Dokumen Spesifikasi LED SMD Dwi Warna LTST-C295TBKGKT-5A - Saiz 2.0x1.25x0.55mm - Voltan 2.7V/1.75V - Kuasa 0.076W/0.075W - Biru/Hijau

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk LED peranti permukaan-pasang (SMD) dwi warna. Komponen ini menggabungkan dua cip LED yang berbeza dalam satu pakej yang sangat nipis, membolehkan pancaran cahaya biru dan hijau daripada satu tapak kaki sahaja. Ia direka untuk proses pemasangan elektronik moden, menampilkan keserasian dengan peralatan penempatan automatik dan profil pematerian alir balik inframerah (IR) yang sesuai untuk proses bebas plumbum. Produk ini mematuhi piawaian alam sekitar sebagai produk hijau yang mematuhi ROHS.

1.1 Kelebihan Teras

• Reka Bentuk Jimat Ruang:Profil sangat nipis 0.55mm membolehkan integrasi ke dalam peranti elektronik padat dan rendah profil.
• Fungsian Dwi Warna:Menggabungkan sumber cahaya biru (InGaN) dan hijau (AlInGaP), menawarkan fleksibiliti reka bentuk untuk penunjuk status, lampu latar, dan pencahayaan hiasan.
• Output Kecerahan Tinggi:Menggunakan bahan semikonduktor InGaN dan AlInGaP termaju untuk memberikan keamatan pencahayaan yang tinggi.
• Mesra Pembuatan:Dibungkus dalam pita 8mm pada gegelung 7 inci, mematuhi piawaian EIA, menjadikannya sesuai untuk barisan pemasangan PCB automatik volum tinggi.
• Keserasian Proses:Tahan terhadap keadaan pematerian alir balik IR standard, memastikan kebolehpercayaan dalam aliran kerja pembuatan SMT standard.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Bahagian berikut memberikan pecahan terperinci tentang ciri-ciri elektrik, optik dan haba peranti. Semua parameter dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C melainkan dinyatakan sebaliknya.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada keadaan ini tidak dijamin.

Parameter	Cip Biru	Cip Hijau	Unit	Keadaan
Pelesapan Kuasa	76	75	mW	-
Arus Ke Hadapan Puncak	100	80	mA	1/10 Kitaran Tugas, 0.1ms Denyut
Arus Ke Hadapan DC	20	30	mA	Berterusan
Suhu Operasi	-20°C hingga +80°C		-	-
Suhu Penyimpanan	-30°C hingga +100°C		-	-
Keadaan Pematerian IR	260°C selama 10 saat		-	Suhu puncak

Tafsiran:Cip hijau boleh mengendalikan arus DC berterusan yang lebih tinggi (30mA berbanding 20mA), manakala cip biru mempunyai arus denyut yang dibenarkan lebih tinggi. Profil alir balik IR yang ditentukan adalah kritikal untuk memastikan integriti sambungan pateri tanpa merosakkan pakej LED.

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik

Ini adalah parameter operasi tipikal yang menentukan prestasi peranti di bawah keadaan ujian standard (IF = 5 mA).

Parameter	Simbol	Cip Biru (Min/Tip/Maks)	Cip Hijau (Min/Tip/Maks)	Unit	Keadaan Ujian
Keamatan Pencahayaan	Iv	7.10 / - / 45.0	7.10 / - / 45.0	mcd	IF = 5 mA
Sudut Pandangan	2θ1/2	130 (Tipikal)		darjah	-
Panjang Gelombang Puncak	λP	468 (Tipikal)	574 (Tipikal)	nm	-
Panjang Gelombang Dominan	λd	- / 470 / -	- / 571 / -	nm	IF = 5 mA
Separuh Lebar Spektrum	Δλ	25 (Tipikal)	15 (Tipikal)	nm	-
Voltan Ke Hadapan	VF	- / 2.70 / 3.20	- / 1.75 / 2.35	V	IF = 5 mA
Arus Songsang	IR	10 (Maks)	10 (Maks)	μA	VR= 5V

Analisis Utama:

• Kecerahan & Pengelasan:Keamatan pencahayaan mempunyai julat yang luas (7.1 hingga 45 mcd), yang diuruskan melalui sistem pengelasan (binning) (diperincikan dalam Bahagian 3). Pereka bentuk mesti mengambil kira variasi ini dalam reka bentuk optik mereka.
• Perbezaan Voltan:Voltan ke hadapan (V_F) adalah sangat berbeza antara cip biru (~2.7V) dan hijau (~1.75V). Ini adalah pertimbangan kritikal untuk reka bentuk litar, terutamanya apabila menghidupkan kedua-dua warna daripada sumber arus atau rel voltan yang sama. Perintang pembatas arus berasingan biasanya diperlukan untuk setiap saluran warna.
• Sudut Pandangan:Sudut pandangan lebar 130 darjah menjadikan LED ini sesuai untuk aplikasi yang memerlukan keterlihatan yang luas.
• Kepekaan ESD:Nota mengenai amaran ESD menunjukkan peranti ini sensitif kepada nyahcas elektrostatik. Prosedur pengendalian ESD yang betul (gelang pergelangan tangan, peralatan dibumikan) adalah wajib semasa pemasangan dan pengendalian.
• Operasi Bukan Lurus:Nota ujian arus songsang menyatakan dengan jelas peranti ini tidak direka untuk operasi songsang. Menggunakan bias songsang melebihi keadaan ujian boleh menyebabkan kegagalan serta-merta.

3. Penjelasan Sistem Pengelasan (Binning)

Untuk memastikan konsistensi dalam kecerahan, LED disusun ke dalam kelas berdasarkan keamatan pencahayaan yang diukur pada 5 mA. Ini membolehkan pereka bentuk memilih gred kecerahan yang sesuai untuk aplikasi mereka.

3.1 Pengelasan Keamatan Pencahayaan

Struktur pengelasan adalah sama untuk kedua-dua cip biru dan hijau.

Kod Pengelasan	Keamatan Minimum (mcd)	Keamatan Maksimum (mcd)
K	7.10	11.2
L	11.2	18.0
M	18.0	28.0
N	28.0	45.0

Toleransi:Setiap kelas keamatan mempunyai toleransi +/-15%. Sebagai contoh, LED dari kelas "M" boleh mempunyai keamatan sebenar antara 15.3 mcd dan 32.2 mcd pada arus ujian.

Implikasi Reka Bentuk:Apabila padanan kecerahan yang tepat diperlukan (contohnya, dalam tatasusunan pelbagai LED atau pencampuran warna), menetapkan kod pengelasan yang lebih ketat atau melaksanakan penentukuran dalam litar pemacu mungkin diperlukan.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun data grafik khusus dirujuk dalam lembaran data (muka surat 6-7), trend prestasi tipikal boleh disimpulkan daripada parameter:

• Keluk I-V (Arus-Voltan):Voltan ke hadapan (V_F) akan meningkat dengan arus ke hadapan (I_F). Hubungan ini adalah tidak linear dan ciri-ciri diod. Nilai V_F yang berbeza untuk cip biru dan hijau bermakna keluk I-V mereka akan terimbang antara satu sama lain.
• Keamatan Pencahayaan vs. Arus:Output cahaya (Iv) secara amnya meningkat dengan arus ke hadapan tetapi akhirnya akan tepu. Beroperasi melebihi arus DC maksimum mutlak akan mengurangkan kecekapan dan jangka hayat.
• Kebergantungan Suhu:Keamatan pencahayaan biasanya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Julat suhu operasi -20°C hingga +80°C menentukan keadaan ambien di mana prestasi optik yang ditentukan dikekalkan. Voltan ke hadapan juga mempunyai pekali suhu negatif (berkurang dengan suhu).
• Taburan Spektrum:Panjang gelombang puncak (468nm biru, 574nm hijau) dan separuh lebar spektrum (25nm biru, 15nm hijau) menentukan ketulenan warna. Cip hijau, dengan separuh lebar yang lebih sempit, memancarkan cahaya hijau yang lebih tulen secara spektrum berbanding pancaran biru yang lebih luas.

5. Maklumat Mekanikal & Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Peranti ini mempunyai pakej SMD piawaian industri. Dimensi utama termasuk saiz badan kira-kira 2.0mm x 1.25mm dengan ketinggian hanya 0.55mm. Lukisan dimensi terperinci dengan toleransi ±0.10mm disediakan dalam lembaran data untuk reka bentuk tapak kaki PCB yang tepat.

5.2 Penetapan Pin & Polarity

LED dwi warna mempunyai empat pin (1, 2, 3, 4). Penetapan pin adalah seperti berikut:

• Cip Biru:Disambungkan ke pin 1 dan 3.
• Cip Hijau:Disambungkan ke pin 2 dan 4.

Konfigurasi ini biasanya membayangkan struktur katod biasa atau anod biasa secara dalaman, tetapi lembaran data menentukan pasangan pin untuk setiap warna. Polarity mesti diperhatikan apabila menyambung ke litar pemacu. Pakej ditanda untuk orientasi (kemungkinan dengan titik atau serong pada pin 1).

5.3 Reka Bentuk Pad Pateri yang Disyorkan

Susun atur pad pateri yang dicadangkan disertakan untuk memastikan pematerian yang boleh dipercayai dan penjajaran mekanikal yang betul semasa alir balik. Mengikuti cadangan ini membantu mengelakkan "tombstoning" (komponen berdiri di satu hujung) dan memastikan fillet pateri yang baik.

6. Garis Panduan Pematerian & Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Alir Balik IR

Profil alir balik terperinci yang dicadangkan disediakan untuk proses pateri bebas plumbum (Pb-free). Parameter utama termasuk:

• Pemanasan Awal:150-200°C untuk maksimum 120 saat untuk memanaskan papan secara beransur-ansur dan mengaktifkan fluks.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C.
• Masa Melebihi Likuidus:Komponen harus terdedah kepada suhu puncak untuk maksimum 10 saat.
• Had:Peranti tidak boleh menjalani lebih daripada dua kitaran alir balik di bawah keadaan ini.

Profil ini berdasarkan piawaian JEDEC untuk memastikan integriti pakej. Jisim haba rendah LED memerlukan penalaan profil yang berhati-hati untuk mengelakkan terlalu panas.

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan, ia harus dilakukan dengan berhati-hati:

• Suhu Besi Pateri:Maksimum 300°C.
• Masa Pematerian:Maksimum 3 saat setiap sambungan pateri.
• Had:Hanya satu kitaran pematerian tangan dibenarkan.

Haba berlebihan atau sentuhan yang berpanjangan boleh merosakkan cip LED atau kanta plastik.

6.3 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pateri diperlukan:

• Gunakan hanya pelarut yang ditentukan: etil alkohol atau isopropil alkohol.
• Masa rendaman harus kurang daripada satu minit pada suhu bilik biasa.
• Elakkan pembersih kimia yang agresif atau tidak ditentukan, kerana ia boleh merosakkan bahan pakej LED dan kanta optik.

6.4 Keadaan Penyimpanan

Penyimpanan yang betul adalah penting untuk mengelakkan penyerapan kelembapan, yang boleh menyebabkan "popcorning" (retak pakej) semasa alir balik.

• Pakej Tertutup:Simpan pada ≤30°C dan ≤90% RH. Gunakan dalam tempoh satu tahun selepas membuka beg penghalang kelembapan.
• Pakej Terbuka:Simpan pada ≤30°C dan ≤60% RH. Gunakan dalam tempoh satu minggu. Untuk penyimpanan lebih lama, letakkan dalam bekas tertutup dengan bahan pengering atau dalam pengering nitrogen.
• Pemanasan Semula:Komponen yang disimpan di luar pembungkusan asal mereka selama lebih daripada satu minggu harus dipanaskan pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam sebelum pematerian untuk membuang kelembapan yang diserap.

7. Pembungkusan & Maklumat Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung (Tape and Reel)

Peranti dibekalkan dalam format yang dioptimumkan untuk mesin pick-and-place automatik:

• Lebar Pita: 8mm.
• Saiz Gegelung:7 inci diameter.
• Kuantiti per Gegelung:4000 keping.
• Kuantiti Pesanan Minimum:500 keping untuk baki kuantiti.
• Piawaian Pembungkusan:Mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481. Poket kosong dimeterai dengan pita penutup.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

• Penunjuk Status:Keupayaan dwi warna membolehkan pelbagai isyarat status (contohnya, kuasa hidup=hijau, sedia sedia=biru, ralat=berselang-seli).
• Lampu Latar:Untuk paparan LCD kecil, kekunci atau penunjuk panel di mana ruang adalah terhad.
• Pencahayaan Hiasan:Dalam elektronik pengguna, mainan atau perkakas di mana kesan pencahayaan berwarna dikehendaki.
• Pencahayaan Dalaman Automotif:Untuk pencahayaan dalaman bukan kritikal, memandangkan julat suhu operasi.
• Peranti IoT & Boleh Pakai:Profil nipis dan penggunaan kuasa rendah menjadikannya sesuai untuk elektronik padat dan mudah alih.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk Kritikal

• Pembatas Arus:SENTIASA gunakan perintang pembatas arus luaran secara bersiri dengan setiap cip LED. Kira nilai perintang berdasarkan voltan bekalan, arus ke hadapan yang dikehendaki (tidak melebihi penarafan DC), dan V_F tipikal untuk setiap warna. Jangan sambung terus ke sumber voltan.
• Pengurusan Haba:Walaupun pelesapan kuasa adalah rendah, pastikan kawasan kuprum PCB atau pelega haba yang mencukupi, terutamanya jika beroperasi berhampiran arus maksimum atau dalam suhu ambien tinggi, untuk mengelakkan terlalu panas dan degradasi kecerahan pramatang.
• Perlindungan ESD:Laksanakan diod perlindungan ESD pada talian PCB yang disambungkan ke pin LED jika persekitaran pemasangan atau senario penggunaan akhir menimbulkan risiko ESD.
• Reka Bentuk Optik:Ambil kira sudut pandangan lebar dan variasi kecerahan potensi (pengelasan) dalam reka bentuk pandu cahaya, penyebar atau kanta.

9. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED satu warna atau pakej dwi warna lama, peranti ini menawarkan kelebihan yang berbeza:

• vs. Dua LED Diskret:Menjimatkan ruang PCB yang ketara (satu tapak kaki berbanding dua), mengurangkan masa penempatan, dan memudahkan senarai bahan.
• vs. LED Dwi Warna Lebih Tebal:Ketinggian 0.55mm membolehkan penggunaan dalam peranti sangat nipis seperti telefon pintar moden, tablet dan komputer riba nipis di mana ketinggian-z adalah kekangan kritikal.
• vs. LED Tidak Serasi Alir Balik:Keserasian langsung dengan proses alir balik SMT standard menghapuskan keperluan untuk langkah pematerian manual sekunder, meningkatkan hasil pembuatan dan kebolehpercayaan.
• Teknologi Cip:Penggunaan InGaN untuk biru dan AlInGaP untuk hijau mewakili bahan semikonduktor termaju yang terkenal dengan kecekapan dan kecerahan tinggi berbanding teknologi lama.

10. Soalan Lazim (FAQ)

10.1 Bolehkah saya menghidupkan kedua-dua LED biru dan hijau secara serentak pada arus DC maksimum mereka?

Tidak. Penarafan Maksimum Mutlak menentukan had pelesapan kuasa per cip (76mW untuk biru, 75mW untuk hijau). Menghidupkan kedua-duanya secara serentak pada arus DC maksimum mereka (20mA untuk biru, 30mA untuk hijau) dan V_F tipikal akan menghasilkan tahap kuasa kira-kira 54mW dan 52.5mW masing-masing, yang berada dalam had. Walau bagaimanapun, jumlah haba yang dijana dalam pakej kecil mesti dipertimbangkan. Untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai, adalah dinasihatkan untuk menghidupkannya pada arus yang lebih rendah daripada maksimum, terutamanya jika kedua-duanya hidup secara berterusan.

10.2 Mengapakah voltan ke hadapan begitu berbeza?

Voltan ke hadapan adalah sifat asas jurang jalur bahan semikonduktor. Cahaya biru, dengan tenaga foton yang lebih tinggi (panjang gelombang lebih pendek), memerlukan semikonduktor dengan jurang jalur yang lebih luas (InGaN), yang secara semula jadi mempunyai voltan ke hadapan yang lebih tinggi. Cahaya hijau (AlInGaP) mempunyai tenaga foton yang sedikit lebih rendah, sepadan dengan jurang jalur yang lebih rendah dan seterusnya voltan ke hadapan yang lebih rendah. Ini adalah ciri fizikal, bukan kecacatan.

10.3 Bagaimanakah saya mentafsir kod pengelasan (bin code) semasa membuat pesanan?

Kod pengelasan (contohnya, "K", "L", "M", "N") menentukan kecerahan minimum yang dijamin untuk LED. Jika reka bentuk anda memerlukan kecerahan minimum 18 mcd, anda harus menetapkan kod pengelasan "M" atau lebih tinggi ("N"). Jika kecerahan tidak kritikal, kod pengelasan yang lebih rendah ("K" atau "L") mungkin lebih menjimatkan kos. Rujuk dengan pembekal untuk kod pengelasan yang tersedia.

10.4 Adakah LED ini sesuai untuk kegunaan luar?

Julat suhu operasi (-20°C hingga +80°C) meliputi banyak keadaan luar. Walau bagaimanapun, lembaran data tidak menentukan penarafan Perlindungan Kemasukan (IP) terhadap habuk dan air. Untuk kegunaan luar, LED perlu dimeterai atau diletakkan dalam pemasangan tertutup dengan betul untuk melindunginya daripada pendedahan persekitaran langsung, kelembapan dan sinaran UV, yang boleh merosakkan kanta plastik dari masa ke masa.

11. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk nod sensor IoT padat dengan LED status dwi warna. Peranti ini dikuasakan oleh pengatur 3.3V dan menggunakan mikropengawal dengan pin GPIO yang mampu membekalkan 20mA.

Pelaksanaan:

1. Reka Bentuk Litar:Dua pin GPIO digunakan. Setiap pin disambungkan ke perintang pembatas arus, kemudian ke satu warna LED (Pin1-3 untuk biru, Pin2-4 untuk hijau). Sambungan biasa (contohnya, katod) disambungkan ke bumi.
2. Pengiraan Perintang (Contoh untuk pemacu 10mA):
   • Biru: R_Biru= (3.3V - 2.7V) / 0.01A = 60Ω. Gunakan perintang standard 62Ω atau 68Ω.
   • Hijau: R_Hijau= (3.3V - 1.75V) / 0.01A = 155Ω. Gunakan perintang standard 150Ω.
   Ini memastikan kedua-dua warna mempunyai kecerahan yang dirasakan serupa pada arus yang sama, walaupun nilai akhir mungkin memerlukan pelarasan berdasarkan V_F sebenar dan keamatan yang dikehendaki.
3. Tapak kaki mengikuti reka bentuk pad pateri yang disyorkan. Sambungan pelega haba kecil digunakan pada pad untuk memudahkan pematerian sambil menyediakan beberapa konduksi haba ke satah bumi PCB untuk penyebaran haba.Perisian:
4. Firmware mikropengawal boleh mengawal LED untuk pelbagai keadaan: Hijau Pepejal (operasi), Biru Berkelip (penghantaran data), Berselang-seli (ralat), dsb.Kes ini menonjolkan kepentingan pengiraan pembatas arus berasingan dan utiliti satu komponen untuk pelbagai keadaan maklum balas visual.

12. Prinsip Operasi

Pancaran cahaya dalam LED adalah berdasarkan elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan ke hadapan melebihi jurang jalur bahan digunakan, elektron dan lubang disuntik merentasi simpang. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, mereka membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Warna (panjang gelombang) cahaya yang dipancarkan ditentukan secara langsung oleh jurang jalur tenaga bahan semikonduktor. Cip InGaN mempunyai jurang jalur yang lebih luas, memancarkan foton biru tenaga lebih tinggi, manakala cip AlInGaP mempunyai jurang jalur yang lebih sempit, memancarkan foton hijau tenaga lebih rendah. Kedua-dua cip ini ditempatkan dalam satu pakej dengan kanta jernih air yang mengubah cahaya yang dipancarkan secara minimum, menyediakan penyelesaian sumber cahaya dwi padat.

13. Trend Teknologi

Pembangunan LED seperti ini adalah sebahagian daripada trend yang lebih luas dalam optoelektronik:

Pengecilan:

• Pengurangan berterusan dalam saiz pakej (tapak kaki dan ketinggian) untuk membolehkan produk akhir yang lebih kecil dan nipis.Integrasi Meningkat:
• Melangkaui dwi warna kepada pakej RGB (Merah, Hijau, Biru) dan juga pakej dengan pemacu bersepadu atau IC kawalan ("LED pintar").Kecekapan Lebih Tinggi:
• Penambahbaikan berterusan dalam kecekapan kuantum dalaman (IQE) dan teknik pengekstrakan cahaya menghasilkan LED yang lebih terang pada arus pemacu yang lebih rendah, mengurangkan penggunaan kuasa sistem keseluruhan.Kebolehpercayaan yang Lebih Baik:
• Kemajuan dalam bahan pembungkusan (epoksi, silikon) dan reka bentuk cip meningkatkan jangka hayat dan rintangan kepada tekanan haba dan faktor persekitaran.Gamut Warna yang Diperluas:
• Pembangunan bahan semikonduktor dan fosfor baru untuk menghasilkan warna yang lebih tulen dan lebih tepu, serta suhu warna putih yang tepat, untuk aplikasi paparan dan pencahayaan termaju.Peranti seperti yang diterangkan di sini mewakili penyelesaian matang dan menjimatkan kos untuk keperluan pencahayaan penunjuk dan fungsi standard, mendapat manfaat daripada kemajuan industri yang berterusan ini.

Devices such as the one described here represent a mature, cost-effective solution for standard indicator and functional lighting needs, benefiting from these ongoing industry advancements.