LTST-C195TBTGKT Dual Color SMD LED Datasheet - Saiz 1.6x0.8x0.55mm - Biru 3.8V / Hijau 2.4V - 76mW - Dokumen Teknikal Bahasa Inggeris

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTST-C195TBTGKT ialah peranti pemancar cahaya (LED) dwiwarna jenis permukaan-pasang (SMD) yang direka untuk aplikasi elektronik moden yang mempunyai kekangan ruang. Ia menggabungkan dua cip semikonduktor berbeza dalam satu pakej ultra padat: satu cip InGaN (Indium Gallium Nitride) untuk pancaran biru dan satu cip InGaN untuk pancaran hijau. Konfigurasi ini membolehkan penjanaan dua warna primer daripada satu komponen, membolehkan petunjuk status, lampu latar, dan pencahayaan hiasan dengan jejak yang minima.

Kelebihan teras produk ini termasuk profilnya yang sangat nipis iaitu hanya 0.55mm, yang amat kritikal untuk aplikasi seperti paparan ultra nipis, peranti mudah alih, dan teknologi boleh pakai. Ia dikilangkan sebagai produk hijau, mematuhi piawaian pematuhan ROHS (Restriction of Hazardous Substances), memastikan ia bebas daripada bahan seperti plumbum, merkuri, dan kadmium. Peranti ini dibungkus pada pita 8mm yang dililit pada gegelung berdiameter 7 inci, menjadikannya serasi sepenuhnya dengan peralatan pemasangan pick-and-place automatik berkelajuan tinggi yang digunakan dalam pembuatan volum. Reka bentuknya juga serasi dengan proses pateri alir semula inframerah (IR), iaitu piawai untuk barisan pemasangan teknologi permukaan-pasang (SMT).

1.1 Penetapan Pin dan Kanta

Peranti ini mempunyai kanta jernih-air, yang tidak menyebarkan atau mewarnakan cahaya, membolehkan warna cip tulen (biru atau hijau) dipancarkan. Penetapan pin adalah penting untuk reka bentuk litar yang betul. Untuk LTST-C195TBTGKT, cip LED biru disambungkan ke pin 1 dan 3, manakala cip LED hijau disambungkan ke pin 2 dan 4. Konfigurasi anod/katod bebas ini membolehkan setiap warna dikawal secara berasingan oleh litar pemacu.

2. Penerokaan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi pada atau di bawah had ini tidak dijamin. Untuk kedua-dua cip biru dan hijau:

• Penyerakan Kuasa (Pd): 76 mW. Ini adalah kehilangan kuasa maksimum yang dibenarkan sebagai haba. Melebihi ini boleh menyebabkan pemanasan berlebihan dan degradasi dipercepatkan.
• Arus Kehadapan Puncak (I_FP): 100 mA. Ini hanya dibenarkan dalam keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1ms. Ia digunakan untuk kilasan singkat berintensiti tinggi.
• DC Forward Current (I_F): 20 mA. Ini adalah arus hadapan berterusan yang disyorkan untuk operasi normal, menyeimbangkan kecerahan dan jangka hayat.
• Julat Suhu Operasi (T_opr): -20°C hingga +80°C. Peranti dijamin berfungsi dalam julat suhu ambien ini.
• Julat Suhu Penyimpanan (T_stg): -30°C hingga +100°C.
• Keadaan Pateri Inframerah: Tahan suhu puncak 260°C selama 10 saat, yang selaras dengan profil reflow bebas plumbum (Pb-free) tipikal.

2.2 Ciri-ciri Elektrik dan Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur pada suhu ambien (T_a) pada suhu 25°C dan arus maju (I_F) sebanyak 20 mA, kecuali dinyatakan sebaliknya.

• Keamatan Bercahaya (I_V): Ukuran kuasa cahaya yang diterima. Untuk Biru: Minimum 28.0 mcd, Nilai tipikal tidak dinyatakan, Maksimum 180 mcd. Untuk Hijau: Minimum 45.0 mcd, Nilai tipikal tidak dinyatakan, Maksimum 280 mcd. Cip hijau secara semula jadi lebih efisien dari segi kepekaan mata manusia.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2): 130 darjah (tipikal untuk kedua-dua warna). Sudut pandangan yang luas ini menunjukkan corak pancaran seperti Lambertian, sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan kawasan luas dan bukannya pancaran fokus.
• Puncak Panjang Gelombang Pancaran (λ_P): Panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum. Biru: 468 nm (tipikal). Hijau: 525 nm (tipikal).
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d): Panjang gelombang tunggal yang menentukan warna yang dilihat pada rajah kekromaan CIE. Biru: 470 nm (tipikal). Hijau: 530 nm (tipikal). Nilai ini lebih relevan untuk spesifikasi warna berbanding panjang gelombang puncak.
• Lebar Separuh Garisan Spektrum (Δλ): Lebar jalur spektrum yang dipancarkan pada separuh keamatan maksimumnya. Biru: 25 nm (tipikal). Hijau: 17 nm (tipikal). Lebar separuh yang lebih sempit menunjukkan warna yang lebih tulen secara spektrum.
• Forward Voltage (V_F): Voltan merentasi LED apabila beroperasi pada arus yang ditetapkan. Biru: Tipikal 3.30V, Maksimum 3.80V. Hijau: Tipikal 2.00V, Maksimum 2.40V. Perbezaan ini disebabkan oleh tenaga jurang jalur yang berbeza bagi bahan semikonduktor. Ia adalah kritikal untuk reka bentuk pemacu, terutamanya apabila membekalkan kuasa kepada kedua-dua warna dari rel voltan yang sama.
• Reverse Current (I_R): Maksimum 10 μA pada Reverse Voltage (V_R) sebanyak 5V. LED tidak direka untuk operasi pincang songsang; parameter ini adalah untuk pencirian kebocoran sahaja.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran besar-besaran, LED disusun ke dalam bin prestasi berdasarkan keamatan cahaya. Ini membolehkan pereka memilih gred kecerahan yang sesuai untuk aplikasi mereka.

3.1 Binning Keamatan Cahaya

Kod bin ialah satu huruf yang mentakrifkan julat keamatan min/maks. Toleransi dalam setiap bin ialah +/-15%.

Untuk Blue Chip (diukur dalam mcd @ 20mA):

• 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

Untuk Cip Hijau (diukur dalam mcd @ 20mA):

• Bin P: 45.0 – 71.0 mcd
• Bin Q: 71.0 – 112.0 mcd
• Bin R: 112.0 – 180.0 mcd
• Bin S: 180.0 – 280.0 mcd

Bin khusus untuk lot pengeluaran tertentu akan dinyatakan pada pembungkusan atau dalam dokumentasi pesanan.

4. Analisis Keluk Prestasi

Lembaran data merujuk kepada keluk prestasi tipikal yang penting untuk memahami tingkah laku peranti dalam keadaan bukan piawai. Walaupun graf khusus tidak direproduksi dalam teks, implikasinya adalah piawai.

• Lengkung I-V (Arus-Voltan): Akan menunjukkan hubungan eksponen antara voltan hadapan dan arus. Voltan lutut adalah sekitar V tipikal_F nilai. Lengkung ini sangat penting untuk mereka bentuk litar had arus.
• Keamatan Pencahayaan vs. Arus Hadapan: Akan menunjukkan bahawa keamatan meningkat secara hampir linear dengan arus sehingga satu titik, selepas itu kecekapan menurun disebabkan pemanasan dan kesan lain. Beroperasi pada 20mA yang disyorkan memastikan kecekapan dan jangka hayat optimum.
• Keamatan Cahaya vs. Suhu Persekitaran: Akan menunjukkan pemadaman terma, di mana keluaran cahaya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Ini adalah pertimbangan kritikal untuk aplikasi berkuasa tinggi atau suhu persekitaran tinggi.
• Taburan Spektrum: Akan memplot keamatan relatif melawan panjang gelombang, menunjukkan puncak dan panjang gelombang dominan serta separuh lebar spektrum.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej

Peranti ini mematuhi garis panduan pakej piawai EIA. Dimensi utama (semua dalam mm, toleransi ±0.10mm kecuali dinyatakan) termasuk panjang keseluruhan (1.6mm), lebar (0.8mm), dan ketinggian kritikal 0.55mm. Lukisan dimensi terperinci akan menunjukkan lokasi pad, bentuk kanta, dan orientasi penandaan.

5.2 Susunan Pad Pateri yang Dicadangkan

Satu corak tanah (tapak kaki) yang disyorkan untuk PCB disediakan bagi memastikan pembentukan sendi pateri yang boleh dipercayai semasa proses reflow. Mematuhi corak ini mencegah fenomena 'tombstoning' (komponen berdiri tegak) dan memastikan penjajaran serta pelepasan haba yang betul.

5.3 Pembungkusan Pita dan Reel

LED dibekalkan dalam pita pembawa timbul dengan pita penutup pelindung, dililit pada gegelung berdiameter 7 inci (178mm). Ini adalah piawaian untuk pemasangan automatik.

• Jarak poket: 8mm.
• Kuantiti per gegelung: 4000 keping.
• Kuantiti pesanan minimum untuk baki: 500 keping.
• Pembungkusan mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Profil Pateri Reflow IR

Satu profil suhu yang dicadangkan untuk proses pateri bebas plumbum (Pb-free) disediakan. Parameter utama termasuk:

• Pemanasan Awal: 150-200°C.
• Masa Pemanasan Awal: Maksimum 120 saat untuk membolehkan pemanasan seragam dan pengaktifan fluks.
• Suhu Puncak: Maksimum 260°C.
• Masa Atas Cecair: Maksimum 10 saat (dan maksimum dua kitaran reflow).

Profil ini adalah berdasarkan piawaian JEDEC, memastikan kebolehpercayaan komponen. Profil tepat mesti dicirikan untuk reka bentuk PCB, pes pateri, dan ketuhar tertentu yang digunakan.

6.2 Paterian Tangan

Jika pembaikan manual diperlukan:

• Suhu Besi Pateri: Maksimum 300°C.
• Masa Pateri: Maksimum 3 saat setiap sambungan.
• Had: Hanya sekali untuk pematerian tangan bagi mengelakkan kerosakan haba.

6.3 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pematerian diperlukan, hanya pelarut yang ditetapkan harus digunakan untuk mengelakkan kerosakan pada bungkusan plastik. Agen yang disyorkan ialah etil alkohol atau isopropil alkohol (IPA). LED harus direndam pada suhu normal selama kurang daripada satu minit.

6.4 Langkah Berjaga-jaga Pelepasan Elektrostatik (ESD)

LED sensitif terhadap elektrik statik dan lonjakan voltan. Langkah berjaga-jaga pengendalian adalah wajib:

• Gunakan gelang pergelangan tangan yang dibumikan atau sarung tangan anti-statik.
• Pastikan semua peralatan, stesen kerja, dan alat dibumikan dengan betul.

7. Penyimpanan dan Pengendalian

• Pakej Tertutup (Beg Penghalang Kelembapan): Simpan pada suhu ≤30°C dan Kelembapan Relatif (RH) ≤90%. Jangka hayat adalah satu tahun apabila disimpan dalam beg asal bersama desiccant.
• Pakej Dibuka: Suhu persekitaran penyimpanan tidak boleh melebihi 30°C / 60% RH. Komponen yang dikeluarkan daripada beg tertutup hendaklah disolder aliran semula dalam tempoh satu minggu.
• Penyimpanan Lanjutan (Di Luar Beg): Simpan dalam bekas tertutup dengan bahan pengering atau dalam pengering nitrogen.
• Pembakaran: Jika komponen telah terdedah kepada keadaan ambien selama lebih daripada satu minggu, ia mesti dibakar pada suhu kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam sebelum pematerian untuk mengeluarkan kelembapan yang diserap dan mencegah "popcorning" semasa reflow.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

• Penunjuk Status: Keupayaan dwiwarna membolehkan pelbagai keadaan (contohnya, biru untuk "hidup/aktif," hijau untuk "siap sedia/selesai," kedua-dua menyala untuk keadaan ketiga).
• Lampu Latar untuk Papan Kekunci dan Ikon: Dalam telefon bimbit, alat kawalan jauh, dan elektronik pengguna, di mana ruang amat terhad.
• Pencahayaan Hiasan: Dalam peranti boleh pakai, di mana profil nipis adalah penting.
• Penunjuk Panel: Dalam peralatan kawalan industri, perkakasan rangkaian, dan bahagian dalaman automotif.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pemacu Arus: Sentiasa gunakan perintang pengehad arus bersiri atau pemacu arus malar. Kira nilai perintang secara berasingan untuk setiap warna kerana voltan hadapan mereka yang berbeza (cth., R_had = (V_bekalan - V_F) / I_F).
• Pengurusan Terma: Walaupun pembuangan kuasa adalah rendah, pastikan kawasan kuprum PCB atau lubang terma yang mencukupi jika beroperasi pada suhu ambien tinggi atau pada arus maksimum, untuk mengekalkan suhu simpang dalam had.
• Susun Atur PCB: Ikut dimensi pad pateri yang dicadangkan untuk memastikan kestabilan mekanikal dan pembentukan fillet pateri yang betul.
• Perlindungan Voltan Songsang: Oleh kerana peranti ini tidak direka untuk bias songsang, pastikan reka bentuk litar menghalang penggunaan voltan songsang, yang mungkin melebihi keadaan ujian 5V dan menyebabkan kegagalan serta-merta.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Faktor pembezaan utama bagi LTST-C195TBTGKT berbanding LED satu warna generik atau LED dwiwarna yang lebih tebal adalah:

• Profil Ultra-Nipis (0.55mm): Membolehkan reka bentuk dalam peranti nipis generasi akan datang di mana ruang menegak amat terhad.
• Cip Dual InGaN: Menyediakan warna biru dan hijau daripada bahan semikonduktor moden yang cekap, menawarkan kecerahan dan ketulenan warna yang baik.
• Keserasian SMT Penuh: Direka untuk keserasian dengan penempatan automatik dan profil reflow bebas Pb standard, mengurangkan kos dan kerumitan pemasangan.
• Standardized Binning: Menyediakan prestasi bercahaya yang boleh diramal, membantu dalam reka bentuk untuk output visual yang konsisten merentasi pengeluaran.

10. Frequently Asked Questions (Based on Technical Parameters)

Q1: Bolehkah saya menghidupkan LED biru dan hijau serentak daripada sumber kuasa yang sama?
A: Ya, tetapi mereka mesti dihidupkan secara berasingan dengan laluan pembatasan arus yang berbeza (contohnya, dua perintang) kerana voltan hadapan mereka berbeza dengan ketara (3.3V berbanding 2.0V). Menyambungkannya secara selari secara langsung akan menyebabkan kebanyakan arus mengalir melalui LED hijau kerana V_F.

Q2: Apakah perbezaan antara panjang gelombang puncak dan panjang gelombang dominan?
A: Panjang gelombang puncak (λ) ialah panjang gelombang fizikal pancaran spektrum tertinggi. Panjang gelombang dominan (λ) ialah nilai terkira daripada carta warna CIE yang mewakili warna yang dilihat. λ lebih relevan untuk spesifikasi warna dalam reka bentuk._P) ialah panjang gelombang fizikal pancaran spektrum tertinggi. Panjang gelombang dominan (λ_d) ialah nilai terkira daripada carta warna CIE yang mewakili warna yang dilihat. λ_d lebih relevan untuk spesifikasi warna dalam reka bentuk.

Q3: Mengapakah keadaan penyimpanan untuk bungkusan yang telah dibuka lebih ketat berbanding bungkusan yang masih tertutup?
A: Pakej LED plastik boleh menyerap lembapan dari udara. Semasa proses pematerian alir semula suhu tinggi, lembapan yang terperangkap ini boleh mengewap dengan cepat, menghasilkan tekanan dalaman dan berpotensi menyebabkan pakej retak ("popcorning" atau "delamination"). Beg tertutup rapat dengan bahan pengering menghalang penyerapan lembapan.

Q4: Bolehkah saya menggunakan LED ini untuk pencahayaan luaran automotif?
A: Datasheet menyatakan LED ini adalah untuk "peralatan elektronik biasa." Aplikasi yang memerlukan kebolehpercayaan yang luar biasa, seperti pencahayaan luaran automotif (terdedah kepada suhu melampau, getaran, dan kelembapan), memerlukan perundingan dengan pengilang untuk produk yang layak yang direka dan diuji mengikut piawaian gred automotif (contohnya, AEC-Q102).

11. Reka Bentuk dan Kes Penggunaan Praktikal

Kes: Mereka Bentuk Penunjuk Status Berganda untuk Pembesar Suara Bluetooth Mudah Alih
Pembesar suara memerlukan satu penunjuk kecil tunggal untuk menunjukkan status kuasa (biru) dan status pemadanan Bluetooth (hijau berkelip semasa mencari, hijau pegun apabila disambungkan). LTST-C195TBTGKT adalah ideal kerana ketinggian 0.55mmnya sesuai dipasang di belakang penyebar plastik nipis. Mikropengawal (MCU) mempunyai dua pin GPIO yang dikonfigurasikan sebagai output litar terbuka. Setiap pin disambungkan ke anod satu warna LED melalui perintang pembatas arus. Katod disambungkan ke bumi. Nilai perintang dikira berdasarkan bekalan 3.3V MCU: R_Biru = (3.3V - 3.3V) / 0.02A ≈ 0Ω (gunakan perintang kecil seperti 10Ω untuk keselamatan). R_Hijau = (3.3V - 2.0V) / 0.02A = 65Ω (gunakan perintang piawai 68Ω). Firmware MCU mengawal pin untuk menghasilkan jujukan pencahayaan yang diperlukan.

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 daripada bahan jenis-n bergabung semula dengan lubang daripada bahan jenis-p. Peristiwa penggabungan semula ini membebaskan tenaga. Dalam semikonduktor jurang jalur tidak langsung, tenaga ini terutamanya dibebaskan sebagai haba. Dalam semikonduktor jurang jalur langsung seperti InGaN (digunakan dalam peranti ini), tenaga dibebaskan sebagai foton (cahaya). Panjang gelombang khusus (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh tenaga jurang jalur (E_g) bahan semikonduktor, mengikut persamaan λ = hc/E_g, di mana h ialah pemalar Planck dan c ialah kelajuan cahaya. Sistem bahan InGaN membolehkan kejuruteraan jurang jalur untuk menghasilkan cahaya merentasi spektrum biru, hijau dan ultraungu. Kanta epoksi jernih-air menyelubungi cip, memberikan perlindungan mekanikal dan membentuk corak output cahaya.

13. Tren Teknologi

Pembangunan LED seperti LTST-C195TBTGKT mengikuti beberapa tren industri utama:

• Pengecilan Saiz: Dorongan berterusan ke arah saiz pakej yang lebih kecil (contohnya, 01005, micro-LED) untuk membolehkan elektronik berketumpatan lebih tinggi dan bentuk faktor baru seperti paparan fleksibel dan boleh gulung.
• Peningkatan Kecekapan: Peningkatan berterusan dalam kecekapan kuantum dalaman (IQE) dan teknik pengekstrakan cahaya untuk menghasilkan keamatan bercahaya (mcd) yang lebih tinggi pada arus pemacu yang sama atau lebih rendah, meningkatkan jangka hayat bateri dalam peranti mudah alih.
• Pembungkusan Lanjutan: Pembangunan pembungkusan atas pembungkusan (PoP) dan pembungkusan skala cip (CSP) untuk LED untuk mengurangkan ketebalan dan meningkatkan prestasi terma.
• Pencampuran Warna dan Pencahayaan Pintar: Integrasi pelbagai cip warna (RGB, RGBW) atau LED putih penukaran fosfor dengan kawalan IC bersepadu ke dalam pakej tunggal, membolehkan cahaya putih boleh dilaraskan dan kesan warna dinamik untuk antara muka manusia-mesin termaju dan pencahayaan ambien.
• Kebolehpercayaan dan Pemiawaian: Piawaian ujian dipertingkatkan (seperti JEDEC) untuk kepekaan kelembapan, kitaran haba, dan ESD bagi memastikan kebolehpercayaan dalam aplikasi mencabar, termasuk persekitaran automotif dan perindustrian.