Dokumen Teknikal SMD LED LTST-C21RKGKT - 3.2x1.6x1.9mm - 2.4V - 75mW - Hijau - Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk diod pemancar cahaya (LED) peranti permukaan-pasang (SMD) berprestasi tinggi. Produk ini adalah cip LED pemasangan atas yang menggunakan bahan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) ultra-terang, memancarkan cahaya hijau. Ia direka untuk proses pemasangan elektronik moden, menampilkan keserasian dengan peralatan penempatan automatik dan pematrian refluks inframerah (IR). Peranti ini mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), mengklasifikasikannya sebagai produk mesra alam. Ia dibekalkan dalam pita 8mm piawai industri pada gegelung diameter 7 inci untuk pembuatan volum tinggi yang cekap.

1.1 Kelebihan Teras

• Keterangan Tinggi:Menggunakan teknologi AlInGaP termaju untuk keamatan pencahayaan yang unggul.
• Sedia untuk Pembuatan Moden:Sepenuhnya serasi dengan sistem pick-and-place automatik dan profil pematrian refluks IR bebas plumbum.
• Pembungkusan Piawai:Mematuhi piawaian EIA (Electronic Industries Alliance) untuk pembungkusan pita dan gegelung, memastikan keserasian yang luas.
• Pematuhan Alam Sekitar:Memenuhi keperluan RoHS, menjadikannya sesuai untuk pasaran global dengan peraturan alam sekitar yang ketat.
• Fleksibiliti Reka Bentuk:Lensa jernih memberikan penampilan neutral yang boleh menyatu dengan pelbagai reka bentuk produk.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Semua parameter dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C melainkan dinyatakan sebaliknya. Memahami parameter ini adalah kritikal untuk reka bentuk litar yang boleh dipercayai dan mencapai prestasi yang dijangka.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi pada atau di bawah had ini tidak dijamin dan harus dielakkan untuk operasi yang boleh dipercayai.

• Pembuangan Kuasa (Pd):75 mW. Jumlah kuasa maksimum yang boleh dibuang oleh peranti sebagai haba.
• Arus Hadapan Puncak (IFP):80 mA. Arus maksimum yang dibenarkan di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms). Digunakan untuk kilasan intensiti tinggi yang singkat.
• Arus Hadapan DC (IF):30 mA. Arus hadapan berterusan maksimum untuk operasi keadaan mantap.
• Voltan Songsang (VR):5 V. Voltan maksimum yang boleh dikenakan dalam arah songsang merentasi LED.
• 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 Pematrian Inframerah:260°C selama 10 saat. Pendedahan profil terma maksimum semasa pematrian refluks.

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal di bawah keadaan ujian piawai (IF = 20mA).

• Keamatan Pencahayaan (Iv):28.0 - 180.0 mcd (millicandela). Keterangan cahaya yang dirasakan oleh mata manusia (keluk CIE). Julat luas ini diuruskan melalui sistem binning.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):70 darjah (tipikal). Sudut penuh di mana keamatan pencahayaan adalah separuh daripada keamatan pada 0 darjah (paksi). Ini mentakrifkan penyebaran pancaran.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_P):574 nm (tipikal). Panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):567.5 - 576.5 nm. Panjang gelombang tunggal yang secara persepsi sepadan dengan warna LED, diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE. Ini adalah parameter utama untuk spesifikasi warna.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):15 nm (tipikal). Lebar jalur spektrum yang diukur pada separuh keamatan maksimum (Lebar Penuh pada Separuh Maksimum - FWHM). Nilai yang lebih kecil menunjukkan cahaya yang lebih monokromatik.
• Voltan Hadapan (V_F):1.80 - 2.40 V. Susut voltan merentasi LED apabila beroperasi pada arus hadapan yang ditentukan (20mA).
• Arus Songsang (I_R):10 μA (maks) pada V_R= 5V. Arus bocor kecil yang mengalir apabila peranti dipincang songsang.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan warna dan keterangan yang konsisten dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan ciri yang diukur. Ini membolehkan pereka memilih bahagian yang memenuhi keperluan aplikasi khusus untuk keseragaman.

3.1 Binning Keamatan Pencahayaan

Dibin pada arus ujian 20mA. Toleransi dalam setiap bin adalah +/-15%.

• Bin N:28.0 - 45.0 mcd
• Bin P:45.0 - 71.0 mcd
• Bin Q:71.0 - 112.0 mcd
• Bin R:112.0 - 180.0 mcd

3.2 Binning Panjang Gelombang Dominan

Dibin pada arus ujian 20mA. Toleransi untuk setiap bin adalah +/- 1nm.

• Bin C:567.5 - 570.5 nm
• Bin D:570.5 - 573.5 nm
• Bin E:573.5 - 576.5 nm

Menggabungkan bin keamatan dan panjang gelombang (cth., RC, QD) memberikan spesifikasi tepat untuk konsistensi warna dan keterangan dalam pemasangan.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun keluk grafik khusus dirujuk dalam data teknikal, analisis berikut adalah berdasarkan kelakuan LED piawai dan parameter yang diberikan.

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

LED mempamerkan ciri I-V diod tipikal. Voltan hadapan (V_F) mempunyai julat yang ditentukan dari 1.80V hingga 2.40V pada 20mA. V_Fmempunyai pekali suhu negatif, bermakna ia berkurangan sedikit apabila suhu simpang meningkat. Untuk operasi stabil, mengendalikan LED dengan sumber arus malar sangat disyorkan berbanding sumber voltan malar untuk mengelakkan pelarian terma.

4.2 Keamatan Pencahayaan vs. Arus Hadapan

Keamatan pencahayaan adalah lebih kurang berkadar dengan arus hadapan dalam julat operasi. Walau bagaimanapun, kecekapan (lumen per watt) mungkin berkurangan pada arus yang sangat tinggi disebabkan peningkatan haba. Beroperasi pada atau di bawah 20mA yang disyorkan untuk ujian memastikan kecekapan dan jangka hayat optimum.

4.3 Kebergantungan Suhu

Prestasi LED adalah sensitif kepada suhu. Apabila suhu simpang meningkat:

• Output Pencahayaan Berkurang:Output cahaya akan menurun. Faktor penurunan nilai yang tepat adalah khusus produk.
• Voltan Hadapan Berkurang:Seperti yang dinyatakan dalam ciri I-V.
• Anjakan Panjang Gelombang:Panjang gelombang dominan mungkin beralih sedikit, biasanya ke arah panjang gelombang yang lebih panjang (anjakan merah) dengan peningkatan suhu.

Pengurusan terma yang betul pada PCB (kawasan kuprum yang mencukupi, kemungkinan via terma) adalah penting untuk mengekalkan prestasi dan kebolehpercayaan, terutamanya apabila beroperasi pada suhu ambien tinggi atau berhampiran penarafan arus maksimum.

5. Maklumat Mekanikal & Pembungkusan

5.1 Dimensi Peranti

Pakej ini adalah format SMD piawai. Dimensi utama termasuk saiz badan dan konfigurasi lead yang sesuai untuk pemasangan automatik. Semua toleransi dimensi biasanya ±0.10mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Pereka mesti merujuk lukisan mekanikal terperinci untuk reka bentuk corak land yang tepat.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Katod biasanya ditunjukkan oleh penanda visual pada pakej LED, seperti takuk, titik hijau, atau sudut terpotong pada lensa. Polarity yang betul mesti diperhatikan semasa penempatan untuk memastikan peranti berfungsi.

5.3 Susun Atur Pad Paterian yang Dicadangkan

Tapak kaki (corak land) yang disyorkan disediakan untuk memastikan sambungan paterian yang boleh dipercayai, penjajaran yang betul, dan kekuatan mekanikal yang mencukupi. Mematuhi susun atur ini membantu mengelakkan tombstoning (komponen berdiri di satu hujung) semasa refluks dan memastikan sambungan terma yang baik ke PCB.

6. Panduan Pematrian & Pemasangan

6.1 Profil Pematrian Refluks IR

Peranti ini serasi dengan proses pematrian bebas plumbum (Pb-free). Profil refluks yang dicadangkan disediakan, mematuhi piawaian JEDEC. Parameter utama termasuk:

• Pra-panas:150-200°C
• Masa Pra-panas:Maksimum 120 saat.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C.
• Masa Di Atas Likuidus:Peranti harus terdedah kepada suhu puncak selama maksimum 10 saat. Refluks harus dilakukan maksimum dua kali.

Profil mesti dicirikan untuk reka bentuk PCB khusus, komponen, pes pateri, dan ketuhar yang digunakan.

6.2 Pematrian Tangan

Jika pematrian tangan diperlukan:

• Suhu Besi:Maksimum 300°C.
• Masa Pematrian:Maksimum 3 saat setiap lead.
• Percubaan:Pematrian harus dilakukan hanya sekali. Elakkan pemanasan berulang.

Besi terkawal suhu dengan hujung halus disyorkan.

6.3 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pematrian diperlukan:

• Gunakan hanya agen pembersih yang ditentukan. Bahan kimia yang tidak ditentukan mungkin merosakkan lensa epoksi atau pakej.
• Pelarut yang disyorkan adalah etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu bilik biasa.
• Masa rendaman harus kurang daripada satu minit.

6.4 Penyimpanan & Pengendalian

• Langkah Berjaga-jaga ESD:LED sensitif kepada nyahcas elektrostatik (ESD). Gunakan gelang pergelangan tangan, tikar anti-statik, dan peralatan yang dibumikan dengan betul semasa pengendalian.
• Kepekaan Kelembapan:Mengikut piawaian industri, peranti ini berkemungkinan sensitif kepada kelembapan. Jika beg penghalang kelembapan tertutup asal dibuka:
  • Simpan pada ≤30°C dan ≤60% kelembapan relatif.
  • Adalah disyorkan untuk menyelesaikan refluks IR dalam tempoh satu minggu selepas pembukaan.
  • Untuk penyimpanan lebih lama di luar beg asal, simpan dalam bekas tertutup dengan desikan atau dalam desikator nitrogen.
  • Peranti yang disimpan di luar beg selama >1 minggu harus dibakar pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam sebelum pematrian untuk membuang kelembapan yang diserap dan mengelakkan "popcorning" semasa refluks.

7. Maklumat Pembungkusan & Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

• Saiz Gegelung:Diameter 7 inci.
• Lebar Pita: 8mm.
• Kuantiti per Gegelung:3000 keping (gegelung penuh piawai).
• Kuantiti Pek Minimum:500 keping untuk kuantiti baki.
• Piawaian Pembungkusan:Mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481.
• Pita Penutup:Poket komponen kosong dimeterai dengan pita penutup atas.
• Komponen Hilang:Maksimum dua lampu hilang berturut-turut (poket kosong) dibenarkan setiap spesifikasi.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

LED ini sesuai untuk pelbagai aplikasi yang memerlukan penunjuk hijau terang dan padat, termasuk tetapi tidak terhad kepada:

• Penunjuk status dan kuasa pada elektronik pengguna (penghala, pengecas, perkakas).
• Pencahayaan belakang untuk kekunci pada papan kekunci atau panel kawalan.
• Lampu status panel paparan.
• Pencahayaan dalaman automotif (fungsi bukan kritikal, tertakluk kepada kelayakan lanjut).
• Peranti elektronik mudah alih.

Ia bertujuan untuk peralatan elektronik biasa. Untuk aplikasi yang memerlukan kebolehpercayaan luar biasa di mana kegagalan boleh membahayakan keselamatan (penerbangan, perubatan, sistem keselamatan pengangkutan), perundingan dan kelayakan khusus adalah wajib.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk Litar

• Had Semasa:SENTIASA gunakan perintang had semasa bersiri atau litar pemacu LED arus malar khusus. Nilai dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Gunakan V_Fmaksimum dari data teknikal (2.40V) untuk memastikan arus tidak melebihi had walaupun dengan V_F part.
• Sambungan Selari:Elakkan menyambungkan LED secara langsung secara selari. Variasi kecil dalam V_Fboleh menyebabkan ketidakseimbangan arus, di mana satu LED mengambil sebahagian besar arus dan gagal lebih awal. Gunakan perintang had semasa berasingan untuk setiap LED atau pemacu arus malar dengan pelbagai saluran.
• Sambungan Siri:Menyambungkan LED secara bersiri memastikan arus yang sama melalui setiap peranti, yang lebih baik untuk keterangan seragam. Pastikan voltan bekalan mencukupi untuk jumlah semua susut V_Ftambah ruang kepala untuk pengatur arus.
• Pengurusan Terma:Untuk operasi berterusan pada arus tinggi atau dalam suhu ambien tinggi, pertimbangkan susun atur PCB. Menyediakan pad kuprum kecil di bawah pad terma LED (jika ada) atau menyambungkan pad katod ke satah kuprum yang lebih besar boleh membantu membuang haba.
• Perlindungan Voltan Songsang:Walaupun LED boleh menahan sehingga 5V secara songsang, adalah amalan baik dalam litar di mana polarity songsang mungkin (cth., modul yang boleh dipasang pengguna) untuk memasukkan perlindungan, seperti diod bersiri atau diod shunt merentasi LED.

9. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan teknologi LED lama seperti LED hijau GaP (Gallium Fosfida) piawai, peranti berasaskan AlInGaP ini menawarkan kelebihan ketara:

• Keterangan Lebih Tinggi:Bahan AlInGaP memberikan kecekapan pencahayaan yang jauh lebih tinggi, menghasilkan output cahaya yang lebih besar untuk arus input yang sama.
• Ketulenan Warna Lebih Baik:Separuh lebar spektrum agak sempit (15nm tipikal), menghasilkan warna hijau yang lebih tepu dan tulen berbanding alternatif spektrum luas.
• Keserasian Proses Moden:Pakej dan bahan direka khusus untuk keserasian dengan proses refluks IR bebas plumbum dan suhu tinggi, yang penting untuk pembuatan moden yang mematuhi RoHS.
• Pemiawaian:Pakej EIA dan format pita-dan-gegelung memastikan integrasi lancar ke dalam barisan pemasangan automatik, mengurangkan masa persediaan dan ralat penempatan berbanding komponen bukan piawai atau dibungkus pukal.

10. Soalan Lazim (FAQ)

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 padanan warna persepsi—panjang gelombang tunggal yang mata manusia akan anggap sebagai warna yang sama dengan output campuran LED. Untuk LED monokromatik seperti hijau ini, ia selalunya hampir, tetapi λ_dadalah parameter utama untuk spesifikasi warna dalam reka bentuk.

10.2 Bolehkah saya mengendalikan LED ini tanpa perintang had semasa jika bekalan kuasa saya tepat 2.0V?

Tidak, ini tidak disyorkan dan berisiko.Voltan hadapan (V_F) berbeza dari 1.80V hingga 2.40V. Jika anda mempunyai bekalan 2.0V dan LED dengan V_F1.85V, perbezaan kecil 0.15V akan menyebabkan arus besar dan tidak terkawal mengalir (dihadkan hanya oleh rintangan dinamik LED dan rintangan litar parasit), berkemungkinan melebihi arus maksimum dan merosakkan LED. Sentiasa gunakan mekanisme had semasa.

10.3 Mengapa terdapat sistem binning, dan bin manakah yang patut saya pilih?

Variasi pembuatan menyebabkan perbezaan kecil dalam warna dan keterangan. Binning menyusun LED ke dalam kumpulan untuk konsistensi. Pilih bin berdasarkan aplikasi anda:

• Untuk penunjuk tunggal, mana-mana bin biasanya baik.
• Untuk pelbagai LED yang perlu kelihatan sama (cth., barisan lampu status), nyatakan bin keamatan dan panjang gelombang yang sama (cth., semua "QD") untuk memastikan keseragaman visual.
• Untuk output paling terang, nyatakan bin keamatan tertinggi (R). Untuk warna hijau khusus, nyatakan bin panjang gelombang yang sepadan (C, D, atau E).

10.4 Data teknikal menyebut pembuangan kuasa 75mW. Bagaimana saya mengira ini?

Pembuangan kuasa (P_d) dalam LED terutamanya dikira sebagai: P_d≈ V_F* I_F. Sebagai contoh, pada arus berterusan maksimum (I_F= 30mA) dan V_Ftipikal 2.1V, P_d= 0.030A * 2.1V = 63mW, yang berada di bawah maksimum 75mW. Sentiasa gunakan V_Fmaksimum untuk pengiraan kes terburuk: 0.030A * 2.40V = 72mW. Ini meninggalkan margin keselamatan kecil. Pastikan keadaan operasi anda, termasuk suhu ambien, membenarkan pembuangan ini tanpa terlalu panas.

11. Contoh Reka Bentuk & Penggunaan Praktikal

11.1 Contoh 1: Litar Penunjuk 5V Mudah

Matlamat:Mengendalikan satu LED daripada bekalan DC 5V pada I_F= 20mA.Pengiraan:Anggapkan kes terburuk V_F= 2.40V. Susut voltan yang diperlukan merentasi perintang: V_R= 5V - 2.40V = 2.60V. Nilai perintang (Hukum Ohm): R = V_R/ I_F= 2.60V / 0.020A = 130 Ω.Pemilihan Komponen:Pilih nilai perintang piawai terdekat, cth., 130Ω atau 150Ω. Perintang 150Ω akan menghasilkan I_F≈ (5V - 2.40V)/150Ω = 17.3mA, yang selamat dan masih terang.Penarafan Kuasa Perintang: P_perintang= I²* R = (0.020)²* 150 = 0.06W. Perintang piawai 1/8W (0.125W) atau 1/4W lebih daripada mencukupi.

11.2 Contoh 2: Mengendalikan Pelbagai LED daripada Bekalan 12V

Matlamat:Mengendalikan tiga LED secara bersiri daripada bekalan 12V pada I_F= 20mA.Pengiraan:Jumlah V_FLED (kes terburuk maks): 3 * 2.40V = 7.20V. Susut voltan merentasi perintang: V_R= 12V - 7.20V = 4.80V. Nilai perintang: R = 4.80V / 0.020A = 240 Ω.Kelebihan:Sambungan bersiri menjamin arus yang sama melalui ketiga-tiga LED, memastikan keterangan seragam walaupun nilai V_Fmereka berbeza. Hanya satu perintang had semasa diperlukan, meningkatkan kecekapan berbanding tiga perintang berasingan.

12. Pengenalan Teknologi

12.1 Prinsip Semikonduktor AlInGaP

AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) adalah bahan semikonduktor sebatian III-V yang digunakan terutamanya untuk LED merah, oren, kuning, dan hijau berkeamatan tinggi. Dengan melaraskan nisbah aluminium, indium, galium, dan fosforus dalam kekisi kristal dengan tepat semasa pertumbuhan epitaksial, jurutera boleh "menala" jurang jalur bahan. Tenaga jurang jalur menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan apabila elektron bergabung semula dengan lubang merentasi simpang. AlInGaP menawarkan kecekapan kuantum dan kestabilan terma yang lebih tinggi untuk warna dalam spektrum kuning-ke-merah berbanding bahan lama, menghasilkan peranti yang lebih terang dan boleh dipercayai. Pancaran hijau dari bahagian khusus ini dicapai dengan mendorong komposisi ke arah tenaga jurang jalur yang lebih tinggi.

13. Trend Industri

13.1 Evolusi LED Penunjuk

Trend dalam SMD LED penunjuk terus ke arah:

• Peningkatan Kecekapan:Pembangunan bahan semikonduktor baru dan struktur cip (seperti reka bentuk flip-chip) untuk memberikan lebih banyak lumen per watt, mengurangkan penggunaan kuasa untuk keterangan tertentu.
• Pengecilan:Pakej menjadi lebih kecil (cth., saiz metrik 0402, 0201) untuk menjimatkan ruang PCB berharga dalam peranti yang semakin padat seperti boleh pakai dan telefon pintar ultra-nipis.
• Peningkatan Kebolehpercayaan & Kekukuhan:Bahan dan proses pembungkusan yang dipertingkatkan untuk menahan suhu refluks yang lebih tinggi, keadaan persekitaran yang lebih keras, dan memberikan rintangan kelembapan yang lebih baik.
• Penyelesaian Bersepadu:Pertumbuhan LED dengan perintang had semasa terbina dalam atau pemacu IC ("pemacu LED dalam pakej") untuk memudahkan reka bentuk litar dan mengurangkan bilangan komponen.
• Perluasan Gamut Warna:Penyelidikan berterusan ke dalam bahan seperti gallium nitrida (GaN) pada substrat berbeza dan teknologi titik kuantum untuk mencapai warna hijau dan sian yang lebih tulen dan tepu, yang berharga untuk paparan dan pencahayaan warna penuh.

Peranti seperti yang didokumenkan di sini, dengan pematuhan RoHS, keserasian refluks, dan keterangan tinggi, mewakili piawaian arus perdana semasa untuk aplikasi penunjuk tujuan umum.