Spesifikasi Teknikal LTST-C195KFKGKT - LED Dwi Warna SMD Oren & Hijau - 20mA - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk komponen LED dwi warna permukaan pasang. Peranti ini menggabungkan dua cip pemancar cahaya yang berbeza dalam satu pakej piawai industri, membolehkan penjanaan cahaya oren dan hijau. Ia direka untuk keserasian dengan proses pemasangan automatik dan teknik pematerian moden, menjadikannya sesuai untuk aplikasi pembuatan volum tinggi dalam elektronik pengguna, penunjuk, dan lampu latar.

1.1 Ciri Utama dan Penentududukan Produk

Ciri utama komponen ini termasuk pematuhan dengan peraturan alam sekitar, penggunaan teknologi semikonduktor AlInGaP kecerahan tinggi untuk output cahaya yang cekap, dan pembungkusan yang dioptimumkan untuk penempatan automatik pita-dan-gegelung. Reka bentuknya serasi dengan proses pematerian reflow fasa wap dan inframerah (IR), yang merupakan piawaian dalam barisan pemasangan teknologi permukaan pasang (SMT). Keupayaan dwi warna dalam satu pakej menjimatkan ruang papan dan memudahkan reka bentuk berbanding menggunakan dua LED satu warna yang berasingan.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

Bahagian berikut memberikan analisis terperinci tentang ciri elektrik, optik, dan haba peranti seperti yang ditakrifkan dalam helaian spesifikasi.

2.1 Rating Maksimum Mutlak

Rating ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada had ini tidak dijamin dan harus dielakkan dalam reka bentuk litar.

• Pelesapan Kuasa (Pd):75 mW per cip (Oren dan Hijau). Ini adalah jumlah maksimum kuasa yang boleh dipancarkan LED sebagai haba pada suhu ambien (Ta) 25°C. Melebihi nilai ini berisiko menyebabkan pelarian haba dan kegagalan.
• Arus Ke Hadapan Puncak (I_FP):80 mA. Ini adalah arus ke hadapan segera maksimum yang dibenarkan, biasanya ditentukan di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms) untuk mengelakkan kenaikan suhu simpang yang berlebihan.
• Arus Ke Hadapan Berterusan (I_F):30 mA DC. Ini adalah arus maksimum yang disyorkan untuk operasi berterusan di bawah keadaan biasa.
• Penurunan Rating Arus:0.4 mA/°C linear dari 25°C. Apabila suhu ambien meningkat melebihi 25°C, arus ke hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan mesti dikurangkan dengan faktor ini untuk mengekalkan suhu simpang dalam had selamat.
• Voltan Songsang (V_R):5 V. Menggunakan voltan pincang songsang lebih besar daripada ini boleh menyebabkan kerosakan dan merosakkan simpang LED.
• Suhu Operasi & Penyimpanan:-30°C hingga +85°C dan -40°C hingga +85°C, masing-masing. Ini mentakrifkan had persekitaran untuk operasi yang boleh dipercayai dan penyimpanan bukan operasi.
• Had Suhu Pematerian:Peranti ini boleh menahan pematerian gelombang atau IR pada 260°C selama 5 saat, dan pematerian fasa wap pada 215°C selama 3 minit. Parameter ini adalah kritikal untuk mentakrifkan profil reflow semasa pemasangan PCB.

2.2 Ciri Elektrik & Optik

Parameter ini diukur pada keadaan ujian piawai Ta=25°C dan I_F=20mA, melainkan dinyatakan sebaliknya. Ia mentakrifkan prestasi tipikal peranti.

• Keamatan Pencahayaan (I_V):
  • Cip Oren:Minimum 45.0 mcd, Nilai tipikal tidak dinyatakan, Maksimum 280.0 mcd.
  • Cip Hijau:Minimum 18.0 mcd, Nilai tipikal tidak dinyatakan, Maksimum 71.0 mcd.

  Julat luas antara Min dan Max menunjukkan peranti tersedia dalam bin keamatan yang berbeza (lihat Seksyen 3). Cip oren adalah jauh lebih terang daripada cip hijau pada arus pacuan yang sama.

• Sudut Pandangan (2θ_1/2):130 darjah (tipikal) untuk kedua-dua warna. Sudut pandangan yang luas ini menunjukkan jenis lensa resap, sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan luas berbanding pancaran fokus.
• Panjang Gelombang:
  • Oren:Panjang Gelombang Puncak (λ_P) ~611 nm, Panjang Gelombang Dominan (λ_d) ~605 nm.
  • Hijau:Panjang Gelombang Puncak (λ_P) ~574 nm, Panjang Gelombang Dominan (λ_d) ~571 nm.

  Panjang gelombang dominan adalah warna yang dilihat oleh mata manusia, diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE.

• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):~17 nm untuk Oren, ~15 nm untuk Hijau. Ini menunjukkan ketulenan spektrum atau lebar jalur cahaya yang dipancarkan.
• Voltan Ke Hadapan (V_F):Tipikal 2.0V, Maksimum 2.4V pada 20mA untuk kedua-dua warna. Voltan ke hadapan rendah ini adalah ciri teknologi AlInGaP dan penting untuk mengira nilai perintang siri dan penggunaan kuasa.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 10 µA pada V_R=5V. Ini adalah arus bocor apabila LED dipincang songsang.
• Kapasitan (C):Tipikal 40 pF pada 0V, 1MHz. Parameter ini boleh relevan dalam aplikasi pensuisan frekuensi tinggi.

3. Penjelasan Sistem Binning

Keamatan pencahayaan LED disusun ke dalam bin untuk memastikan konsistensi dalam lot pengeluaran. Kod bin mentakrifkan julat keamatan tertentu.

3.1 Bin Keamatan LED Oren

Keamatan diukur pada I_F=20mA. Toleransi pada setiap bin adalah +/-15%.

• 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

3.2 Bin Keamatan LED Hijau

Keamatan diukur pada I_F=20mA. Toleransi pada setiap bin adalah +/-15%.

• Bin M:18.0 - 28.0 mcd
• Bin N:28.0 - 45.0 mcd
• Bin P:45.0 - 71.0 mcd

Pereka bentuk harus menentukan kod bin yang diperlukan semasa membuat pesanan untuk menjamin tahap kecerahan yang dikehendaki dalam aplikasi mereka.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Helaian data merujuk kepada lengkung ciri tipikal yang penting untuk memahami tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan. Walaupun graf khusus tidak diterbitkan semula di sini, implikasinya dianalisis.

4.1 Lengkung Arus vs. Voltan (I-V)

Lengkung I-V untuk LED adalah eksponen. V tipikal_F2.0V pada 20mA memberikan titik operasi utama. Lengkung menunjukkan bahawa peningkatan kecil dalam voltan melebihi titik lutut mengakibatkan peningkatan arus yang besar dan berpotensi merosakkan. Ini menekankan keperluan kaedah penghad arus (contohnya, perintang siri atau pemacu arus malar).

4.2 Keamatan Pencahayaan vs. Arus Ke Hadapan

Lengkung ini secara amnya linear dalam satu julat. Keamatan pencahayaan adalah lebih kurang berkadar dengan arus ke hadapan. Memacu LED pada arus berterusan maksimum (30mA) akan menghasilkan kecerahan yang lebih tinggi daripada keadaan ujian piawai 20mA, tetapi pertimbangan pengurusan haba dan jangka hayat mesti dinilai.

4.3 Kebergantungan Suhu

Prestasi LED adalah sensitif kepada suhu. Voltan ke hadapan (V_F) biasanya berkurangan dengan peningkatan suhu simpang. Lebih kritikal, keamatan pencahayaan merosot apabila suhu meningkat. Spesifikasi penurunan rating arus (0.4 mA/°C) adalah kekangan reka bentuk langsung untuk menguruskan kesan haba ini dan mengekalkan kebolehpercayaan.

5. Maklumat Mekanikal & Pakej

Peranti ini mematuhi tapak kaki pakej permukaan pasang piawai EIA.

5.1 Penetapan Pin

LED dwi warna mempunyai empat pin (1, 2, 3, 4). Menurut helaian data:

• Pin 1 dan 3 ditetapkan untuk cip LED Oren.
• Pin 2 dan 4 ditetapkan untuk cip LED Hijau.

Konfigurasi ini biasanya membayangkan susunan katod sepunya atau anod sepunya secara dalaman, yang mesti disahkan daripada lukisan garis pakej untuk sambungan litar yang betul.

5.2 Dimensi Pakej dan Pita & Gegelung

Peranti ini dibekalkan dalam pita 8mm pada gegelung diameter 7 inci, serasi dengan mesin ambil-dan-letak automatik. Spesifikasi pita dan gegelung mengikut piawaian ANSI/EIA 481-1-A-1994. Butiran pembungkusan utama termasuk:

• 4000 keping per gegelung 7 inci.
• Kuantiti pembungkusan minimum untuk baki bahagian adalah 500 keping.
• Maksimum dua komponen hilang berturut-turut ("lampu") dibenarkan dalam pita.

Dimensi pad pematerian yang dicadangkan disediakan untuk memastikan sambungan pateri yang boleh dipercayai dan penjajaran yang betul semasa reflow.

6. Panduan Pematerian & Pemasangan

6.1 Profil Reflow yang Disyorkan

Dua profil pematerian dicadangkan:

1. Profil Reflow IR Piawai:Untuk proses pateri timah-plumbum konvensional.
2. Profil Reflow IR Bebas Plumbum (Pb-Free):Mesti digunakan dengan pes pateri Sn-Ag-Cu (SAC). Profil ini biasanya mempunyai suhu puncak yang lebih tinggi (contohnya, 260°C) tetapi masa yang dikawal dengan teliti di atas likuidus untuk mengelakkan kerosakan haba pada lensa plastik dan struktur dalaman LED.

Keadaan maksimum mutlak adalah 260°C selama 5 saat untuk pematerian IR/gelombang dan 215°C selama 3 minit untuk fasa wap.

6.2 Langkah Berjaga-jaga Penyimpanan dan Pengendalian

• Penyimpanan:Disyorkan tidak melebihi 30°C dan kelembapan relatif 70%. LED yang dikeluarkan dari beg penghalang kelembapan asal mereka harus dipateri reflow dalam masa satu minggu. Untuk penyimpanan lebih lama, ia harus disimpan dalam persekitaran kering dan tertutup (contohnya, dengan penyerap kelembapan atau dalam nitrogen) dan dibakar pada kira-kira 60°C selama 24 jam sebelum digunakan untuk membuang kelembapan yang diserap dan mengelakkan "popcorning" semasa reflow.
• Pembersihan:Hanya agen pembersih yang ditentukan harus digunakan. Alkohol isopropil atau alkohol etil pada suhu biasa selama kurang daripada satu minit adalah disyorkan. Bahan kimia yang tidak ditentukan mungkin merosakkan pakej atau lensa LED.
• Perlindungan ESD:LED adalah sensitif kepada nyahcas elektrostatik. Kawalan ESD yang betul mesti ada semasa pengendalian: gunakan gelang pergelangan tangan dibumikan, tikar anti-statik, pengion untuk meneutralkan statik pada lensa, dan pastikan semua peralatan dibumikan dengan betul.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Biasa

LED dwi warna ini sesuai untuk pelbagai aplikasi penunjuk dan paparan status, termasuk tetapi tidak terhad kepada:

• Penunjuk kuasa/status pada elektronik pengguna (contohnya, penghala, pengecas, perkakas).
• Lampu status dwi warna (contohnya, hijau untuk "hidup/ok," oren untuk "siaga/amaran").
• Lampu latar untuk ikon kecil atau butang.
• Lampu penunjuk dalaman automotif (tertakluk kepada kelayakan yang sesuai).
• Panel status peralatan industri.

7.2 Pertimbangan Reka Litar

Kaedah Pacuan:LED adalah peranti dipacu arus. Untuk memastikan kecerahan seragam, terutamanya apabila berbilang LED disambung secara selari, perintang penghad arus mesti diletakkan secara bersiri dengansetiapLED (Model Litar A). Bergantung pada ciri I-V semula jadi untuk mengimbangi arus dalam konfigurasi selari tanpa perintang individu (Model Litar B) tidak disyorkan, kerana variasi kecil dalam V_Fantara LED boleh membawa kepada perbezaan ketara dalam arus dan seterusnya kecerahan.

Nilai perintang siri (R_s) boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R_s= (V_bekalan- V_F) / I_F. Gunakan V maksimum_Fdaripada helaian data (2.4V) untuk memastikan arus yang mencukupi di bawah semua keadaan.

7.3 Pengurusan Haba

Walaupun pelesapan kuasa adalah rendah (75mW per cip), susun atur PCB yang betul boleh membantu prestasi haba. Pastikan kawasan kuprum yang mencukupi disambungkan ke pad haba LED (jika ada) atau mengelilingi pad pateri untuk bertindak sebagai penyerap haba, terutamanya apabila beroperasi berhampiran rating maksimum atau dalam suhu ambien tinggi.

8. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Faktor pembezaan utama komponen ini adalahkeupayaan dwi warna dalam satu pakej SMDdan penggunaanteknologi AlInGaPuntuk pemancar oren.

• vs. LED Satu Warna:Menjimatkan ruang PCB, mengurangkan bilangan bahagian, dan memudahkan pemasangan berbanding memasang dua LED berasingan.
• AlInGaP vs. Teknologi Lain:AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) terkenal dengan kecekapan dan kestabilan tinggi dalam kawasan panjang gelombang merah, oren, dan kuning, sering menawarkan kecerahan yang lebih tinggi dan prestasi suhu yang lebih baik daripada teknologi lama seperti GaAsP.
• Sudut Pandangan Luas (130°):Menawarkan corak cahaya resap yang sesuai untuk penunjuk kawasan luas, berbanding LED sudut sempit yang digunakan untuk pencahayaan fokus.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

9.1 Bolehkah saya memacu LED ini terus dari pin mikropengawal 5V atau 3.3V?

Tidak, tidak terus.LED memerlukan kawalan arus. Menyambungkannya terus ke sumber voltan seperti pin MCU (yang biasanya dihad arus tetapi tidak direka untuk memacu LED) boleh merosakkan kedua-dua LED dan output mikropengawal. Sentiasa gunakan perintang penghad arus siri atau litar pemacu LED khusus.

9.2 Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Puncak dan Panjang Gelombang Dominan?

Panjang Gelombang Puncak (λ_P)adalah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum.Panjang Gelombang Dominan (λ_d)adalah panjang gelombang tunggal cahaya monokromatik yang akan sepadan dengan warna yang dilihat LED, dikira daripada koordinat kromatisiti CIE. λ_dlebih relevan untuk spesifikasi warna dalam aplikasi berpusatkan manusia.

9.3 Mengapa penurunan rating arus diperlukan?

Apabila suhu ambien meningkat, suhu simpang LED meningkat untuk arus operasi tertentu. Suhu simpang yang lebih tinggi mempercepatkan mekanisme degradasi, mengurangkan jangka hayat LED dan berpotensi menyebabkan kegagalan bencana. Menurunkan rating arus mengurangkan pelesapan kuasa dan seterusnya suhu simpang, memastikan kebolehpercayaan jangka panjang.

10. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk penunjuk status dwi warna untuk peranti yang dikuasakan oleh rel 5V. Penunjuk harus menunjukkan Hijau untuk "Operasi Normal" dan Oren untuk "Pengecasan/Amaran."

Langkah Reka Bentuk:

1. Topologi Litar:Gunakan dua pin GPIO mikropengawal. Setiap pin memacu satu warna LED melalui perintang penghad arus berasingan. Konfigurasikan sambungan dalaman (anod sepunya/katod sepunya) dengan betul berdasarkan lukisan pakej.
2. Pengiraan Perintang (untuk pacuan 20mA):
   • Anggapkan V_F(maks) = 2.4V, V_bekalan= 5V, I_F= 20mA.
   • R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ohm.
   • Pilih nilai piawai terdekat (contohnya, 130Ω atau 120Ω). Perintang 120Ω akan menghasilkan arus yang sedikit lebih tinggi (~21.7mA), yang boleh diterima kerana ia di bawah maksimum 30mA.
3. Susun Atur PCB:Letakkan LED dan perintang siri berdekatan. Sediakan tuangan kuprum sederhana di sekeliling pad LED untuk penyebaran haba. Ikuti susun atur pad pematerian yang dicadangkan daripada helaian data.
4. Perisian:Laksanakan logik untuk menghidupkan GPIO Hijau untuk keadaan normal dan GPIO Oren untuk keadaan amaran. Pastikan kedua-duanya tidak dihidupkan serentak melainkan warna campuran dikehendaki, dengan mempertimbangkan had arus pacuan untuk pakej.

11. Pengenalan Prinsip Operasi

Diod Pemancar Cahaya (LED) adalah peranti semikonduktor yang memancarkan cahaya melalui elektroluminesens. Apabila voltan ke hadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif di mana mereka bergabung semula. Tenaga yang dibebaskan semasa penggabungan semula ini dipancarkan sebagai foton (cahaya). Panjang gelombang (warna) cahaya tertentu ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor yang digunakan dalam kawasan aktif. Dalam peranti ini, cahaya oren dihasilkan oleh cip AlInGaP, dan cahaya hijau dihasilkan oleh cip lain (mungkin berdasarkan teknologi InGaN, walaupun tidak dinyatakan secara jelas di sini untuk hijau). Kedua-dua cip ini ditempatkan bersama dalam satu pakej epoksi dengan lensa resap yang membentuk output cahaya menjadi sudut pandangan yang luas.

12. Trend Teknologi

Bidang teknologi LED terus berkembang dengan beberapa trend jelas yang berkaitan dengan komponen seperti ini:

• Peningkatan Kecekapan:Peningkatan berterusan dalam sains bahan dan reka bentuk cip membawa kepada keberkesanan pencahayaan yang lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per watt input elektrik), membolehkan penunjuk yang lebih terang atau penggunaan kuasa yang lebih rendah.
• Pengecilan:Dorongan untuk peranti elektronik yang lebih kecil mendorong LED dalam tapak kaki pakej yang semakin kecil sambil mengekalkan atau meningkatkan prestasi optik.
• Peningkatan Kebolehpercayaan & Jangka Hayat:Peningkatan dalam bahan pembungkusan, kaedah lekatan die, dan teknologi fosfor (untuk LED putih) terus melanjutkan jangka hayat operasi dan kestabilan di bawah keadaan yang sukar.
• Integrasi:Selain pelbagai warna, terdapat trend ke arah mengintegrasikan elektronik kawalan (seperti pemacu arus malar atau pengawal PWM) terus dengan die LED atau dalam pakej, mencipta modul "LED pintar" yang memudahkan reka bentuk sistem.
• Pematuhan Alam Sekitar:Peralihan ke arah pematerian bebas plumbum (Pb-free) dan bahan bebas halogen kini menjadi piawaian, seperti yang dicerminkan dalam profil pematerian berasingan yang disediakan dalam helaian data ini.