Spesifikasi Teknikal LED SMD LTST-M140KSKT - Kuning AlInGaP - 30mA - 72mW - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk LTST-M140KSKT, sebuah diod pemancar cahaya (LED) peranti permukaan-pasang (SMD). Komponen ini tergolong dalam keluarga LED yang direka untuk pemasangan papan litar bercetak (PCB) automatik, menampilkan saiz dan konfigurasi mini yang sesuai untuk aplikasi yang mempunyai ruang terhad. LED ini menggunakan bahan semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) untuk menghasilkan output cahaya kuning, yang disalut dalam pakej kanta jernih-air.

Falsafah reka bentuk teras berpusat pada keserasian dengan pembuatan elektronik moden berisipadu tinggi. Peranti ini direkabentuk untuk serasi dengan peralatan pick-and-place automatik dan menahan profil haba proses pematerian reflow inframerah (IR) standard, menjadikannya sesuai untuk barisan pengeluaran yang diperkemas.

Pasaran dan aplikasi sasaran adalah luas, mencerminkan kepelbagaian dan kebolehpercayaan komponen ini. Aplikasi utama termasuk penunjuk status, lampu latar untuk panel hadapan, dan pencahayaan isyarat atau simbol dalam peralatan telekomunikasi, peranti automasi pejabat, perkakas rumah, dan pelbagai peralatan industri.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Had Maksimum Mutlak

Had maksimum mutlak menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Nilai-nilai ini dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C. Arus hadapan berterusan maksimum (DC) ialah 30 mA. Di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1ms, peranti boleh mengendalikan arus hadapan puncak 80 mA. Voltan songsang maksimum yang dibenarkan merentasi LED ialah 5 V. Jumlah kuasa terlesap tidak boleh melebihi 72 mW. Peranti ini dinilai untuk beroperasi dalam julat suhu -40°C hingga +85°C dan boleh disimpan dalam persekitaran dari -40°C hingga +100°C.

2.2 Ciri-ciri Elektrik dan Optik

Prestasi elektrik dan optik biasa diukur pada Ta=25°C dengan arus hadapan (IF) 20 mA, iaitu keadaan ujian standard. Parameter utama termasuk:

• Fluks Bercahaya (Φv):Julat dari minimum 0.42 lumen (lm) hingga maksimum biasa 1.35 lm. Ini mengukur jumlah kuasa cahaya yang dipancarkan yang dapat dilihat.
• Keamatan Bercahaya (Iv):Bersamaan dengan fluks bercahaya, dengan minimum 140 millicandelas (mcd) dan maksimum biasa 450 mcd. Keamatan diukur sepanjang paksi pusat.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):Sudut penuh di mana keamatan bercahaya adalah separuh nilai paksi biasanya 120 darjah, menunjukkan corak pandangan yang luas.
• Panjang Gelombang Puncak (λP):Panjang gelombang di mana pancaran spektrum paling kuat biasanya 591 nanometer (nm).
• Panjang Gelombang Dominan (λd):Panjang gelombang tunggal yang menentukan warna yang dilihat, dinyatakan antara 584.5 nm dan 594.5 nm, memastikan warna kuning yang konsisten.
• Lebar Separuh Garisan Spektrum (Δλ):Biasanya 15 nm, menerangkan ketulenan spektrum atau lebar jalur cahaya yang dipancarkan.
• Voltan Hadapan (VF):Julat dari 1.8 V hingga 2.4 V pada 20 mA, dengan toleransi ±0.1 V untuk bahagian yang dibin.
• Arus Songsang (IR):Maksimum 10 mikroampere (μA) apabila bias songsang 5 V dikenakan.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran besar-besaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan parameter utama. Ini membolehkan pereka memilih bahagian yang memenuhi keperluan khusus untuk aplikasi mereka.

3.1 Binning Voltan Hadapan (VF)

LED dikategorikan kepada tiga bin voltan (D2, D3, D4) pada 20 mA. Bin D2 meliputi 1.8V hingga 2.0V, D3 meliputi 2.0V hingga 2.2V, dan D4 meliputi 2.2V hingga 2.4V. Setiap bin mempunyai toleransi ±0.1V. Memilih bin voltan yang lebih ketat boleh membantu dalam mereka bentuk litar pemacu yang lebih konsisten, terutamanya apabila berbilang LED disambung secara bersiri.

3.2 Binning Fluks Bercahaya dan Keamatan

Output bercahaya dibin kepada lima kod utama (C2, D1, D2, E1, E2). Sebagai contoh, bin C2 menentukan fluks bercahaya antara 0.42 lm dan 0.54 lm (bersamaan 140-180 mcd), manakala bin output tertinggi, E2, meliputi 1.07 lm hingga 1.35 lm (355-450 mcd). Toleransi untuk setiap bin keamatan ialah ±11%. Binning ini adalah penting untuk aplikasi yang memerlukan kecerahan seragam merentasi berbilang penunjuk atau tatasusunan lampu latar.

3.3 Binning Warna (Panjang Gelombang Dominan)

Panjang gelombang dominan, yang menentukan warna kuning yang tepat, dibin kepada empat kategori: H (584.5-587.0 nm), J (587.0-589.5 nm), K (589.5-592.0 nm), dan L (592.0-594.5 nm). Setiap bin mempunyai toleransi ±1 nm. Ini membolehkan padanan warna yang tepat dalam aplikasi di mana warna kuning tertentu diperlukan, seperti dalam isyarat lalu lintas atau penunjuk status tertentu.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun data grafik khusus dirujuk dalam datasheet, lengkung prestasi biasa untuk LED sedemikian memberikan pandangan reka bentuk penting. Ini secara umumnya termasuk:

• Lengkung Arus vs. Voltan (I-V):Menunjukkan hubungan eksponen antara voltan hadapan dan arus. Lengkung ini adalah penting untuk menentukan titik operasi dan mereka bentuk litar pembatas arus.
• Lengkung Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan (I-L):Menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus, biasanya dalam hubungan hampir linear dalam julat operasi yang disyorkan. Ia membantu dalam memilih arus pemacu untuk kecerahan yang dikehendaki.
• Lengkung Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien:Menggambarkan penurunan output cahaya apabila suhu simpang meningkat. Memahami penurunan nilai ini adalah penting untuk aplikasi yang beroperasi dalam persekitaran suhu tinggi.
• Lengkung Taburan Spektrum:Memplot keamatan relatif terhadap panjang gelombang, menunjukkan puncak pada ~591 nm dan lebar separuh 15 nm, mengesahkan pancaran kuning monokromatik.
• Corak Sudut Pandangan:Plot kutub yang menunjukkan taburan sudut keamatan cahaya, biasanya mengesahkan sudut pandangan 120 darjah dengan corak pancaran Lambertian atau serupa.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

LED ini datang dalam pakej SMD standard. Semua dimensi diberikan dalam milimeter dengan toleransi umum ±0.2 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Datasheet termasuk lukisan mekanikal terperinci yang menunjukkan pandangan atas, pandangan sisi, dan tapak kaki, termasuk dimensi utama seperti panjang badan, lebar, ketinggian, dan penempatan serta saiz pad pateri.

5.2 Reka Bentuk Pad dan Pengenalpastian Polarity

Corak tanah PCB yang disyorkan (pad lampiran) disediakan untuk kedua-dua proses pematerian reflow inframerah dan fasa wap. Corak ini dioptimumkan untuk pembentukan sendi pateri yang boleh dipercayai dan kestabilan mekanikal. Komponen ini mempunyai penanda polarity, biasanya ditunjukkan oleh penanda katod pada pakej itu sendiri (seperti takuk, titik, atau lead yang dipotong). Orientasi yang betul adalah penting kerana LED adalah diod dan hanya membenarkan aliran arus dalam satu arah.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Reflow

Datasheet menyediakan profil reflow IR yang dicadangkan yang mematuhi J-STD-020B untuk proses bebas plumbum. Parameter utama termasuk zon pra-panas, kenaikan terkawal ke suhu puncak, dan fasa penyejukan terkawal. Suhu puncak maksimum yang disyorkan ialah 260°C, dengan masa di atas 217°C (suhu likuidus untuk pateri bebas plumbum biasa) dikawal dengan teliti untuk mengelakkan kerosakan haba pada pakej LED atau die semikonduktor.

6.2 Langkah Berjaga-jaga Penyimpanan dan Pengendalian

LED adalah peranti sensitif kelembapan. Apabila dimeterai dalam pembungkusan kalis lembapan asal dengan bahan pengering, ia harus disimpan pada ≤30°C dan ≤70% kelembapan relatif (RH) dan digunakan dalam tempoh satu tahun. Setelah beg tertutup dibuka, "jangka hayat lantai" bermula. Komponen harus disimpan pada ≤30°C dan ≤60% RH dan disyorkan untuk direflow IR dalam masa 168 jam (JEDEC Tahap 3). Untuk penyimpanan melebihi tempoh ini, pembakaran pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 48 jam diperlukan sebelum pematerian untuk membuang kelembapan yang diserap dan mengelakkan "popcorning" semasa reflow.

6.3 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pematerian diperlukan, hanya pelarut yang ditentukan harus digunakan. Mencelup LED dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu bilik selama kurang daripada satu minit adalah disyorkan. Pembersih kimia yang tidak ditentukan mungkin merosakkan kanta epoksi atau bahan pakej.

7. Pembungkusan dan Maklumat Pesanan

Pembungkusan standard untuk pemasangan automatik ialah pita pembawa timbul lebar 12 mm yang dililit pada gegelung diameter 7-inci (178 mm). Setiap gegelung mengandungi 3000 keping. Spesifikasi pita dan gegelung mematuhi piawaian ANSI/EIA-481. Kuantiti pembungkusan minimum 500 keping tersedia untuk pesanan baki. Pita termasuk pita penutup untuk menutup poket komponen, dan bilangan maksimum komponen hilang berturut-turut dalam gegelung yang dibenarkan ialah dua.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Litar Aplikasi Biasa

Kaedah pemacu yang paling biasa ialah sumber arus malar atau perintang siri ringkas. Nilai perintang (R) dikira menggunakan formula: R = (Vsupply - VF) / IF, di mana VF ialah voltan hadapan LED pada arus IF yang dikehendaki. Sebagai contoh, dengan bekalan 5V, VF 2.0V, dan sasaran IF 20mA, perintang siri yang diperlukan ialah (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 Ohm. Perintang yang dinilai sekurang-kurangnya (5V-2.0V)*0.02A = 0.06W harus dipilih, dengan perintang 1/8W atau 1/10W adalah biasa.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pembatas Arus:Sentiasa gunakan peranti pembatas arus (perintang atau pemacu IC). Menyambung terus ke sumber voltan akan menyebabkan arus berlebihan dan kegagalan serta-merta.
• Pengurusan Haba:Walaupun kuasa terlesap adalah rendah, memastikan kawasan kuprum PCB yang mencukupi atau via haba di sekitar pad pateri boleh membantu melesapkan haba, terutamanya dalam keadaan suhu ambien tinggi atau apabila didorong pada arus yang lebih tinggi.
• Perlindungan ESD:Walaupun tidak dinyatakan secara eksplisit sebagai sangat sensitif, langkah berjaga-jaga pengendalian ESD standard harus dipatuhi semasa pemasangan.
• Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan luas 120 darjah menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan keterlihatan luas. Untuk cahaya fokus, optik sekunder (kanta) akan diperlukan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

LTST-M140KSKT membezakan dirinya melalui penggunaan teknologi AlInGaP untuk pancaran kuning. Berbanding dengan teknologi lama seperti GaAsP, LED AlInGaP menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi, menghasilkan output yang lebih terang pada arus pemacu yang sama, dan kestabilan suhu yang lebih baik. Sudut pandangan luas 120 darjah adalah ciri utama untuk aplikasi penunjuk. Keserasiannya dengan proses reflow IR standard dan pembungkusan pita-dan-gegelung menjadikannya pilihan yang kos efektif untuk pembuatan automatik berisipadu tinggi berbanding dengan LED lubang-lalu yang memerlukan pemasangan manual.

10. Soalan Lazim (FAQ)

Q: Apakah perbezaan antara fluks bercahaya (lm) dan keamatan bercahaya (mcd)?

A: Fluks bercahaya mengukur jumlah cahaya nampak yang dipancarkan ke semua arah. Keamatan bercahaya mengukur kecerahan dalam arah tertentu (biasanya paksi pusat). Untuk LED sudut lebar seperti ini, nilai mcd adalah titik rujukan, tetapi jumlah output cahaya lebih baik diwakili oleh nilai lumen.

Q: Bolehkah saya mendorong LED ini dengan bekalan 3.3V?

A: Ya. Menggunakan formula dengan VF biasa 2.0V dan sasaran arus 20mA, perintang siri yang diperlukan ialah (3.3V - 2.0V) / 0.02A = 65 Ohm. Pastikan penarafan kuasa perintang mencukupi.

Q: Mengapa binning penting?

A: Binning memastikan konsistensi warna dan kecerahan. Jika anda menggunakan berbilang LED dalam produk (cth., tatasusunan lampu status), memesan dari bin voltan, keamatan, dan panjang gelombang yang sama menjamin penampilan yang seragam.

Q: Apa yang berlaku jika saya melebihi had maksimum mutlak voltan songsang 5V?

A: Mengenakan voltan songsang melebihi penarafan boleh menyebabkan kerosakan mendadak dan bencana pada simpang PN LED, membawa kepada kegagalan serta-merta dan kekal.

11. Contoh Kes Penggunaan Praktikal

Senario: Mereka bentuk panel penunjuk status untuk penghala rangkaian.Panel memerlukan empat LED kuning untuk menunjukkan aktiviti pautan pada port yang berbeza. Kecerahan dan warna seragam adalah kritikal untuk pengalaman pengguna.

Langkah-langkah Reka Bentuk:

1. Pilih LTST-M140KSKT untuk warna kuningnya, kecerahan yang sesuai, dan faktor bentuk SMD.

2. Tentukan bin: Pilih satu bin keamatan bercahaya (cth., D2 untuk 224-280 mcd) dan satu bin panjang gelombang dominan (cth., J untuk 587.0-589.5 nm) untuk memastikan konsistensi. Bin voltan pertengahan (D3) boleh diterima.

3. Reka Bentuk Litar: Gunakan rel 3.3V biasa pada PCB penghala. Kira perintang siri untuk setiap LED. Andaikan VF 2.1V (tengah bin D3) dan sasaran 20mA: R = (3.3V - 2.1V) / 0.02A = 60 Ohm. Gunakan perintang standard 62-ohm, 1/10W.

4. Susun Atur: Letakkan LED secara simetri pada panel hadapan PCB. Ikuti corak tanah yang disyorkan dari datasheet untuk memastikan kebolehpaterian yang baik.

5. Pemasangan: Ikuti profil reflow yang disyorkan. Pastikan gegelung LED yang dibuka digunakan dalam jangka hayat lantai 168 jam atau dibakar dengan betul jika disimpan lebih lama.

12. Prinsip Operasi

Pancaran cahaya dalam LED ini adalah berdasarkan elektroluminesens dalam simpang PN semikonduktor yang diperbuat daripada bahan AlInGaP. Apabila voltan hadapan melebihi potensi terbina dalam simpang dikenakan, elektron dari rantau jenis-N dan lubang dari rantau jenis-P disuntik ke dalam rantau aktif. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, mereka membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi AlInGaP menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung bersamaan dengan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, kuning (~591 nm). Kanta epoksi jernih-air menyelubungi cip semikonduktor, memberikan perlindungan mekanikal, dan membentuk corak output cahaya.

13. Trend Teknologi

Pembangunan LED SMD seperti LTST-M140KSKT adalah sebahagian daripada trend yang lebih luas dalam elektronik ke arah pengecilan, peningkatan kebolehpercayaan, dan pembuatan automatik. Teknologi AlInGaP mewakili penyelesaian matang dan cekap untuk LED merah, oren, dan kuning. Trend berterusan dalam industri termasuk dorongan untuk kecekapan bercahaya yang lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per watt input elektrik), peningkatan konsistensi warna melalui binning yang lebih ketat, dan pembangunan saiz pakej yang semakin kecil (cth., pakej skala-cip) untuk membolehkan integrasi yang lebih padat. Tambahan pula, terdapat fokus untuk meningkatkan kebolehpercayaan di bawah keadaan persekitaran yang teruk, seperti julat suhu dan kelembapan yang lebih tinggi, untuk memenuhi permintaan aplikasi automotif dan industri.