tembus.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya mendorong LED ini terus dari bekalan logik 3.3V atau 5V?

J: Tidak. Anda mesti sentiasa menggunakan perintang had arus bersiri. Nilai perintang yang diperlukan boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan - Vf_LED) / I_yang_diingini. Contohnya, dengan bekalan 5V, Vf 2.2V, dan arus yang diingini 20mA, R = (5 - 2.2) / 0.02 = 140 Ohm.

S: Mengapa terdapat sistem binning untuk Vf, Iv, dan Wd?

J: Pembuatan semikonduktor mempunyai variasi semula jadi. Binning menyusun bahagian ke dalam kumpulan prestasi, membolehkan pereka memilih tahap konsistensi yang diperlukan untuk aplikasi mereka, memastikan tingkah laku yang boleh diramalkan dalam produk akhir.

S: Apa yang berlaku jika saya melebihi penarafan maksimum mutlak?

J: Melebihi had ini, walaupun seketika, boleh menyebabkan kerosakan serta-merta atau terpendam, mengurangkan jangka hayat atau menyebabkan kegagalan bencana. Sentiasa reka dengan margin keselamatan.

11. Contoh Kes Penggunaan Praktikal

Pertimbangkan mereka bentuk panel kawalan untuk perkakas industri dengan berbilang penunjuk status kuning. Pereka memilih LED dari bin keamatan W1 (1120-1400 mcd) dan bin panjang gelombang K (589.0-591.5 nm) untuk memastikan kecerahan dan warna seragam. LED diletakkan pada PCB dengan susunan pad yang disyorkan. Pin GPIO mikropengawal, dikonfigurasikan sebagai output litar terbuka, mendorong setiap LED melalui perintang bersiri 150-ohm yang disambungkan ke rel 3.3V. Persediaan ini memberikan kira-kira 18mA arus ((3.3V - 2.2V)/150Ω ≈ 7.3mA, pengiraan semula diperlukan untuk Vf sebenar), memastikan operasi yang boleh dipercayai dalam spesifikasi. Panel dipasang menggunakan proses refluks IR dengan profil yang mematuhi garis panduan datasheet.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

LED ialah diod simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan hadapan melebihi ambang diod dikenakan, elektron dari rantau jenis-n bergabung semula dengan lubang dari rantau jenis-p dalam lapisan aktif (dalam kes ini, diperbuat daripada AlInGaP). Proses penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang (warna) khusus cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor. AlInGaP mempunyai jurang jalur yang sepadan dengan cahaya dalam kawasan spektrum merah, oren, ambar, dan kuning.

13. Trend Teknologi

Trend umum dalam teknologi LED SMD adalah ke arah keberkesanan bercahaya yang lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per watt input elektrik), peningkatan pemulihan warna dan ketepuan, dan peningkatan ketumpatan kuasa dalam pakej yang lebih kecil. Terdapat juga dorongan berterusan untuk kebolehpercayaan yang lebih tinggi dan jangka hayat operasi yang lebih panjang. Tambahan pula, integrasi dengan elektronik kawalan, seperti pengatur arus terbina dalam atau pemandu modulasi lebar denyut (PWM), menjadi lebih biasa dalam pakej LED maju, walaupun peranti yang diterangkan di sini adalah komponen diskret asas.