Dokumen Teknikal LTW-C235DSKF-5A - LED SMD Dwi Warna (Putih & Jingga) - 20-30mA - 72-75mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk LED Peranti Permukaan Dipasang (SMD) dwi warna berprestasi tinggi. Komponen ini menggabungkan dua cip LED berbeza dalam satu pakej: satu memancarkan cahaya putih dan satu lagi memancarkan cahaya jingga. Reka bentuk ini direka untuk aplikasi yang memerlukan pelbagai keadaan penunjuk atau isyarat berkod warna daripada jejak yang padat.

LED ini dibina menggunakan bahan semikonduktor termaju. Cahaya putih dihasilkan oleh cip berasaskan InGaN (Indium Gallium Nitrida), manakala cahaya jingga berasal daripada cip berasaskan AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida). Gabungan ini memanfaatkan ciri kecekapan dan kecerahan kedua-dua sistem bahan.

Kelebihan utama produk ini termasuk pematuhannya kepada arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), penamaan sebagai Produk Hijau, dan keserasian dengan proses pembuatan pukal standard. Ia dibekalkan dalam pembungkusan pita dan gegelung yang sesuai untuk peralatan pick-and-place automatik dan dinilai untuk proses pateri refluks inframerah (IR), menjadikannya sesuai untuk barisan pemasangan PCB moden.

2. Penerangan Mendalam Spesifikasi Teknikal

2.1 Had Maksimum Mutlak

Mengendalikan peranti melebihi had ini boleh menyebabkan kerosakan kekal. Penarafan dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C.

• Pelesapan Kuasa:Putih: 72 mW, Jingga: 75 mW. Parameter ini mentakrifkan kuasa maksimum yang boleh dilesapkan oleh LED sebagai haba di bawah operasi berterusan.
• Arus Hadapan Puncak:Putih: 100 mA, Jingga: 80 mA. Ini adalah arus denyut maksimum yang dibenarkan (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms) untuk kilasan intensiti tinggi yang singkat.
• Arus Hadapan DC:Putih: 20 mA, Jingga: 30 mA. Ini adalah arus hadapan berterusan maksimum yang disyorkan untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai.
• Voltan Songsang:5 V untuk kedua-dua warna. Menggunakan voltan melebihi nilai ini dalam arah songsang boleh merosakkan simpang LED. Operasi voltan songsang berterusan adalah dilarang.
• Julat Suhu:Operasi: -20°C hingga +80°C; Penyimpanan: -30°C hingga +100°C. Ini mentakrifkan had persekitaran untuk fungsi dan penyimpanan bukan operasi.
• Keadaan Pateri Inframerah:Tahan 260°C selama 10 saat, mentakrifkan keserasiannya dengan profil refluks bebas plumbum standard.

2.2 Ciri Elektrik & Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur pada Ta=25°C dan arus ujian (IF) 5mA, melainkan dinyatakan sebaliknya.

• Keamatan Bercahaya (Iv):Ukuran output cahaya yang dirasakan. Putih: Min. 45.0 mcd, Tip. (tidak dinyatakan), Maks. 180.0 mcd. Jingga: Min. 11.2 mcd, Tip. (tidak dinyatakan), Maks. 71.0 mcd. Keamatan diukur menggunakan sensor yang ditapis untuk sepadan dengan respons fotopik mata manusia (lengkung CIE).
• Sudut Pandangan (2θ1/2):Kira-kira 130 darjah untuk kedua-dua warna. Ini adalah sudut di mana keamatan bercahaya jatuh kepada separuh daripada nilai puncaknya, mentakrifkan penyebaran pancaran.
• Voltan Hadapan (VF):Susutan voltan merentasi LED apabila mengalirkan arus. Putih: Tip. 2.85V, Maks. 3.15V. Jingga: Tip. 2.00V, Maks. 2.40V. Ini adalah penting untuk reka bentuk litar dan pengiraan perintang had arus.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λP):Untuk LED jingga, nilai tip. ialah 611 nm, iaitu panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah tertinggi.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):Untuk LED jingga, nilai tip. ialah 605 nm. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dirasakan oleh mata manusia untuk mewakili warna, diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):Untuk LED jingga, tip. 20 nm. Ini menunjukkan ketulenan spektrum atau lebar jalur cahaya yang dipancarkan.
• Koordinat Kromatisiti (x, y):Untuk LED putih, tip. (0.3, 0.3) pada rajah CIE 1931. Toleransi ±0.01 digunakan. Koordinat ini mentakrifkan titik warna cahaya putih dengan tepat.
• Arus Songsang (IR):Maks. 10 μA pada VR=5V untuk kedua-dua warna, menunjukkan arus bocor yang sangat kecil apabila peranti dipincang songsang dalam hadnya.

Amaran Nyahcas Elektrostatik (ESD):LED adalah sensitif kepada elektrik statik. Langkah berjaga-jaga ESD yang betul, seperti menggunakan tali pergelangan tangan berasaskan bumi, tikar anti-statik, dan peralatan, adalah wajib semasa pengendalian untuk mengelakkan kerosakan laten atau katastrofik.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran pukal, LED disusun ke dalam bin prestasi. Kod bin tertentu untuk lot tertentu ditanda pada pembungkusannya.

3.1 Binning Voltan Hadapan (VF) untuk LED Putih

LED dikategorikan berdasarkan voltan hadapan mereka pada IF=5mA. Setiap bin mempunyai toleransi ±0.1V.

- Bin A: 2.55V - 2.70V

- Bin B: 2.70V - 2.85V

- Bin C: 2.85V - 3.00V

- Bin D: 3.00V - 3.15V

3.2 Binning Keamatan Bercahaya (Iv)

LED Putih (pada IF=5mA, toleransi ±15% setiap bin):

- Bin P: 45.0 mcd - 71.0 mcd

- Bin Q: 71.0 mcd - 112.0 mcd

- Bin R: 112.0 mcd - 180.0 mcd

LED Jingga (pada IF=5mA):

- Bin L: 11.2 mcd - 18.0 mcd

- Bin M: 18.0 mcd - 28.0 mcd

- Bin N: 28.0 mcd - 45.0 mcd

- Bin P: 45.0 mcd - 71.0 mcd

3.3 Binning Hue (Warna) untuk LED Putih

Titik warna cahaya putih dibin mengikut koordinat kromatisitinya (x, y) pada rajah CIE 1931 pada IF=5mA. Enam bin (S1 hingga S6) ditakrifkan oleh kawasan segi empat tepat tertentu pada carta kromatisiti. Toleransi ±0.01 digunakan untuk koordinat (x, y) dalam setiap bin. Ini memastikan konsistensi warna visual antara kumpulan pengeluaran yang berbeza.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Datasheet merujuk kepada lengkung ciri tipikal yang mewakili tingkah laku peranti secara grafik. Walaupun graf khusus tidak diterbitkan semula dalam teks, ia biasanya termasuk:

• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan:Menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus, biasanya dalam hubungan sub-linear, menyerlahkan perubahan kecekapan.
• Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan:Mendemonstrasikan ciri I-V diod, penting untuk pengurusan haba dan reka bentuk pemacu.
• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Ambien:Menggambarkan penurunan output cahaya apabila suhu simpang meningkat, faktor utama untuk reka bentuk haba.
• Taburan Kuasa Spektrum:Untuk LED jingga, lengkung ini akan menunjukkan keamatan cahaya yang dipancarkan pada setiap panjang gelombang, berpusat sekitar 611 nm dengan separuh lebar 20 nm.

Lengkung ini adalah penting untuk pereka meramal prestasi di bawah keadaan bukan standard (arus, suhu berbeza) dan untuk mengoptimumkan litar aplikasi.

5. Maklumat Mekanikal & Pakej

5.1 Nombor Bahagian dan Penetapan Pin

Nombor Bahagian:LTW-C235DSKF-5A

Warna Kanta:Kuning (mempengaruhi penyebaran cahaya dan penampilan apabila dimatikan).

Warna Dipancarkan & Penetapan Pin:

- Cip Putih InGaN: Disambungkan kepada pin 1 dan 2.

- Cip Jingga AlInGaP: Disambungkan kepada pin 3 dan 4.

Konfigurasi 4-pin ini membolehkan kawalan bebas bagi kedua-dua warna.

5.2 Dimensi Pakej

LED ini mematuhi garis besar pakej SMD standard EIA (Electronic Industries Alliance). Semua dimensi adalah dalam milimeter dengan toleransi standard ±0.10 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Datasheet termasuk lukisan dimensi terperinci yang menunjukkan panjang, lebar, tinggi, jarak pin, dan ciri mekanikal kritikal lain yang diperlukan untuk reka bentuk corak tanah PCB.

5.3 Dimensi Pad Pateri yang Dicadangkan

Corak tanah PCB yang disyorkan (susun atur pad) disediakan untuk memastikan pembentukan sendi pateri yang boleh dipercayai semasa pateri refluks. Mematuhi dimensi ini menggalakkan pembentukan fillet pateri yang betul, kestabilan mekanikal, dan pelepasan haba.

6. Panduan Pateri, Pemasangan & Pengendalian

6.1 Proses Pateri

Peranti ini serasi sepenuhnya dengan proses pateri refluks inframerah (IR). Profil refluks yang dicadangkan disediakan, dengan keadaan suhu puncak 260°C selama 10 saat, selaras dengan keperluan pateri bebas plumbum biasa. Mengikuti profil yang disyorkan adalah kritikal untuk mengelakkan kerosakan haba kepada pakej LED atau die.

6.2 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pateri diperlukan, hanya bahan kimia yang ditetapkan harus digunakan. Pelarut yang tidak ditentukan boleh merosakkan kanta epoksi atau pakej. Kaedah yang disyorkan ialah rendaman dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu bilik normal untuk tempoh kurang daripada satu minit.

6.3 Keadaan Penyimpanan

Pakej Tertutup (dengan desiccant):Simpan pada ≤30°C dan ≤90% Kelembapan Relatif (RH). Jangka hayat di bawah keadaan ini adalah satu tahun.

Pakej Dibuka:Komponen mesti disimpan pada ≤30°C dan ≤60% RH. Adalah sangat disyorkan untuk menyelesaikan proses refluks IR dalam tempoh satu minggu selepas membuka beg kalis lembapan.

Penyimpanan Lanjutan (Dibuka):Untuk penyimpanan melebihi satu minggu, letakkan komponen dalam bekas tertutup dengan desiccant atau dalam desikator nitrogen.

Pembakaran Semula:LED yang disimpan di luar pembungkusan asalnya selama lebih daripada satu minggu memerlukan pembakaran pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam sebelum pateri untuk membuang kelembapan yang diserap dan mengelakkan "popcorning" (retak pakej) semasa refluks.

7. Maklumat Pembungkusan & Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

LED dibekalkan dalam pita pembawa timbul dengan pita penutup pelindung, dililit pada gegelung diameter 7-inci (kira-kira 178 mm). Pembungkusan ini mematuhi piawaian ANSI/EIA 481-1-A-1994.

• Kepingan per Gegelung:3000 unit.
• Kuantiti Pesanan Minimum (MOQ) untuk Baki:500 keping.
• Pita Penutup:Poket kosong dalam pita pembawa dimeterai dengan pita penutup.
• Lampu Hilang:Bilangan maksimum komponen hilang berturut-turut yang dibenarkan pada gegelung adalah dua.

Lukisan dimensi terperinci untuk pita pembawa (saiz poket, pic, dll.) dan gegelung (diameter hab, diameter flange, dll.) disediakan dalam datasheet untuk keserasian dengan peralatan pemasangan automatik.

8. Nota Aplikasi & Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Penggunaan yang Diniatkan

LED ini direka untuk digunakan dalam peralatan elektronik standard, termasuk peranti automasi pejabat, peralatan komunikasi, dan perkakas rumah. Untuk aplikasi yang memerlukan kebolehpercayaan luar biasa di mana kegagalan boleh membahayakan nyawa atau kesihatan (cth., penerbangan, sistem perubatan, peranti keselamatan), perundingan dan kelayakan khusus diperlukan sebelum direka masuk.

8.2 Reka Bentuk Litar

• Had Arus:Perintang had arus luaran adalah wajib untuk setiap warna LED. Nilai perintang (R) boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (Vsupply - VF) / IF, di mana VF ialah voltan hadapan warna/kumpulan tertentu dan IF ialah arus operasi yang dikehendaki (tidak melebihi penarafan Arus Hadapan DC).
• Pengurusan Haba:Walaupun pelesapan kuasa adalah rendah, memastikan kawasan kuprum PCB atau via haba yang mencukupi boleh membantu mengekalkan suhu simpang yang lebih rendah, mengekalkan output bercahaya dan jangka hayat.
• Sambungan Selari/Siri:Menyambungkan LED secara langsung secara selari secara amnya tidak disyorkan kerana variasi VF, yang boleh menyebabkan ketidakseimbangan arus. Sambungan siri dengan perintang had arus biasa adalah lebih disukai untuk kecerahan seragam.

8.3 Senario Aplikasi Tipikal

• Penunjuk Status:Keupayaan dwi warna membolehkan pelbagai keadaan (cth., Putih=Hidup, Jingga=Siap sedia, Kedua-dua=Amaran).
• Pencahayaan Belakang untuk Papan Kekunci atau Ikon:Pencahayaan belakang terpilih dalam warna yang berbeza.
• Elektronik Pengguna:Penunjuk kuasa, sambungan, atau mod dalam peranti seperti penghala, pengecas, atau peralatan audio.
• Penunjuk Dalaman Automotif:(Jika layak untuk persekitaran aplikasi khusus).

9. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

LED dwi warna ini menawarkan kelebihan berbeza dalam aplikasi khusus:

• vs. Dua LED Satu Warna:Menjimatkan ruang PCB, mengurangkan masa/kos penempatan (satu komponen vs. dua), dan memastikan penjajaran mekanikal tepat bagi kedua-dua sumber cahaya.
• Teknologi Bahan:Menggunakan bahan cip yang dioptimumkan (InGaN untuk putih, AlInGaP untuk jingga) untuk kecekapan dan kecerahan tinggi dalam spektrum masing-masing, berbanding menggunakan jingga yang ditukar fosfor yang mungkin kurang cekap.
• Reka Bentuk Pemasangan Songsang:Sebutan "pemasangan songsang" mencadangkan reka bentuk pakej di mana pancaran cahaya utama adalah melalui substrat atau dalam arah tertentu, yang mungkin menguntungkan untuk reka bentuk optik tertentu berbanding pakej pancaran atas standard.

10. Soalan Lazim (FAQ)

S1: Bolehkah saya mengendalikan LED putih dan jingga serentak pada arus DC maksimum mereka?

J1: Ya, tetapi anda mesti mempertimbangkan jumlah pelesapan kuasa pada pakej. Mengendalikan Putih pada 20mA (~2.85V=57mW) dan Jingga pada 30mA (~2.00V=60mW) memberikan jumlah ~117mW, yang melebihi penarafan kuasa individu (72mW, 75mW). Operasi serentak pada arus penuh mungkin memerlukan penyahpenarafan atau pengurusan haba yang dipertingkatkan untuk mengekalkan suhu simpang dalam had selamat.

S2: Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Puncak dan Panjang Gelombang Dominan?

J2: Panjang Gelombang Puncak (λP=611 nm) ialah panjang gelombang fizikal di mana LED memancarkan kuasa optik paling banyak. Panjang Gelombang Dominan (λd=605 nm) ialah metrik persepsi; ia adalah panjang gelombang cahaya monokromatik yang kelihatan mempunyai warna yang sama seperti output LED kepada pemerhati manusia standard. Mereka selalunya berbeza, terutamanya untuk warna tepu.

S3: Mengapakah keperluan kelembapan penyimpanan lebih ketat selepas beg dibuka?

J3: Beg tertutup mengandungi desiccant untuk mengekalkan tahap kelembapan yang sangat rendah, melindungi LED daripada penyerapan lembapan. Setelah dibuka, komponen terdedah kepada kelembapan ambien. Lembapan yang diserap ke dalam pakej plastik boleh mengembang dengan cepat menjadi wap semasa proses pateri refluks suhu tinggi, berpotensi menyebabkan delaminasi dalaman atau retak ("popcorning").

S4: Bagaimanakah saya mentafsir kod bin untuk pesanan?

J4: Untuk prestasi konsisten dalam produk anda, anda harus menentukan bin yang diperlukan untuk VF, Iv, dan Hue semasa membuat pesanan. Sebagai contoh, anda mungkin meminta "LTW-C235DSKF-5A, VF Bin B, Iv Bin Q untuk Putih, Iv Bin M untuk Jingga, Hue Bin S3". Ini memastikan semua LED dalam kumpulan pengeluaran anda mempunyai sifat elektrik dan optik yang sepadan rapat.

11. Contoh Kajian Kes Reka Bentuk Masuk

Senario:Mereka bentuk penunjuk status untuk suis rangkaian dengan tiga keadaan: Mati, Pautan Aktif (Putih), dan Penghantaran Data (Jingga Berkelip).

Pelaksanaan:Satu LTW-C235DSKF-5A digunakan. Mikropengawal (MCU) mempunyai dua pin GPIO, setiap satu disambungkan kepada satu warna LED melalui perintang had arus.

Pengiraan:Menggunakan bekalan 3.3V dan mensasarkan 10mA untuk keterlihatan baik sambil menjimatkan kuasa.

- Untuk Putih (VF~2.85V): R = (3.3V - 2.85V) / 0.01A = 45 Ω. Gunakan perintang standard 47 Ω.

- Untuk Jingga (VF~2.00V): R = (3.3V - 2.00V) / 0.01A = 130 Ω. Gunakan perintang standard 130 Ω atau 120 Ω.

Susun Atur PCB:Corak tanah yang disyorkan digunakan. Kawasan larangan kecil di bawah LED dikekalkan untuk mengelakkan wicking pateri. Firmware MCU mengawal pin untuk mencapai keadaan mantap dan berkelip yang dikehendaki.

Keputusan:Penunjuk pelbagai keadaan yang padat, boleh dipercayai, dan jelas menggunakan hanya satu jejak komponen.

12. Prinsip Operasi

LED adalah diod semikonduktor. Apabila voltan hadapan melebihi tenaga jurang jalur cip dikenakan, elektron dan lubang bergabung semula di kawasan aktif, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Warna cahaya ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor. Bahan InGaN mempunyai jurang jalur yang lebih luas, membolehkan pancaran dalam julat biru/ungu/ultraungu; cahaya putih biasanya dicipta dengan menyalut cip InGaN biru dengan fosfor kuning, mencampurkan cahaya untuk kelihatan putih. Bahan AlInGaP mempunyai jurang jalur yang sesuai untuk pancaran langsung dalam bahagian merah, jingga, ambar, dan kuning spektrum, seperti yang digunakan untuk cip jingga dalam peranti ini. Pakej dwi cip mengasingkan kedua-dua simpang semikonduktor secara elektrik, membolehkan mereka dikawal secara bebas.

13. Trend Teknologi

Industri optoelektronik terus berkembang. Trend yang berkaitan dengan komponen seperti LED dwi warna ini termasuk:

Peningkatan Kecekapan:Penambahbaikan berterusan dalam kecekapan kuantum dalaman dan teknik pengekstrakan cahaya membawa kepada keamatan bercahaya (mcd) yang lebih tinggi pada arus pemacu yang sama atau lebih rendah, meningkatkan kecekapan kuasa sistem.

Pengecilan:Walaupun ini menggunakan pakej standard, terdapat dorongan berterusan ke arah saiz pakej yang lebih kecil (cth., 0402, 0201 metrik) untuk elektronik berketumpatan tinggi, walaupun sering mengorbankan jumlah output cahaya atau pelesapan haba.

Konsistensi Warna & Binning:Kemajuan dalam pertumbuhan epitaksial dan kawalan pembuatan mengurangkan variasi semula jadi dalam VF dan kromatisiti, membawa kepada taburan bin yang lebih ketat dan mengurangkan keperluan untuk binning yang luas atau memudahkan pengurusan inventori.

Penyelesaian Bersepadu:Trend ke arah menyepadukan pemacu LED IC (sumber arus malar, pengawal PWM) terus dengan pakej atau modul LED, memudahkan reka bentuk litar akhir. Komponen khusus ini kekal sebagai LED diskret tanpa pemacu.

Kebolehpercayaan & Jangka Hayat:Penambahbaikan berterusan dalam bahan pembungkusan (epoksi, silikon) dan teknologi lampiran die meningkatkan kebolehpercayaan jangka panjang, penyelenggaraan lumen, dan rintangan kepada tekanan haba dan persekitaran.