Dokumen Teknikal LTST-C195TGKSKT - LED SMD Dwi Warna Pakej EIA - Hijau/Kuning - 20mA/30mA

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTST-C195TGKSKT ialah LED dwi warna permukaan-pasang yang direka untuk aplikasi elektronik moden yang memerlukan saiz padat dan prestasi yang boleh dipercayai. Ia menggabungkan dua cip semikonduktor berbeza dalam satu pakej piawai EIA: cip InGaN (Indium Gallium Nitride) untuk pancaran hijau dan cip AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Phosphide) untuk pancaran kuning. Konfigurasi ini membolehkan penunjukan dwi warna atau percampuran warna mudah dalam tapak kaki yang minimum. Peranti ini dibekalkan pada pita 8mm yang dililit pada gegelung 7 inci, menjadikannya serasi sepenuhnya dengan peralatan pemasangan pick-and-place automatik berkelajuan tinggi. Reka bentuknya mematuhi arahan RoHS, memastikan ia bebas daripada bahan berbahaya seperti plumbum, merkuri, dan kadmium.

1.1 Kelebihan Teras

• Sumber Dwi Warna:Menggabungkan pancaran cahaya hijau dan kuning dalam satu pakej, menjimatkan ruang papan dan memudahkan reka bentuk untuk penunjukan pelbagai status.
• Kecerahan Tinggi:Menggunakan teknologi cip InGaN dan AlInGaP termaju untuk memberikan keamatan pencahayaan yang tinggi.
• Pembungkusan Teguh:Pakej piawai EIA memastikan keserasian mekanikal dan pateri yang boleh dipercayai.
• Keserasian Proses:Sesuai untuk proses alir balik inframerah (IR) piawai, alir balik fasa wap, dan proses pateri gelombang, termasuk profil pemasangan bebas plumbum.
• Sedia untuk Automasi:Dibungkus pada pita dan gegelung untuk pembuatan berisipadu tinggi yang cekap.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

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

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.

• Pelesapan Kuasa (Pd):Hijau: 76 mW, Kuning: 75 mW. Ini ialah kuasa maksimum yang boleh dilesapkan oleh LED sebagai haba.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):Hijau: 100 mA, Kuning: 80 mA. Hanya terpakai di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms).
• Arus Hadapan DC (I_F):Hijau: 20 mA, Kuning: 30 mA. Arus operasi berterusan yang disyorkan.
• Penurunan Kadar:Hijau: 0.25 mA/°C, Kuning: 0.4 mA/°C. Arus hadapan maksimum mesti dikurangkan secara linear di atas suhu ambien 25°C mengikut faktor ini.
• Voltan Songsang (V_R):5 V untuk kedua-dua warna. Melebihi voltan ini dalam pincang songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Julat Suhu:Operasi: -20°C hingga +80°C; Penyimpanan: -30°C hingga +100°C.
• Suhu Pateri:Tahan 260°C selama 5 saat (IR/Gelombang) atau 215°C selama 3 minit (Fasa Wap).

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik

Ini adalah parameter prestasi biasa di bawah keadaan operasi normal (I_F= 20mA).

• Keamatan Pencahayaan (I_V):Ukuran utama kecerahan.
  • Hijau: Biasa 180 mcd (Min. 45 mcd, lihat Kod Bin).
  • Kuning: Biasa 75 mcd (Min. 28 mcd, lihat Kod Bin).
  • Diukur menggunakan sensor yang ditapis untuk sepadan dengan respons fotopik mata manusia (keluk CIE).
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):130 darjah (biasa) untuk kedua-dua warna. Ini ialah sudut penuh di mana keamatan turun kepada separuh nilai pada paksi, menunjukkan corak pandangan yang luas.
• Panjang Gelombang Puncak (λ_P):Hijau: 525 nm (biasa), Kuning: 591 nm (biasa). Panjang gelombang di mana kuasa optik yang dipancarkan adalah maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Hijau: 530 nm (biasa), Kuning: 589 nm (biasa). Panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia, mentakrifkan titik warna pada rajah kromatisiti CIE.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):Hijau: 35 nm (biasa), Kuning: 15 nm (biasa). Lebar spektrum pancaran pada separuh kuasa maksimumnya (FWHM). LED AlInGaP kuning biasanya mempunyai spektrum yang lebih sempit daripada LED InGaN hijau.
• Voltan Hadapan (V_F):
  • Hijau: Biasa 3.30 V, Maksimum 3.50 V @ 20mA. Voltan yang lebih tinggi adalah ciri LED berasaskan InGaN biru/hijau/putih.
  • Kuning: Biasa 2.00 V, Maksimum 2.40 V @ 20mA. Voltan yang lebih rendah adalah ciri LED berasaskan AlInGaP merah/kuning/oren.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 10 µA @ V_R=5V untuk kedua-dua warna.
• Kapasitans (C):Biasa 40 pF @ V_F=0V, f=1MHz untuk cip kuning. Tidak dinyatakan untuk hijau.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi dalam kecerahan, LED disusun ke dalam bin prestasi. LTST-C195TGKSKT menggunakan sistem pembin keamatan pencahayaan.

3.1 Bin Keamatan Pencahayaan

Keamatan diukur pada arus ujian piawai 20mA. Setiap bin mempunyai toleransi ±15%.

Bin Warna Hijau:

• Bin P:45.0 mcd (Min) hingga 71.0 mcd (Maks)
• Bin Q:71.0 mcd hingga 112.0 mcd
• Bin R:112.0 mcd hingga 180.0 mcd
• Bin S:180.0 mcd hingga 280.0 mcd

Bin Warna Kuning:

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

Pereka bentuk harus menyatakan kod bin yang diperlukan semasa membuat pesanan untuk menjamin keseragaman kecerahan merentasi berbilang unit dalam aplikasi.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun graf khusus dirujuk dalam datasheet (Raj.1, Raj.6), trend berikut adalah piawai untuk LED sedemikian dan boleh disimpulkan daripada data yang diberikan:

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

Hubungan I-V adalah eksponen. V_Fyang dinyatakan pada 20mA memberikan satu titik operasi. V_Fyang lebih tinggi pada LED hijau memerlukan voltan pemacu yang lebih tinggi berbanding LED kuning untuk arus yang sama. Perintang pembatas arus adalah penting untuk menetapkan titik operasi dengan betul dan mencegah pelarian haba.

4.2 Keamatan Pencahayaan vs. Arus Hadapan

Keamatan pencahayaan adalah lebih kurang berkadar dengan arus hadapan dalam julat operasi normal (sehingga I_F). Beroperasi di atas arus DC yang disyorkan akan meningkatkan kecerahan tetapi juga pelesapan kuasa dan suhu simpang, berpotensi mengurangkan jangka hayat dan mengalihkan warna.

4.3 Kebergantungan Suhu

Faktor penurunan kadar (0.25-0.4 mA/°C) menunjukkan bahawa arus maksimum yang dibenarkan berkurangan apabila suhu ambien meningkat. Tambahan pula, keamatan pencahayaan untuk kebanyakan LED berkurangan dengan peningkatan suhu simpang. Untuk AlInGaP (kuning), kesan pemadaman haba ini boleh menjadi lebih ketara berbanding InGaN (hijau). Pengurusan haba yang betul pada PCB adalah dinasihatkan untuk aplikasi kebolehpercayaan tinggi.

5. Maklumat Mekanikal & Pakej

5.1 Penetapan Pin

Peranti ini mempunyai empat pin (1, 2, 3, 4).

• Cip Hijau: Disambungkan ke Pin 1 dan 3.
• Cip Kuning: Disambungkan ke Pin 2 dan 4.

Konfigurasi ini biasanya membolehkan kawalan bebas setiap warna. Kanta pakej adalah jernih air.

5.2 Dimensi Pakej dan Tapak Kaki

LED ini mematuhi garis luar pakej SMD piawai EIA. Semua dimensi adalah dalam milimeter dengan toleransi piawai ±0.10mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Datasheet termasuk lukisan dimensi terperinci untuk komponen itu sendiri dan corak pad pateri yang disyorkan untuk memastikan pateri yang betul dan kestabilan mekanikal. Mengikut susun atur pad yang dicadangkan adalah kritikal untuk mencapai sendi pateri yang boleh dipercayai dan penjajaran yang betul semasa alir balik.

6. Garis Panduan Pateri & Pemasangan

6.1 Profil Pateri Alir Balik

Datasheet menyediakan dua profil alir balik inframerah (IR) yang dicadangkan:

1. Untuk Proses Biasa:Profil piawai sesuai untuk pateri timah-plumbum (SnPb).
2. Untuk Proses Bebas Pb:Profil yang direka untuk aloi pateri bebas plumbum suhu lebih tinggi (cth., SAC305). Profil ini biasanya mempunyai suhu puncak yang lebih tinggi (mematuhi penarafan 260°C selama 5s).

Profil termasuk zon pemanasan awal, rendaman haba, alir balik, dan penyejukan. Mengawal masa di atas likuidus dan suhu puncak adalah penting untuk mencegah kerosakan pada pakej LED atau ikatan wayar dalaman.

6.2 Pembersihan

Jika pembersihan diperlukan selepas pateri, hanya pelarut yang ditentukan harus digunakan. Datasheet mengesyorkan merendam LED dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu biasa selama kurang daripada satu minit. Bahan kimia yang tidak ditentukan mungkin merosakkan kanta epoksi atau bahan pakej.

6.3 Penyimpanan dan Pengendalian

• Langkah Berjaga-jaga ESD:LED adalah sensitif kepada nyahcas elektrostatik (ESD). Pengendalian mesti termasuk penggunaan gelang pergelangan tangan dibumikan, sarung tangan anti-statik, dan stesen kerja yang dibumikan dengan betul. Pengion adalah disyorkan untuk meneutralkan cas statik.
• Kepekaan Kelembapan:Walaupun tidak dinilai secara eksplisit (cth., MSL), datasheet mengesyorkan bahawa LED yang dikeluarkan daripada pembungkusan penghalang kelembapan asalnya dipateri alir balik dalam tempoh satu minggu. Untuk penyimpanan lebih lama, ia harus disimpan dalam bekas tertutup dengan bahan pengering atau dalam atmosfera nitrogen. Jika disimpan tanpa pembungkusan selama lebih seminggu, pembakaran pada 60°C selama 24 jam adalah disyorkan sebelum pemasangan untuk membuang kelembapan yang diserap dan mencegah "popcorning" semasa alir balik.

7. Maklumat Pembungkusan & Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

Produk ini dibekalkan dalam pita pembawa timbul piawai:

• Saiz Gegelung:7 inci diameter.
• Kuantiti per Gegelung:4000 keping.
• Kuantiti Pesanan Minimum (MOQ):500 keping untuk kuantiti baki.
• Lebar Pita: 8mm.
• Pita ini dimeterai dengan pita penutup atas. Spesifikasi mengikut piawaian ANSI/EIA 481-1-A-1994.

8. Nota Aplikasi & Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Reka Bentuk Litar Pemacu

LED adalah peranti berkuasa arus.Peraturan reka bentuk yang paling kritikal ialah menggunakan perintang pembatas arus secara bersiri dengan setiap cip LED.

• Litar Disyorkan (Model A):Setiap LED (atau setiap cip warna dalam LED dwi) mempunyai perintang pembatas arus khususnya sendiri yang disambungkan kepada voltan pemacu. Ini memastikan kecerahan seragam dengan mengimbangi variasi semula jadi dalam voltan hadapan (V_F) dari satu LED ke yang lain.
• Tidak Disyorkan (Model B):Menyambungkan berbilang LED secara langsung selari dengan satu perintang kongsi tidak digalakkan. Perbezaan kecil dalam V_Fboleh menyebabkan ketidakseimbangan arus yang ketara, membawa kepada kecerahan tidak sekata dan arus berlebihan berpotensi dalam LED dengan V_F.

terendah. Nilai perintang (R) dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Gunakan V_Fmaksimum dari datasheet untuk reka bentuk konservatif yang menjamin I_Ftidak melebihi had walaupun dengan V_F part.

rendah.

• 8.2 Senario Aplikasi BiasaPenunjuk Status Dwi Warna:
• Digunakan dalam elektronik pengguna, panel kawalan perindustrian, dan papan pemuka automotif untuk menunjukkan status sistem yang berbeza (cth., kuasa hidup=hijau, sedia=kuning, ralat=berselang-seli).Pencahayaan Belakang untuk Simbol/Ikon:
• Menerangi butang atau paparan pelbagai fungsi di mana warna menandakan fungsi.Pencahayaan Hiasan:

Dalam peranti padat di mana ruang untuk berbilang LED satu warna adalah terhad.

9. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Pembeza utama komponen ini ialah integrasi dua bahan semikonduktor kimia berbeza (InGaN dan AlInGaP) dalam satu pakej. Ini memberikan pemisahan warna yang jelas antara hijau dan kuning, yang boleh lebih sukar dicapai dengan LED dwi warna penukar fosfor tunggal. Kawalan bebas setiap cip menawarkan fleksibiliti reka bentuk yang tidak tersedia dalam LED dwi warna pra-campuran dengan anod/katod biasa. Pakej EIA memastikan keserasian tapak kaki industri yang luas.

10. Soalan Lazim (FAQ)

10.1 Bolehkah saya memacu kedua-dua cip hijau dan kuning secara serentak pada arus terkadar penuh?

Ya, tetapi anda mesti mempertimbangkan jumlah pelesapan kuasa. Jika kedua-dua cip dipacu pada arus DC maksimum mereka (Hijau 20mA @ ~3.3V = 66mW, Kuning 30mA @ ~2.0V = 60mW), jumlah kuasa adalah ~126mW. Ini melebihi penarafan Pd individu (76mW, 75mW) dan kemungkinan penarafan jumlah pakej. Untuk operasi serentak berterusan, adalah dinasihatkan untuk menurunkan kadar arus untuk mengekalkan jumlah pelesapan dalam had selamat, terutamanya pada suhu ambien yang tinggi.

10.2 Mengapakah voltan hadapan berbeza untuk dua warna?

Voltan hadapan adalah sifat asas tenaga jurang jalur bahan semikonduktor. InGaN (hijau) mempunyai jurang jalur yang lebih luas (~2.4 eV untuk 525nm) daripada AlInGaP (kuning, ~2.1 eV untuk 589nm). Jurang jalur yang lebih luas memerlukan lebih banyak tenaga untuk elektron melintasi, yang muncul sebagai voltan hadapan yang lebih tinggi di bawah arus yang sama.

10.3 Bagaimanakah saya mentafsir kod bin dalam nombor bahagian?

Kod bin untuk keamatan pencahayaan tidak tertanam dalam nombor bahagian asas LTST-C195TGKSKT. Bin keamatan khusus (cth., R untuk hijau, Q untuk kuning) biasanya ditunjukkan pada label gegelung atau dalam dokumentasi pesanan. Anda mesti berunding dengan pembekal untuk menyatakan dan mengesahkan bin yang dikehendaki untuk pesanan anda.

11. Kajian Kes Reka Bentuk PraktikalSenario:

Mereka bentuk penunjuk dwi status untuk peranti berkuasa USB 5V. Hijau menunjukkan "Aktif," kuning menunjukkan "Mengecas."

1. Langkah Reka Bentuk:Pilih Arus Operasi:_FPilih I
2. = 20mA untuk kedua-dua warna untuk kecerahan dan jangka hayat yang baik.
   • Kira Perintang Pembatas Arus:_FUntuk Hijau (guna V_{maks = 3.5V): R}hijau
   • = (5V - 3.5V) / 0.020A = 75Ω. Gunakan nilai piawai terdekat (cth., 75Ω atau 82Ω)._FUntuk Kuning (guna V_{maks = 2.4V): R}kuning
3. = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130Ω. Gunakan 130Ω atau 120Ω.Penarafan Kuasa untuk Perintang:²P = I_{R. P}hijau
4. = (0.02^2)*75 = 0.03W. Perintang 1/10W (0.1W) piawai adalah mencukupi.Pemacu Mikropengawal:
5. Sambungkan pin katod (melalui perintang) ke pin GPIO mikropengawal yang dikonfigurasikan sebagai salur terbuka/sumber. Memacu pin LOW menghidupkan LED. Pastikan GPIO MCU boleh menenggelam/membekalkan arus 20mA.Susun Atur PCB:

Ikut dimensi pad pateri yang disyorkan dari datasheet. Pastikan jarak yang mencukupi antara pad. Letakkan LED jauh dari sumber haba utama.

12. Prinsip Operasi

Pancaran cahaya dalam LED adalah berdasarkan elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan hadapan 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). Panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor. Bahan InGaN digunakan untuk panjang gelombang lebih pendek (biru, hijau), manakala bahan AlInGaP digunakan untuk panjang gelombang lebih panjang (merah, oren, kuning). Kanta epoksi jernih air merangkumi cip, memberikan perlindungan mekanikal, dan membentuk pancaran keluaran cahaya.

13. Trend Teknologi

• Pembangunan LED SMD seperti ini didorong oleh trend ke arah pengecilan, kecekapan lebih tinggi, dan integrasi lebih besar. Arah masa depan mungkin termasuk:Peningkatan Kecekapan:
• Penambahbaikan berterusan dalam pertumbuhan epitaksial dan reka bentuk cip menghasilkan kecekapan pencahayaan yang lebih tinggi (lebih banyak keluaran cahaya per watt elektrik).Penalaan Warna:
• Kemajuan dalam teknologi fosfor dan reka bentuk cip pelbagai membolehkan titik warna yang lebih tepat dan stabil, termasuk cahaya putih boleh ditala.Pengurusan Haba Dipertingkatkan:
• Bahan dan struktur pakej baru untuk melesapkan haba dengan lebih baik, membenarkan arus pemacu yang lebih tinggi dan mengekalkan prestasi pada suhu tinggi.Integrasi Pintar: