LTST-C155KGJRKT LED Dwi Warna SMD - Dimensi Pakej - Hijau/Merah - 20mA - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk LED Peranti Permukaan-Pasang (SMD) dwi warna. Komponen ini menggabungkan dua cip semikonduktor AlInGaP yang berbeza dalam satu pakej tunggal, membolehkan pancaran cahaya hijau dan merah. Reka bentuk ini dioptimumkan untuk aplikasi yang memerlukan penunjukan dwi warna padat atau paparan status dalam ruang yang minimum. Peranti ini mematuhi arahan RoHS dan dikelaskan sebagai produk hijau.

LED dibekalkan dalam pembungkusan piawai industri, khususnya pada pita 8mm yang dililit pada gelendong berdiameter 7 inci. Format ini memastikan keserasian dengan peralatan pemasangan pick-and-place automatik berkelajuan tinggi yang biasa digunakan dalam pembuatan elektronik moden. Pakej ini juga direka untuk menahan proses pematerian refluks inframerah (IR) dan fasa wap standard, memudahkan penyatuannya ke dalam pemasangan papan litar bercetak (PCB).

2. Tafsiran Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan maksimum mutlak menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Untuk operasi yang boleh dipercayai, had ini tidak boleh dilampaui, walaupun seketika.

• Pelesapan Kuasa (P_D):75 mW per cip (Hijau dan Merah). Parameter ini menghadkan jumlah kuasa elektrik yang boleh ditukar menjadi haba dalam die LED. Melebihi nilai ini berisiko menyebabkan pelarian haba dan degradasi bahan semikonduktor.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):80 mA, dinyatakan di bawah kitaran tugas 1/10 dengan lebar denyutan 0.1ms. Penarafan ini adalah untuk operasi berdenyut sahaja dan membenarkan tempoh kecerahan tinggi yang singkat, seperti dalam aplikasi strobo atau isyarat.
• Arus Hadapan Berterusan (I_F):30 mA DC. Ini adalah arus keadaan mantap maksimum yang disyorkan untuk operasi berterusan. Ia adalah parameter utama untuk mereka bentuk litar pendorong LED.
• Penurunan Arus:Penurunan linear 0.4 mA/°C dari 25°C. Apabila suhu ambien (T_a) meningkat, arus berterusan maksimum yang dibenarkan mesti dikurangkan secara berkadar untuk mengelakkan melebihi had suhu simpang.
• Voltan Songsang (V_R):5 V. Menggunakan voltan pincang songsang yang lebih besar daripada ini boleh menyebabkan kerosakan dan kegagalan katastrofik cip LED.
• Suhu Operasi & Penyimpanan:-55°C hingga +85°C. Peranti boleh disimpan dan dikendalikan dalam julat suhu perindustrian penuh ini.
• Toleransi Suhu Pematerian:Pakej ini boleh menahan pematerian gelombang atau IR pada 260°C selama 5 saat, atau pematerian fasa wap pada 215°C selama 3 minit, mengesahkan kesesuaiannya untuk proses pemasangan bebas plumbum (Pb-free).

2.2 Ciri-ciri Elektrik dan Optik

Parameter ini diukur di bawah keadaan ujian standard (T_a=25°C, I_F=20mA) dan menentukan prestasi tipikal peranti.

• Keamatan Pencahayaan (I_V):Cip hijau mempunyai keamatan tipikal 35.0 mcd (millicandela), manakala cip merah biasanya lebih terang pada 45.0 mcd, dengan minimum 18.0 mcd untuk kedua-duanya. Keamatan diukur menggunakan sensor yang ditapis untuk sepadan dengan keluk tindak balas mata manusia fotopik (CIE).
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):130 darjah (tipikal). Sudut pandangan yang luas ini, ditakrifkan sebagai sudut penuh di mana keamatan jatuh kepada separuh nilai pada paksi, menjadikan LED ini sesuai untuk aplikasi yang memerlukan keterlihatan yang luas.
• Panjang Gelombang Puncak (λ_P):Hijau: 574 nm (tipikal), Merah: 639 nm (tipikal). Ini adalah panjang gelombang di mana keluaran kuasa spektrum adalah maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Hijau: 571 nm (tipikal), Merah: 631 nm (tipikal). Diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE, ini adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia yang menentukan warna cahaya.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):Hijau: 15 nm (tipikal), Merah: 20 nm (tipikal). Ini menunjukkan ketulenan spektrum cahaya yang dipancarkan; lebar jalur yang lebih sempit menunjukkan warna yang lebih tepu.
• Voltan Hadapan (V_F):2.0 V (tipikal), 2.4 V (maksimum) untuk kedua-dua warna pada 20mA. Ini adalah parameter kritikal untuk mereka bentuk litar penghad arus.
• Arus Songsang (I_R):10 µA (maksimum) pada V_R=5V, menunjukkan ciri diod yang baik dengan kebocoran minimum.
• Kapasitans (C):40 pF (tipikal) pada pincang 0V dan 1 MHz. Kapasitans rendah ini bermanfaat untuk aplikasi pensuisan atau pemultipleksan frekuensi tinggi.

3. Penjelasan Sistem Pembin

LED disusun ke dalam bin prestasi untuk memastikan konsistensi dalam lot pengeluaran. Ini membolehkan pereka memilih bahagian yang memenuhi keperluan keamatan atau warna tertentu.

3.1 Pembin Keamatan Pencahayaan

Kedua-dua cip hijau dan merah dibin secara sama untuk keamatan pencahayaan pada 20mA. Kod bin (M, N, P, Q) mewakili julat minimum dan maksimum keamatan yang menaik. Sebagai contoh, bin 'M' meliputi 18.0 hingga 28.0 mcd, manakala bin 'Q' meliputi 71.0 hingga 112.0 mcd. Toleransi ±15% digunakan dalam setiap bin untuk mengambil kira variasi pengukuran dan pengeluaran.

3.2 Pembin Panjang Gelombang Dominan (Hijau Sahaja)

LED hijau dibin lebih lanjut mengikut panjang gelombang dominan untuk mengawal konsistensi warna. Tiga bin ditakrifkan: 'C' (567.5-570.5 nm), 'D' (570.5-573.5 nm), dan 'E' (573.5-576.5 nm). Toleransi ketat ±1 nm dikekalkan untuk setiap bin, memastikan warna hijau seragam merentasi peranti dari bin yang sama.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun keluk grafik khusus dirujuk dalam lembaran data (cth., Rajah.1, Rajah.6), tafsiran tipikal mereka adalah penting untuk reka bentuk.

• Keluk I-V:Voltan hadapan (V_F) mempamerkan hubungan logaritma dengan arus hadapan (I_F). Peningkatan kecil dalam V_Fmengakibatkan peningkatan besar dalam I_F, itulah sebabnya pendorongan arus malar adalah penting untuk keluaran cahaya yang stabil.
• Keamatan Pencahayaan vs. Arus:Keamatan adalah lebih kurang berkadar dengan arus hadapan dalam julat operasi normal (sehingga arus berterusan dinilai). Walau bagaimanapun, kecekapan mungkin menurun pada arus yang sangat tinggi disebabkan peningkatan haba.
• Ciri-ciri Suhu:Keamatan pencahayaan biasanya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Voltan hadapan juga mempunyai pekali suhu negatif, bermaksud V_Fberkurang sedikit apabila suhu meningkat. Faktor penurunan 0.4 mA/°C digunakan untuk mengurus kesan haba.
• Taburan Spektrum:Spektrum pancaran untuk LED AlInGaP adalah agak sempit dan berbentuk Gaussian, berpusat di sekitar panjang gelombang puncak. Panjang gelombang dominan dikira daripada spektrum ini dan fungsi padanan warna CIE.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Peranti dan Penetapan Pin

LED ini mempunyai kanta jernih air. Cip dwi warna dalaman mempunyai penetapan pin khusus: Pin 1 dan 3 ditetapkan untuk cip AlInGaP Hijau, manakala Pin 2 dan 4 ditetapkan untuk cip AlInGaP Merah. Konfigurasi ini membolehkan kawalan bebas untuk setiap warna.

5.2 Dimensi Pakej dan Pita/Gelendong

Peranti ini mematuhi garis besar pakej standard EIA. Semua dimensi disediakan dalam milimeter dengan toleransi standard ±0.10 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Komponen ini dibungkus pada pita pembawa timbul lebar 8mm, yang dililit pada gelendong berdiameter 7 inci (lebih kurang 178 mm). Lukisan mekanikal terperinci untuk garis besar peranti, corak pad pendaratan PCB yang dicadangkan, dan dimensi pita/gelendong disertakan untuk membimbing reka bentuk PCB dan persediaan pemasangan.

6. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Refluks yang Disyorkan

Dua profil pematerian refluks inframerah (IR) yang dicadangkan disediakan: satu untuk proses pateri standard (timah-plumbum) dan satu untuk proses pateri bebas plumbum (Pb-free). Profil bebas plumbum dikalibrasi khusus untuk digunakan dengan pes pateri SnAgCu (timah-perak-tembaga). Parameter utama termasuk kenaikan terkawal, masa yang ditakrifkan di atas likuidus, suhu puncak (biasanya 240-260°C maks), dan kadar penyejukan terkawal untuk mengurangkan tekanan haba pada komponen.

6.2 Penyimpanan dan Pengendalian

LED harus disimpan dalam persekitaran tidak melebihi 30°C dan 70% kelembapan relatif. Komponen yang dikeluarkan daripada pembungkusan penghalang kelembapan asal harus dipateri refluks dalam masa satu minggu. Untuk penyimpanan lebih lama di luar pembungkusan asal, ia mesti disimpan dalam bekas tertutup dengan bahan pengering atau dalam atmosfera nitrogen. Jika disimpan lebih daripada seminggu, pembakaran pada lebih kurang 60°C selama sekurang-kurangnya 24 jam disyorkan sebelum pematerian untuk membuang kelembapan yang diserap dan mengelakkan "popcorning" semasa refluks.

6.3 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pematerian diperlukan, hanya pelarut berasaskan alkohol yang ditetapkan seperti etil alkohol atau isopropil alkohol harus digunakan. LED harus direndam pada suhu biasa selama kurang daripada satu minit. Penggunaan bahan pembersih kimia yang tidak ditentukan atau agresif boleh merosakkan kanta plastik dan bahan pakej.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

Pembungkusan standard adalah 3000 keping per gelendong 7 inci. Kuantiti pesanan minimum 500 keping terpakai untuk baki kuantiti. Sistem pita dan gelendong mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481-1-A. Spesifikasi pita utama termasuk: poket komponen kosong dimeterai dengan pita penutup, dan maksimum dua komponen hilang berturut-turut ("lampu hilang") dibenarkan per gelendong, mengikut standard.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

LED dwi warna ini sesuai untuk aplikasi status dan penunjuk di mana ruang adalah terhad dan pelbagai keadaan perlu disampaikan. Contoh termasuk: penunjuk kuasa/status pada elektronik pengguna (cth., pengecasan/siap sedia), lampu isyarat dwi warna pada panel kawalan perindustrian, paparan status pada peralatan rangkaian, dan lampu latar untuk suis membran atau ikon yang memerlukan dua warna.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk dan Kaedah Pendorongan

Kritikal:LED adalah peranti beroperasi arus. Untuk memastikan kecerahan seragam, terutamanya apabila berbilang LED disambung secara selari, perintang penghad arus siri mesti digunakan untuksetiapLED atau setiap saluran warna. Litar yang disyorkan (Litar A) menunjukkan perintang dalam siri dengan LED. Elakkan menyambung berbilang LED secara selari secara langsung tanpa perintang individu (Litar B), kerana variasi kecil dalam ciri voltan hadapan (V_F) mereka akan menyebabkan perbezaan ketara dalam perkongsian arus dan, akibatnya, kecerahan.

Arus pendorongan harus ditetapkan berdasarkan kecerahan yang diperlukan dan penarafan maksimum mutlak, dengan mengambil kira sebarang penurunan yang diperlukan untuk suhu ambien yang tinggi.

8.3 Perlindungan Nyahcas Elektrostatik (ESD)

LED adalah sensitif kepada nyahcas elektrostatik. Untuk mengelakkan kerosakan ESD semasa pengendalian dan pemasangan:

• Kakitangan harus memakai gelang pergelangan tangan dibumikan atau sarung tangan anti-statik.
• Semua peralatan, meja kerja, dan rak penyimpanan mesti dibumikan dengan betul.
• Pengion boleh digunakan untuk meneutralkan cas statik yang mungkin terkumpul pada kanta plastik.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Ciri pembezaan utama komponen ini ialah penggabungan dua cip AlInGaP berprestasi tinggi (Hijau dan Merah) dalam satu pakej SMD padat. Teknologi AlInGaP menawarkan kecekapan lebih tinggi dan kestabilan suhu yang lebih baik untuk warna merah dan ambar berbanding teknologi lama seperti GaAsP. Gabungan sudut pandangan luas 130 darjah dan kawalan pin bebas untuk setiap warna memberikan fleksibiliti reka bentuk yang tidak tersedia dalam LED satu warna atau LED dwi warna pra-campuran dengan anod/katod sepunya. Keserasiannya dengan pemasangan automatik dan proses refluks bebas plumbum menjadikannya penyelesaian moden yang boleh dikilangkan.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya mendorong LED Hijau dan Merah secara serentak pada 30mA penuh setiap satu?

J: Tidak. Penarafan Maksimum Mutlak untuk jumlah pelesapan kuasa adalah 75 mW per cip. Mendorong kedua-duanya pada 30mA dengan V_Ftipikal 2.0V menghasilkan 60 mW per cip (P=I*V), yang berada dalam had. Walau bagaimanapun, jika V_Fpada maksimum 2.4V, kuasa menjadi 72 mW, sangat hampir dengan had. Untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai, terutamanya pada suhu ambien yang lebih tinggi, adalah dinasihatkan untuk menurunkan arus apabila mendorong kedua-dua warna secara berterusan.

S: Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Puncak dan Panjang Gelombang Dominan?

J: Panjang Gelombang Puncak (λ_P) adalah panjang gelombang fizikal di mana LED memancarkan kuasa optik paling banyak. Panjang Gelombang Dominan (λ_d) adalah nilai yang dikira berdasarkan bagaimana mata manusia melihat warna spektrum itu. Untuk sumber monokromatik, ia adalah sama. Untuk LED dengan beberapa lebar spektrum, λ_dadalah panjang gelombang tunggal yang kelihatan mempunyai warna yang sama. λ_dlebih relevan untuk spesifikasi warna dalam aplikasi paparan.

S: Bagaimanakah saya memilih nilai perintang penghad arus yang betul?

J: Gunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_{F_LED}) / I_{F_dikehendaki}. Gunakan V_Fmaksimum dari lembaran data (2.4V) untuk reka bentuk konservatif yang memastikan arus tidak pernah melebihi sasaran walaupun dengan variasi bahagian ke bahagian. Sebagai contoh, dengan bekalan 5V dan sasaran I_F20mA: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ohm. Nilai standard terdekat (cth., 120 atau 150 Ohm) boleh digunakan, mengira semula arus sebenar.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Kes: Penunjuk Dwi Status untuk Peranti Mudah Alih

Seorang pereka sedang mencipta meter pegang padat. Satu penunjuk diperlukan untuk menunjukkan tiga keadaan: Mati, Mengukur (Hijau), dan Ralat/Bateri Rendah (Merah). Menggunakan LTST-C155KGJRKT menjimatkan ruang papan berbanding menggunakan dua LED berasingan.

Pelaksanaan:Pengawal mikro (MCU) mempunyai dua pin GPIO yang dikonfigurasikan sebagai keluaran litar terbuka. Setiap pin disambungkan ke katod satu warna melalui perintang penghad arus (dikira seperti di atas). Anod kedua-dua warna LED disambungkan ke rel 3.3V sistem. Untuk mengaktifkan Hijau, MCU mendorong pin GPIO Hijau ke rendah. Untuk mengaktifkan Merah, ia mendorong pin GPIO Merah ke rendah. Untuk mematikan LED, kedua-dua pin GPIO ditetapkan kepada keadaan impedans tinggi. Litar ini memberikan kawalan bebas dengan komponen minimum.

Pertimbangan:Pereka mesti memastikan pin GPIO MCU boleh menenggelamkan arus LED yang diperlukan (cth., 20mA). Jika tidak, suis transistor ringkas boleh ditambah. Sudut pandangan yang luas memastikan penunjuk kelihatan dari pelbagai sudut semasa memegang peranti.

12. Pengenalan Prinsip

Diod Pemancar Cahaya (LED) adalah peranti semikonduktor yang memancarkan cahaya melalui elektroluminesens. Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dari rantau jenis-n bergabung semula dengan lubang dari rantau jenis-p, membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh jurang jalur tenaga bahan semikonduktor. Peranti ini menggunakan AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) untuk kedua-dua cip, sistem bahan yang terkenal dengan kecekapan tinggi dalam rantau spektrum merah, oren, ambar, dan hijau. Kanta "jernih air" tidak disebarkan, membolehkan corak cahaya intrinsik, sangat berarah cip dipancarkan, menghasilkan sudut pandangan luas yang ditentukan.

13. Trend Pembangunan

Trend dalam LED penunjuk terus ke arah kecekapan lebih tinggi (lebih banyak keluaran cahaya per unit kuasa elektrik), saiz pakej lebih kecil untuk susun atur PCB lebih padat, dan konsistensi warna yang lebih baik melalui pembin yang lebih ketat. Terdapat juga peningkatan integrasi berbilang cip (RGB, dwi warna) ke dalam pakej tunggal untuk membolehkan keupayaan pelbagai warna dan pencampuran warna dalam faktor bentuk padat. Tambahan pula, keserasian dengan peraturan alam sekitar yang semakin ketat (RoHS, REACH) dan proses pemasangan suhu tinggi, bebas plumbum kekal sebagai keperluan asas. Pembangunan bahan semikonduktor dan fosfor baru terus mengembangkan gamut warna dan kecekapan LED merentasi spektrum boleh lihat.