Dokumen Teknikal SMD LED LTST-S225KGKSKT-NU - Dwi Warna (Hijau/Kuning) - 25mA - 60mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk SMD (Surface Mount Device) LED dwi warna, pandangan sisi. Peranti ini menggabungkan dua cip LED berbeza dalam satu pakej: satu memancarkan dalam spektrum hijau dan satu lagi dalam spektrum kuning. Konfigurasi ini direka untuk aplikasi yang memerlukan lampu status petunjuk pelbagai atau lampu latar yang padat dalam pemasangan elektronik yang terhad ruang.

Kelebihan teras komponen ini termasuk output ultra-terang menggunakan teknologi semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida), keserasian dengan sistem pemasangan pick-and-place automatik, dan kesesuaian untuk proses pateri reflow inframerah (IR) volum tinggi. Ia mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya).

Pasaran sasaran merangkumi pelbagai elektronik pengguna dan industri, termasuk tetapi tidak terhad kepada peralatan telekomunikasi (telefon tanpa wayar/sel), peranti pengkomputeran mudah alih (notebook), perkakasan rangkaian, perkakas rumah, dan papan tanda atau panel paparan dalaman di mana petunjuk dwi warna yang boleh dipercayai diperlukan.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Semua penarafan dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C. Melebihi had ini boleh menyebabkan kerosakan kekal.

• Pelesapan Kuasa (Pd):60 mW per cip warna.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):40 mA, dibenarkan di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms).
• Arus Hadapan Berterusan (I_F):25 mA DC.
• Julat Suhu Operasi:-30°C hingga +85°C.
• Julat Suhu Penyimpanan:-40°C hingga +85°C.
• Suhu Pateri:Tahan profil reflow IR dengan suhu puncak 260°C sehingga 10 saat (proses bebas plumbum).

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Diukur pada Ta=25°C dengan I_F= 20mA, melainkan dinyatakan sebaliknya.

• Keamatan Bercahaya (I_V):
  • Cip Hijau:Minimum 22.5 mcd, Biasa tidak dinyatakan, Maksimum 57.0 mcd.
  • Cip Kuning:Minimum 45.0 mcd, Biasa tidak dinyatakan, Maksimum 112.0 mcd.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):Biasanya 130 darjah. Ini adalah sudut penuh di mana keamatan bercahaya turun kepada separuh nilai paksi, menunjukkan kon pandangan yang sangat luas sesuai untuk aplikasi pancaran sisi.
• Panjang Gelombang Puncak (λ_P):
  • Hijau:Biasanya 573.0 nm.
  • Kuning:Biasanya 591.0 nm.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia.
  • Hijau:Julat dari 567.5 nm (Min) hingga 576.5 nm (Max).
  • Kuning:Julat dari 585.5 nm (Min) hingga 591.5 nm (Max).
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):Biasanya 15.0 nm (Lebar Penuh pada Separuh Maksimum) untuk kedua-dua warna.
• Voltan Hadapan (V_F):
  • Hijau & Kuning:Julat dari 1.7V (Min) hingga 2.4V (Max) pada 20mA.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 10 μA pada voltan songsang (V_R) 5V. Nota: Peranti ini tidak direka untuk beroperasi di bawah bias songsang; parameter ini adalah untuk tujuan ujian sahaja.

Nota Penting:Keamatan bercahaya diukur menggunakan sensor yang ditapis untuk sepadan dengan tindak balas mata fotopik CIE. Peranti ini sensitif kepada Nyahcas Elektrostatik (ESD); prosedur pengendalian ESD yang betul (gelang pergelangan tangan, peralatan dibumikan) adalah wajib.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin. Peranti ini menggunakan dua kriteria binning per warna.

3.1 Binning Keamatan Bercahaya (Kecerahan)

• Cip Hijau:
  • Kod Bin N:22.5 mcd hingga 35.5 mcd.
  • Kod Bin P:35.5 mcd hingga 57.0 mcd.
• Cip Kuning:
  • Kod Bin P:45.0 mcd hingga 71.0 mcd.
  • Kod Bin Q:71.0 mcd hingga 112.0 mcd.
• Toleransi dalam setiap bin keamatan ialah ±15%.

3.2 Binning Hue (Panjang Gelombang Dominan)

• Cip Hijau:
  • Kod Bin C:567.5 nm hingga 570.5 nm.
  • Kod Bin D:570.5 nm hingga 573.5 nm.
  • Kod Bin E:573.5 nm hingga 576.5 nm.
• Cip Kuning:
  • Kod Bin J:585.5 nm hingga 588.5 nm.
  • Kod Bin K:588.5 nm hingga 591.5 nm.
• Toleransi dalam setiap bin panjang gelombang ialah ±1 nm.

Pereka bentuk harus menentukan kod bin yang diperlukan semasa membuat pesanan untuk menjamin prestasi visual yang diinginkan dalam aplikasi mereka.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun keluk grafik khusus dirujuk dalam datasheet (cth., Rajah.1 untuk pengukuran spektrum, Rajah.5 untuk sudut pandangan), tingkah laku biasa berikut boleh disimpulkan daripada data yang diberikan:

• Ciri I-V (Arus-Voltan):Julat voltan hadapan (V_F) 1.7V hingga 2.4V pada 20mA adalah ciri teknologi AlInGaP. V_Fakan mempunyai pekali suhu negatif, menurun sedikit apabila suhu simpang meningkat.
• Keamatan Bercahaya vs. Arus:Output cahaya adalah lebih kurang berkadar dengan arus hadapan dalam julat operasi yang ditentukan. Memandu LED melebihi 20mA akan meningkatkan kecerahan tetapi juga pelesapan kuasa dan suhu simpang, berpotensi menjejaskan jangka hayat dan panjang gelombang.
• Kebergantungan Suhu:Seperti semua LED, keamatan bercahaya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Sistem bahan AlInGaP secara amnya lebih stabil suhu berbanding beberapa alternatif, tetapi pengurusan haba masih penting untuk mengekalkan kecerahan yang konsisten.
• Taburan Spektrum:Lebar jalur spektrum biasa 15 nm menunjukkan output warna yang agak tulen dan tepu untuk kedua-dua cip hijau dan kuning, yang bermanfaat untuk pembezaan warna yang jelas.

5. Maklumat Mekanikal & Pakej

5.1 Dimensi Peranti dan Pinout

LED ini mematuhi tapak kaki pakej EIA standard. Toleransi dimensi utama ialah ±0.1 mm melainkan dinyatakan sebaliknya.

• Penugasan Pin:
  • Pin 1 dan 2 ditugaskan kepada cip AlInGaPKuning.
  • Pin 3 dan 4 ditugaskan kepada cip AlInGaPHijau.
• Kanta:Jernih Air, membolehkan warna cip sebenar kelihatan.

5.2 Corak Pateri PCB yang Disyorkan

Datasheet termasuk susun atur pad pateri yang disyorkan untuk memastikan penjajaran mekanikal yang betul dan pembentukan sendi pateri semasa reflow. Mematuhi corak ini adalah kritikal untuk mencapai sambungan elektrik yang boleh dipercayai dan pelesapan haba optimum dari pakej LED ke papan litar.

5.3 Pengenalpastian Polarity

Sebagai diod, setiap cip dalam pakej adalah sensitif kepada polarity. Jadual penugasan pin mesti dirujuk untuk menyambung anod dan katod setiap warna dengan betul. Polarity yang salah akan menghalang LED daripada menyala dan menggunakan voltan songsang melebihi 5V boleh merosakkan peranti.

6. Panduan Pateri & Pemasangan

6.1 Parameter Pateri Reflow (Bebas Plumbum)

• Suhu Pra-panas:150°C hingga 200°C.
• Masa Pra-panas:Maksimum 120 saat.
• Suhu Badan Puncak:Maksimum 260°C.
• Masa Melebihi 260°C:Maksimum 10 saat.
• Bilangan Laluan Reflow:Maksimum dua kali.

Nota:Profil suhu sebenar mesti dicirikan untuk reka bentuk PCB khusus, pes pateri, dan ketuhar yang digunakan.

6.2 Pateri Tangan (Jika Perlu)

• Suhu Besi:Maksimum 300°C.
• Masa Sentuhan:Maksimum 3 saat per sendi.
• Bilangan Percubaan Pateri:Satu kali sahaja. Haba berlebihan boleh merosakkan pakej plastik dan die semikonduktor.

6.3 Pembersihan

Jika pembersihan diperlukan selepas pateri, hanya gunakan pelarut yang ditentukan untuk mengelakkan kerosakan pada bahan pakej. Kaedah yang boleh diterima termasuk rendaman dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu bilik selama kurang daripada satu minit.

6.4 Penyimpanan dan Pengendalian

• Kepekaan ESD:Peranti sensitif kepada Nyahcas Elektrostatik. Gunakan kawalan ESD yang sesuai.
• Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL):MSL 3. Sebaik sahaja beg penghalang kelembapan asal dibuka, komponen mesti dikenakan reflow IR dalam tempoh satu minggu di bawah keadaan ambien tidak melebihi 30°C/60% RH.
• Penyimpanan Jangka Panjang (Beg Dibuka):Untuk penyimpanan melebihi satu minggu, simpan dalam bekas tertutup dengan desiccant atau dalam atmosfera nitrogen. Komponen yang disimpan di luar beg selama lebih daripada seminggu memerlukan pembakaran pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam sebelum pateri.

7. Pembungkusan & Pemesanan

Peranti dibekalkan dalam format pita-dan-gulung yang serasi dengan peralatan pemasangan automatik.

• Lebar Pita:8 mm.
• Diameter Gulung:7 inci.
• Kuantiti per Gulung:4000 keping.
• Kuantiti Pesanan Minimum (MOQ):500 keping untuk baki kuantiti.
• Standard Pembungkusan:Mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481. Poket kosong dalam pita dimeterai dengan pita penutup.

Nombor bahagian penuhLTST-S225KGKSKT-NUharus digunakan untuk membuat pesanan, bersama-sama dengan sebarang keperluan kod bin khusus untuk keamatan bercahaya dan panjang gelombang dominan.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

• Penunjuk Status:Keupayaan dwi warna membolehkan pelbagai keadaan (cth., Hijau=Hidap/Sedia, Kuning=Sedia/Amaran, Kedua-dua=Mod Khas).
• Lampu Latar Keypad/Papan Kekunci:Profil pancaran pandangan sisi adalah sesuai untuk pencahayaan tepi panel atau membran nipis.
• Elektronik Pengguna:Lampu status kuasa, sambungan, atau fungsi dalam telefon, penghala, perkakas.
• Penunjuk Panel Perindustrian:Status peralatan, keadaan kerosakan.
• Pencahayaan Simbolik:Mencahayakan ikon atau simbol kecil pada panel kawalan.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Had Arus:Sentiasa gunakan perintang had arus bersiri (atau pemandu arus malar) untuk setiap cip warna. Kira nilai perintang berdasarkan voltan bekalan (V_cc), arus hadapan yang dikehendaki (I_F, maks 25mA DC), dan voltan hadapan LED (V_F). Gunakan V_Fmaksimum dari datasheet untuk reka bentuk konservatif. Formula: R = (V_cc- V_F) / I_F.
• Pengurusan Haba:Walaupun pelesapan kuasa rendah, memastikan laluan haba yang baik dari pad LED ke kuprum PCB membantu mengekalkan output cahaya yang stabil dan kebolehpercayaan jangka panjang, terutamanya dalam suhu ambien tinggi atau apabila didorong pada arus maksimum.
• Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan 130 darjah memberikan keterlihatan yang luas. Pertimbangkan paip cahaya atau penyebar jika corak pancaran khusus atau penampilan lembut diperlukan.

9. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

LED dwi warna ini menawarkan kelebihan khusus dalam kelasnya:

• berbanding Dua LED Diskret:Menjimatkan ruang PCB yang ketara dan mengurangkan bilangan komponen, memudahkan pemasangan dan bil bahan (BOM).
• Teknologi AlInGaP:Menyediakan kecekapan bercahaya yang lebih tinggi dan kestabilan suhu yang lebih baik berbanding teknologi lama seperti GaP (Gallium Fosfida) standard untuk warna hijau/kuning, menghasilkan output yang lebih terang dan konsisten.
• Pakej Pandangan Sisi:Arah pancaran utama adalah selari dengan PCB, yang optimum untuk aplikasi di mana cahaya perlu diarahkan merentasi permukaan (cth., pencahayaan tepi) dan bukannya berserenjang daripadanya.
• Penyaduran Timah:Menawarkan kebolehpaterian yang baik dan serasi dengan proses pateri bebas plumbum.

10. Soalan Lazim (FAQ)

Q1: Bolehkah saya memandu kedua-dua cip hijau dan kuning serentak pada 25mA setiap satu?

A1: Ya, tetapi anda mesti mempertimbangkan jumlah pelesapan kuasa pada pakej. Dengan kedua-dua cip pada 25mA dan V_Fbiasa ~2.0V, setiap satu melepaskan ~50mW, jumlah ~100mW. Ini melebihi penarafan maksimum mutlak 60mW per cip. Untuk operasi serentak berterusan, anda harus menurunkan arus untuk setiap cip untuk mengekalkan pelesapan kuasa individu dan gabungan dalam had selamat.

Q2: Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Puncak dan Panjang Gelombang Dominan?

A2: Panjang Gelombang Puncak (λ_P) ialah panjang gelombang pada titik tertinggi keluk output spektrum LED. Panjang Gelombang Dominan (λ_d) ialah panjang gelombang tunggal cahaya monokromatik yang kelihatan mempunyai warna yang sama kepada mata manusia. λ_dlebih relevan untuk spesifikasi warna dalam aplikasi visual.

Q3: Bagaimana saya mentafsir kod bin semasa membuat pesanan?

A3: Anda perlu menentukan dua kod bin per warna: satu untuk Keamatan Bercahaya (cth., P untuk Hijau) dan satu untuk Panjang Gelombang Dominan (cth., D untuk Hijau). Ini memastikan anda menerima LED dengan kecerahan dan warna dalam julat sempit yang anda inginkan. Rujuk senarai kod bin dalam Bahagian 3 dokumen ini.

Q4: Adakah penyerap haba diperlukan?

A4: Untuk kebanyakan aplikasi yang beroperasi pada atau di bawah 20mA per cip dalam keadaan ambien biasa, kuprum PCB itu sendiri mencukupi untuk pelesapan haba. Untuk persekitaran suhu ambien tinggi atau operasi berterusan pada maksimum 25mA, meningkatkan pelepasan haba pada PCB (menggunakan pad kuprum yang lebih besar atau via haba) adalah disyorkan.

11. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk penunjuk status dwi untuk penghala rangkaian. Hijau menunjukkan "Internet Bersambung," Kuning menunjukkan "Data Menghantar," dan kedua-dua padam menunjukkan "Tiada Sambungan."

Pelaksanaan:

1. Reka Bentuk Litar:Gunakan dua pin GPIO dari mikropengawal penghala. Setiap pin memandu satu cip warna melalui perintang had arus berasingan. Kira nilai perintang untuk bekalan 3.3V, sasaran I_F=15mA (untuk jangka hayat panjang dan haba rendah), dan menggunakan V_Fmaks=2.4V: R = (3.3V - 2.4V) / 0.015A = 60 Ohm. Gunakan nilai standard terdekat (cth., 62 Ohm).
2. Susun Atur PCB:Letakkan LED berhampiran tepi papan. Ikuti corak pateri yang disyorkan dari datasheet. Sambungkan pad katod (mungkin pin 2 dan 4) ke GPIO mikropengawal melalui perintang, dan sambungkan pad anod (mungkin pin 1 dan 3) ke rel 3.3V. Sertakan tuangan kuprum kecil di sekitar pad untuk penambahbaikan haba sedikit.
3. Perisian:Kawal GPIO untuk menghidupkan/mematikan Hijau/Kuning/Kedua-dua seperti yang diperlukan.
4. Optik:Paip cahaya kecil yang jernih boleh digunakan untuk membimbing cahaya dari LED pancaran sisi ke label panel hadapan.

Pendekatan ini menyediakan penyelesaian yang boleh dipercayai, padat, dan mudah dikilangkan.

12. Pengenalan Prinsip Teknologi

LED ini menggunakan bahan semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) yang ditumbuhkan pada substrat. Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dan lubang bergabung semula, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Nisbah khusus aluminium, indium, dan gallium dalam kekisi kristal menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung mentakrifkan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—hijau (~573 nm) dan kuning (~591 nm) dalam peranti ini.

Reka bentuk "pandangan sisi" dicapai dengan memasang cip LED pada permukaan menegak dalam pakej atau menggunakan pemantul/optik untuk mengarahkan output cahaya utama ke sisi. Kanta jernih air meminimumkan penyerapan cahaya, membolehkan warna dan kecerahan cip sebenar dilihat.

13. Trend Industri

Pasaran untuk SMD LED terus berkembang ke arah:

• Kecekapan Lebih Tinggi:Penambahbaikan berterusan dalam pertumbuhan epitaksial dan reka bentuk cip menghasilkan lebih banyak lumen per watt, mengurangkan penggunaan kuasa untuk kecerahan tertentu.
• Pengecilan:Pakej menjadi lebih kecil sambil mengekalkan atau meningkatkan output cahaya, membolehkan penempatan penunjuk yang lebih padat dan tersembunyi.
• Konsistensi Warna yang Lebih Baik:Toleransi binning yang lebih ketat dan proses pembuatan maju memastikan kurang variasi dalam warna dan kecerahan antara LED individu, yang kritikal untuk aplikasi menggunakan berbilang unit.
• Kebolehpercayaan Dipertingkatkan:Penambahbaikan dalam bahan pakej (sebatian acuan, bingkai plumbum) dan proses pembuatan membawa kepada jangka hayat operasi yang lebih panjang dan prestasi yang lebih baik di bawah keadaan persekitaran yang teruk (suhu, kelembapan).
• Integrasi:Trend menggabungkan berbilang fungsi (seperti cip dwi warna ini) atau mengintegrasikan elektronik kawalan (cth., IC pemandu) dalam pakej LED terus memudahkan reka bentuk produk akhir.

SMD LED dwi warna ini mewakili komponen matang dan dioptimumkan dalam trend yang lebih luas ini, menawarkan penyelesaian yang boleh dipercayai untuk keperluan reka bentuk elektronik moden.