Dokumen Teknikal LED SMD Dwi Warna LTST-C195KGJSKT - Pakej 3.2x2.8x1.9mm - Voltan 2.0-2.4V - Kuasa 75mW - Hijau & Kuning

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk LTST-C195KGJSKT, iaitu LED Peranti Permukaan-Pasang (SMD) dwi warna. Komponen ini menggabungkan dua cip pemancar cahaya yang berbeza dalam satu pakej padat yang direka untuk proses pemasangan automatik. Ia direka untuk aplikasi di mana ruang adalah terhad dan penunjuk status atau lampu latar yang boleh dipercayai serta berkejelasan tinggi diperlukan.

1.1 Kelebihan Teras

Kelebihan utama LED ini berasal daripada reka bentuk dan teknologi bahan. Penggunaan bahan semikonduktor Ultra Terang AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) untuk kedua-dua cip menghasilkan kecekapan bercahaya yang tinggi dan ketulenan warna yang sangat baik. Keupayaan dwi warna dalam satu pakej menjimatkan ruang PCB yang berharga berbanding menggunakan dua LED satu warna yang berasingan. Keserasiannya dengan proses pateri alir balik inframerah selaras dengan barisan pembuatan moden berisipadu tinggi, memastikan lekatan yang boleh dipercayai dan konsisten pada papan litar.

1.2 Pasaran Sasaran dan Aplikasi

LED ini sesuai untuk pelbagai jenis peralatan elektronik. Saiznya yang mini dan kebolehpercayaan menjadikannya sesuai untuk peranti mudah alih dan padat. Kawasan aplikasi utama termasuk:

• Peralatan Telekomunikasi:Penunjuk status pada penghala, modem, dan telefon bimbit.
• Periferal Komputer:Lampu latar papan kekunci dan lampu status pada komputer riba, buku nota, dan pemacu luaran.
• Elektronik Pengguna:Lampu penunjuk pada peralatan rumah, peralatan audio/video, dan peranti permainan.
• Kawalan Perindustrian:Penunjuk panel pada mesin dan sistem kawalan.
• Paparan Mikro dan Papan Tanda:Pencahayaan tahap rendah untuk simbol atau paparan maklumat kecil.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

Prestasi LED ditakrifkan oleh satu set parameter elektrik, optik, dan termal yang diukur di bawah keadaan piawai (Ta=25°C). Memahami parameter ini adalah penting untuk reka bentuk litar dan aplikasi yang betul.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan yang jika dilampaui boleh menyebabkan kerosakan kekal pada peranti. Ia tidak bertujuan untuk operasi biasa.

• Pelesapan Kuasa (Pd):75 mW setiap cip. Melebihi ini boleh menyebabkan terlalu panas dan degradasi dipercepatkan.
• Arus Hadapan DC (IF):30 mA berterusan. Keadaan ujian dan operasi piawai adalah 20 mA.
• Arus Hadapan Puncak:80 mA, hanya dibenarkan di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms) untuk mengendalikan lonjakan ringkas.
• Voltan Songsang (VR):5 V. Menggunakan voltan songsang yang lebih tinggi boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Suhu Operasi & Penyimpanan:-30°C hingga +85°C dan -40°C hingga +85°C, masing-masing, mentakrifkan had persekitaran untuk fungsi dan penyimpanan bukan operasi.
• Suhu Pateri:Tahan 260°C selama 10 saat, serasi dengan profil alir balik bebas plumbum (Pb-free).

2.2 Ciri Elektro-Optik

Ini adalah nilai prestasi tipikal di bawah keadaan operasi biasa (IF=20mA).

• Keamatan Bercahaya (Iv):Ukuran utama kecerahan. Untuk cip Hijau, nilai tipikal ialah 35.0 mcd (millicandela), dengan minimum 18.0 mcd. Cip Kuning lebih terang, dengan nilai tipikal 75.0 mcd dan minimum 28.0 mcd. Perbezaan ini adalah semula jadi kepada bahan semikonduktor dan kepekaan mata manusia.
• Voltan Hadapan (VF):Biasanya 2.0 V, dengan maksimum 2.4 V pada 20mA. Parameter ini adalah kritikal untuk mereka bentuk perintang pembatas arus yang disambung secara bersiri dengan LED. VF yang lebih tinggi memerlukan nilai perintang yang lebih rendah untuk mencapai arus yang sama, yang mempengaruhi pelesapan kuasa dalam perintang.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):130 darjah. Sudut pandangan yang luas ini menunjukkan LED memancarkan cahaya dalam kon yang lebar, menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana penunjuk perlu kelihatan dari pelbagai sudut, bukan hanya dari hadapan.
• Panjang Gelombang Puncak (λP) & Panjang Gelombang Dominan (λd):Cip Hijau mempunyai puncak tipikal pada 574 nm dan panjang gelombang dominan 571 nm. Cip Kuning memuncak pada 591 nm dengan panjang gelombang dominan 589 nm. Panjang gelombang dominan adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia dan digunakan untuk bin warna.
• Lebar Separuh Garisan Spektrum (Δλ):15.0 nm untuk kedua-dua warna. Ini mentakrifkan ketulenan warna; lebar yang lebih sempit bermaksud warna yang lebih tepu dan tulen.
• Arus Songsang (IR):Maksimum 10 μA pada bias songsang 5V, menunjukkan arus bocor yang sangat rendah dalam keadaan mati.

3. Penjelasan Sistem Bin

Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan parameter yang diukur. Ini membolehkan pereka memilih bahagian yang memenuhi keperluan estetik atau fungsi tertentu.

3.1 Bin Keamatan Bercahaya (Kecerahan)

LED dikategorikan ke dalam bin dengan nilai keamatan bercahaya minimum dan maksimum yang ditakrifkan. Toleransi dalam setiap bin adalah +/-15%.

• Bin Cip Hijau:M (18.0-28.0 mcd), N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd).
• Bin Cip Kuning:N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd), R (112.0-180.0 mcd).

Memilih kod bin yang lebih tinggi (cth., Q atau R) menjamin LED yang lebih terang, yang mungkin diperlukan untuk keadaan cahaya ambien tinggi atau jarak pandangan yang lebih jauh.

3.2 Bin Warna (Panjang Gelombang Dominan)

Untuk cip Hijau, konsistensi warna diuruskan melalui bin panjang gelombang dominan dengan toleransi +/-1 nm setiap bin.

• Bin Warna Cip Hijau:C (567.5-570.5 nm), D (570.5-573.5 nm), E (573.5-576.5 nm).

Ini memastikan semua LED Hijau dalam pemasangan kelihatan warna hijau yang sama. Draf data produk atau pesanan khusus harus menentukan kod bin gabungan (cth., bin keamatan + bin warna) untuk prestasi yang dikehendaki.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Data grafik memberikan pandangan yang lebih mendalam tentang tingkah laku LED di bawah pelbagai keadaan, yang penting untuk reka bentuk yang teguh.

4.1 Ciri Arus vs. Voltan (I-V)

Lengkung I-V adalah tidak linear, serupa dengan diod piawai. Voltan hadapan meningkat secara logaritma dengan arus. Beroperasi jauh di atas 20mA yang disyorkan akan menyebabkan peningkatan VF dan pelesapan kuasa (Pd = IF * VF) yang tidak seimbang, membawa kepada haba yang berlebihan. Pereka mesti menggunakan perintang pembatas arus atau pemacu arus malar untuk mengekalkan IF dalam had selamat.

4.2 Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan

Keamatan bercahaya adalah lebih kurang berkadar dengan arus hadapan dalam julat operasi biasa. Walau bagaimanapun, kecekapan mungkin menurun pada arus yang sangat tinggi disebabkan peningkatan haba. Menurunkan arus (cth., beroperasi pada 15mA dan bukannya 20mA) boleh meningkatkan kebolehpercayaan jangka panjang dan penyelenggaraan lumen dengan ketara dengan hanya pengurangan sederhana dalam kecerahan yang dirasakan.

4.3 Kebergantungan Suhu

Prestasi LED adalah sensitif kepada suhu. Apabila suhu simpang (Tj) meningkat:

• Keamatan Bercahaya Menurun:Output boleh turun sebanyak 10-20% sepanjang julat suhu operasi.
• Voltan Hadapan Menurun:VF mempunyai pekali suhu negatif (biasanya -2 mV/°C). Dalam litar yang didorong oleh perintang ringkas, ini boleh menyebabkan peningkatan sedikit dalam arus apabila LED menjadi panas, yang mungkin memerlukan pertimbangan pengurusan haba.
• Panjang Gelombang Berubah:Panjang gelombang dominan mungkin berubah sedikit (biasanya ke arah panjang gelombang yang lebih panjang) dengan peningkatan suhu, menyebabkan perubahan warna yang halus.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

LED ini mematuhi garis besar pakej piawai EIA. Dimensi utama adalah lebih kurang 3.2mm panjang, 2.8mm lebar, dan 1.9mm tinggi, dengan toleransi ±0.1mm. Pakej ini mempunyai kanta jernih air yang tidak mewarnakan cahaya yang dipancarkan, membolehkan warna cip tulen (Hijau atau Kuning) kelihatan.

5.2 Penetapan Pin dan Pengenalpastian Polarity

Peranti ini mempunyai empat pin. Untuk varian LTST-C195KGJSKT:

• Pin 1 dan 3 adalah anod dan katod untukcip AlInGaPHijau.
• Pin 2 dan 4 adalah anod dan katod untukcip AlInGaPKuning.

Polariti ditunjukkan oleh tanda fizikal pada pakej (biasanya titik atau sudut serong berhampiran pin 1). Polarity yang betul adalah wajib; menggunakan bias songsang boleh merosakkan LED.

5.3 Susun Atur Pad Lekatan PCB yang Disyorkan

Corak tanah (footprint) yang dicadangkan disediakan untuk memastikan pateri yang betul dan kestabilan mekanikal. Reka bentuk pad menampung dimensi pakej dan membolehkan fillet pateri yang baik terbentuk semasa alir balik. Mengikuti cadangan ini membantu mencegah "tombstoning" (satu hujung terangkat) dan memastikan sambungan elektrik yang boleh dipercayai.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Parameter Pateri Alir Balik Inframerah

LED ini serasi dengan proses pateri bebas plumbum (Pb-free). Profil alir balik yang dicadangkan disediakan, biasanya mematuhi piawaian JEDEC seperti J-STD-020. Parameter utama termasuk:

• Pra-panas:150-200°C sehingga 120 saat untuk memanaskan papan dan komponen secara beransur-ansur, mengaktifkan fluks dan mencegah kejutan terma.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C.
• Masa Melebihi Likuidus (TAL):Masa pateri cair, kritikal untuk pembentukan sambungan. Profil mencadangkan maksimum 10 saat pada suhu puncak.
• Had:LED tidak boleh dikenakan lebih daripada dua kitaran alir balik.

Penting:Profil sebenar mesti dicirikan untuk reka bentuk PCB, pes pateri, dan ketuhar tertentu yang digunakan.

6.2 Pateri Tangan dengan Besi

Jika pateri manual diperlukan, penjagaan yang melampau diperlukan:

• Suhu Besi:Maksimum 300°C.
• Masa Pateri:Maksimum 3 saat setiap sambungan.
• Had:Hanya satu kitaran pateri dibenarkan untuk mencegah kerosakan haba pada pakej plastik dan ikatan wayar di dalamnya.

6.3 Keadaan Penyimpanan dan Pengendalian

• Kepekaan ESD:LED sensitif kepada nyahcas elektrostatik (ESD). Pengendalian mesti berlaku di kawasan yang dilindungi ESD menggunakan gelang pergelangan tangan dibumikan dan tikar konduktif.
• Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL):Peranti ini dinilai MSL 3. Ini bermaksud:
  • Setelah beg penghalang kelembapan asal dibuka, komponen mesti dipateri dalam masa 168 jam (1 minggu) di bawah keadaan lantai kilang (<30°C/60% RH).
  • Jika terdedah lebih lama, pembakaran pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam diperlukan sebelum pateri untuk mengeluarkan kelembapan yang diserap dan mencegah "popcorning" (retak pakej semasa alir balik).
• Penyimpanan Jangka Panjang:Beg yang belum dibuka harus disimpan di bawah 30°C dan 90% RH. Bahagian yang dibuka harus disimpan dalam persekitaran kering, sebaiknya dalam bekas tertutup dengan penyerap lembapan.

6.4 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pateri diperlukan, hanya pelarut yang ditentukan harus digunakan. Alkohol isopropil (IPA) atau etil alkohol pada suhu bilik selama kurang daripada satu minit adalah disyorkan. Bahan kimia yang keras atau tidak ditentukan boleh merosakkan kanta plastik atau bahan pakej, menyebabkan perubahan warna atau retak.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pemesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

LED dibekalkan dalam pita pembawa timbul piawai industri pada gegelung berdiameter 7-inci (178mm), memudahkan pemasangan pick-and-place automatik. Butiran utama:

• Jarak Poket:Jarak antara poket komponen dalam pita.
• Kapasiti Gegelung:4000 keping setiap gegelung penuh.
• Kuantiti Pesanan Minimum (MOQ):500 keping untuk kuantiti baki.
• Kualiti:Pita ditutup dengan pita penutup. Bilangan maksimum komponen hilang berturut-turut yang dibenarkan adalah dua, memastikan kebolehpercayaan suapan.

Pembungkusan mematuhi piawaian ANSI/EIA-481.

8. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Litar Aplikasi Tipikal

Kaedah pacuan yang paling biasa ialah perintang bersiri ringkas. Nilai perintang (R) dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, di mana Vcc ialah voltan bekalan, VF ialah voltan hadapan LED (gunakan nilai maks untuk pengiraan arus kes terburuk), dan IF ialah arus hadapan yang dikehendaki (cth., 20mA). Penarafan kuasa perintang hendaklah sekurang-kurangnya IF² * R. Untuk pacuan GPIO mikropengawal, pastikan GPIO boleh menyerap/membekalkan arus yang diperlukan (IF ditambah sebarang arus perintang). Untuk memacu kedua-dua warna secara bebas, gunakan dua litar pembatas arus yang berasingan.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk untuk Kebolehpercayaan

• Pengurusan Haba:Walaupun pelesapan kuasa adalah rendah, memastikan kawasan kuprum PCB yang mencukupi di sekitar pad LED membantu mengalirkan haba dari simpang, mengekalkan kecerahan dan jangka hayat.
• Penurunan Arus:Untuk aplikasi yang memerlukan kebolehpercayaan tinggi atau beroperasi dalam suhu ambien yang tinggi, pertimbangkan untuk memacu LED pada arus yang lebih rendah daripada penarafan maksimum (cth., 15-18 mA).
• Perlindungan Voltan Songsang:Dalam litar di mana LED mungkin terdedah kepada bias songsang (cth., dalam senario beban AC-terganding atau induktif), diod perlindungan selari dengan LED (katod ke anod) adalah disyorkan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

LTST-C195KGJSKT menawarkan kelebihan khusus dalam kategorinya:

• Dwi Warna dalam Satu Pakej:Berbanding meletakkan dua LED satu warna saiz 0603 atau 0805 yang berasingan, pakej 4-pin ini menjimatkan ruang dan mengurangkan masa/kos penempatan.
• Teknologi Bahan:Penggunaan AlInGaP untuk kedua-dua hijau dan kuning menawarkan kecekapan yang lebih tinggi dan kestabilan suhu yang lebih baik berbanding beberapa teknologi lama seperti GaP tradisional.
• Sudut Pandangan Luas:Sudut pandangan 130 darjah adalah lebih luas daripada banyak LED "pandangan atas", memberikan keterlihatan luar paksi yang lebih baik, yang penting untuk penunjuk panel.
• Pembungkusan Piawai:Pematuhan kepada piawaian EIA dan ANSI/EIA-481 memastikan keserasian dengan peralatan pemasangan automatik dari pelbagai pengeluar.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S1: Bolehkah saya memacu cip Hijau dan Kuning serentak pada 20mA setiap satu?
J1: Ya, tetapi anda mesti mempertimbangkan jumlah pelesapan kuasa. Setiap cip melesapkan sehingga 75mW. Jika kedua-duanya menyala secara berterusan pada 20mA dan VF tipikal (2.0V), setiap satu melesapkan 40mW (P=IV), menjumlahkan 80mW, yang berada dalam kapasiti terma gabungan pakej jika dipasang dengan betul. Walau bagaimanapun, sentiasa semak VF sebenar dan pastikan penyejukan PCB yang mencukupi.

S2: Mengapakah keamatan bercahaya tipikal berbeza untuk Hijau dan Kuning?
J2: Ini terutamanya disebabkan oleh lengkung respons fotopik mata manusia (lengkung CIE), yang memuncak di kawasan hijau-kuning (~555 nm). Panjang gelombang cip Kuning (589 nm) lebih dekat dengan puncak kepekaan ini berbanding cip Hijau (571 nm), jadi kuasa sinaran (tenaga cahaya) yang sama dari cip Kuning dirasakan lebih terang dalam lumen atau candela.

S3: Apakah maksud kanta "Jernih Air" untuk warna?
J3: Kanta jernih air (tidak tersebar, tidak berwarna) membolehkan warna intrinsik cip semikonduktor melalui tanpa perubahan. Ini menghasilkan pancaran cahaya yang lebih tepu dan berpotensi lebih sempit berbanding kanta tersebar, yang menyebarkan cahaya untuk penampilan yang lebih luas dan lembut tetapi mengurangkan keamatan puncak.

S4: Bagaimanakah saya mentafsir kod bin untuk pesanan?
J4: Anda biasanya akan menentukan nombor bahagian (LTST-C195KGJSKT) bersama dengan kod bin keamatan bercahaya dan warna yang dikehendaki untuk setiap warna (cth., Hijau: P/D, Kuning: Q). Rujuk pengeluar atau pengedar untuk kombinasi bin yang tersedia.

11. Contoh Aplikasi Praktikal

Senario: Penunjuk Status Dwi untuk Peranti Rangkaian.
Reka bentuk penghala memerlukan satu penunjuk untuk menunjukkan dua keadaan: "Kuasa Hidup/Sistem OK" (Hijau malar) dan "Aktiviti Data" (Kuning berkelip). Menggunakan LTST-C195KGJSKT memudahkan reka bentuk ini.

• Litar:Dua pin GPIO dari mikropengawal sistem digunakan. Setiap pin disambungkan ke anod satu warna LED melalui perintang pembatas arus (cth., (3.3V - 2.4V)/0.02A = 45Ω, gunakan nilai piawai 47Ω). Katod disambungkan ke bumi.
• Perisian:Firmware memacu GPIO Hijau tinggi untuk keadaan malar. Untuk aktiviti data, ia menukar GPIO Kuning pada kadar kelipan yang sesuai (cth., 2 Hz).
• Faedah:Menjimatkan satu footprint PCB berbanding dua LED diskret. Menyediakan keadaan warna yang jelas dan berbeza dari satu titik pada panel. Sudut pandangan yang luas memastikan keterlihatan dari pelbagai sudut dalam persekitaran pejabat atau rumah.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Diod Pemancar Cahaya (LED) adalah peranti semikonduktor yang memancarkan cahaya melalui elektroluminesens. Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dari bahan jenis-n bergabung semula dengan lubang dari bahan jenis-p di kawasan aktif. Penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (zarah cahaya). Panjang gelombang (warna) tertentu cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor. AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) adalah semikonduktor sebatian yang jurang jalurnya boleh dilaraskan dengan mengubah nisbah konstituennya untuk menghasilkan cahaya berkecekapan tinggi dalam kawasan spektrum merah, oren, ambar, kuning, dan hijau. Dalam LED dwi warna ini, dua cip semikonduktor berasingan, setiap satu direka dengan jurang jalur yang sedikit berbeza (satu untuk hijau, satu untuk kuning), ditempatkan dalam satu pakej epoksi dengan sambungan elektrik bebas.

13. Trend Teknologi

Trend umum dalam LED penunjuk SMD terus ke arah kecekapan yang lebih tinggi, saiz pakej yang lebih kecil, dan integrasi yang lebih besar. Walaupun AlInGaP kekal dominan untuk warna ambar hingga hijau, teknologi InGaN (Indium Gallium Nitrida) adalah lazim untuk LED biru, putih, dan hijau sejati. Pembangunan masa depan mungkin termasuk:

• Peminiaturan Lanjut:Pakej lebih kecil daripada 2.0x1.0mm untuk peranti ultra padat.
• Komponen Terintegrasi:LED dengan perintang pembatas arus terbina dalam, diod perlindungan, atau bahkan IC pemacu dalam pakej yang sama untuk memudahkan reka bentuk litar.
• Kawalan Optik Dipertingkatkan:Pakej dengan kanta atau pemantul bersepadu untuk corak pancaran tertentu tanpa optik luaran.
• Prestasi Terma Diperbaiki:Reka bentuk pakej yang lebih berkesan memindahkan haba dari simpang semikonduktor ke PCB, membolehkan arus pacuan yang lebih tinggi atau peningkatan jangka hayat pada arus piawai.

Trend ini bertujuan untuk menyediakan pereka dengan penyelesaian pencahayaan yang lebih serba boleh, boleh dipercayai, dan cekap ruang untuk pelbagai produk elektronik yang semakin berkembang.