Dokumen Teknikal LED Dwi Warna SMD LTST-C395KGKSKT - Pakej 3.2x2.8x1.9mm - Voltan 1.8-2.4V - Kuasa 75mW - Hijau/Kuning

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk LED peranti permukaan-pasang (SMD) dwi warna. Komponen ini mengintegrasikan dua cip pemancar cahaya bebas dalam satu pakej padat, menawarkan pencahayaan hijau dan kuning daripada satu tapak sahaja. Direka untuk proses pemasangan papan litar bercetak (PCB) automatik, ia sesuai untuk aplikasi yang mempunyai ruang terhad dalam elektronik pengguna, telekomunikasi, dan peralatan industri.

1.1 Ciri Teras dan Sasaran Pasaran

Kelebihan utama LED ini termasuk pematuhannya kepada arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), menjadikannya sesuai untuk pasaran global dengan peraturan alam sekitar yang ketat. Ia menggunakan teknologi semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) Ultra Terang untuk kedua-dua warna, yang biasanya menawarkan kecekapan lebih tinggi dan kestabilan prestasi lebih baik berbanding teknologi lama. Peranti ini dibekalkan dalam pita piawai industri 8mm pada gegelung berdiameter 7 inci, mematuhi piawaian EIA, memudahkan automasi pick-and-place berkelajuan tinggi. Ia serasi sepenuhnya dengan proses pematerian reflow inframerah (IR), yang merupakan piawaian untuk barisan pemasangan teknologi permukaan-pasang (SMT) moden.

Aplikasi sasaran adalah pelbagai, memberi tumpuan kepada bidang yang memerlukan penunjuk dan lampu latar yang padat dan boleh dipercayai. Pasaran utama termasuk peranti telekomunikasi (cth., telefon bimbit, peralatan rangkaian), produk automasi pejabat (cth., komputer riba, peranti persisian), perkakas rumah, dan pelbagai sistem kawalan industri. Kegunaan khusus merangkumi lampu latar papan kekunci/keypad, penunjuk status dan kuasa, paparan mikro, dan pencahayaan simbolik dalam panel kawalan.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

Prestasi LED ditakrifkan oleh satu set penarafan maksimum mutlak dan ciri operasi piawai, semuanya dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C. Melebihi penarafan maksimum mutlak boleh menyebabkan kerosakan kekal.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak dan Ciri Terma

Peranti ini mempunyai penyebaran kuasa maksimum 75 miliwatt (mW) untuk setiap saluran warna. Arus terus hadapan berterusan tidak boleh melebihi 30 mA setiap cip. Untuk operasi berdenyut, arus hadapan puncak 80 mA dibenarkan di bawah keadaan tertentu: kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1 milisaat. Voltan songsang maksimum yang boleh dikenakan ialah 5 Volt. Persekitaran operasi dinyatakan dari -30°C hingga +85°C, manakala julat suhu penyimpanan sedikit lebih luas, dari -40°C hingga +85°C. Parameter kritikal untuk pemasangan ialah keadaan pematerian inframerah, dinilai untuk suhu puncak 260°C selama 10 saat, yang tipikal untuk proses pateri bebas plumbum (Pb-free).

2.2 Ciri Elektrik dan Optik

Di bawah keadaan ujian piawai arus hadapan 20mA (IF=20mA), keamatan bercahaya (Iv) untuk cip hijau adalah dari minimum 28.0 milikandela (mcd) hingga maksimum 112.0 mcd. Cip kuning menunjukkan output lebih tinggi, dari 45.0 mcd hingga 180.0 mcd. Sudut pandangan tipikal, ditakrifkan sebagai 2θ1/2 (sudut penuh di mana keamatan jatuh kepada separuh nilai paksi), ialah 130 darjah, menunjukkan corak pandangan yang luas.

Panjang gelombang pancaran puncak (λP) biasanya 574.0 nm untuk hijau dan 591.0 nm untuk kuning. Panjang gelombang dominan (λd), parameter utama untuk spesifikasi warna, ditakrifkan dalam bin. Untuk hijau, julatnya dari 567.5 nm hingga 576.5 nm, dan untuk kuning, dari 587.0 nm hingga 594.5 nm. Separuh lebar garis spektrum (Δλ) biasanya 15 nm untuk kedua-dua warna, menerangkan ketulenan spektrum.

Voltan hadapan (VF) pada 20mA adalah dari 1.8V (min) hingga 2.4V (maks) untuk kedua-dua cip. Arus songsang (IR) dijamin kurang daripada atau sama dengan 10 mikroampere (μA) apabila bias songsang 5V dikenakan.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan keamatan bercahaya dan panjang gelombang dominan.

3.1 Binning Keamatan Bercahaya (Iv)

Untuk LED hijau, bin keamatan dilabelkan N, P, dan Q, dengan julat masing-masing 28.0-45.0 mcd, 45.0-71.0 mcd, dan 71.0-112.0 mcd. Untuk LED kuning, bin adalah P, Q, dan R, dengan julat masing-masing 45.0-71.0 mcd, 71.0-112.0 mcd, dan 112.0-180.0 mcd. Toleransi +/-15% dikenakan pada setiap bin.

3.2 Binning Hue (Panjang Gelombang Dominan)

LED hijau dibin untuk panjang gelombang dominan kepada kod C (567.5-570.5 nm), D (570.5-573.5 nm), dan E (573.5-576.5 nm). LED kuning dibin kepada kod J (587.0-589.5 nm), K (589.5-592.0 nm), dan L (592.0-594.5 nm). Toleransi untuk setiap bin panjang gelombang ialah +/- 1 nm. Binning tepat ini membolehkan pereka memilih LED yang memenuhi keperluan koordinat warna khusus untuk aplikasi mereka.

4. Maklumat Mekanikal dan Pakej

4.1 Dimensi Pakej dan Penetapan Pin

LED ini mempunyai kanta jernih air. Dimensi pakej disediakan dalam lukisan terperinci. Semua dimensi kritikal dinyatakan dalam milimeter, dengan toleransi piawai ±0.1 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Penetapan pin adalah penting untuk reka bentuk litar yang betul: Pin 1 dan 3 ditetapkan kepada cip AlInGaP hijau, manakala pin 2 dan 4 ditetapkan kepada cip AlInGaP kuning. Konfigurasi ini membolehkan kawalan bebas bagi kedua-dua warna.

4.2 Susun Atur Pad Lekatan PCB yang Disyorkan

Corak landasan (footprint) yang disyorkan untuk papan litar bercetak disediakan untuk memastikan pematerian yang betul, kestabilan mekanikal, dan prestasi terma. Mematuhi reka bentuk ini adalah penting untuk mencapai sambungan pateri yang boleh dipercayai semasa proses reflow dan untuk kebolehpercayaan jangka panjang pemasangan.

5. Panduan Pematerian dan Pemasangan

5.1 Parameter Pematerian Reflow

Komponen ini layak untuk proses pematerian reflow inframerah bebas plumbum (Pb-free). Profil reflow yang dicadangkan disediakan, yang biasanya termasuk peringkat pra-panas, kenaikan suhu, zon suhu puncak, dan fasa penyejukan. Parameter kritikal ialah suhu badan puncak maksimum 260°C, yang tidak boleh dilampaui selama lebih daripada 10 saat. Ditekankan bahawa profil optimum bergantung pada reka bentuk PCB khusus, pes pateri, dan ciri ketuhar, dan pencirian peringkat papan adalah disyorkan.

5.2 Pematerian Manual dan Kerja Semula

Jika pematerian manual dengan besi diperlukan, suhu hujung maksimum yang disyorkan ialah 300°C, dan masa pematerian setiap kaki tidak boleh melebihi 3 saat. Ini harus dilakukan hanya sekali untuk mengelakkan kerosakan terma pada pakej plastik dan die semikonduktor.

5.3 Langkah Berjaga-jaga Penyimpanan dan Pengendalian

LED adalah sensitif kepada nyahcas elektrostatik (ESD). Pengendalian dengan gelang pergelangan tangan dibumikan atau sarung tangan anti-statik adalah disyorkan, dan semua peralatan mesti dibumikan dengan betul. Untuk penyimpanan, beg kalis lembap yang belum dibuka (dengan penyerap lembapan) harus disimpan pada 30°C atau kurang dan kelembapan relatif (RH) 90% atau kurang, dengan jangka hayat satu tahun. Sebaik sahaja pembungkusan asal dibuka, komponen harus disimpan dalam persekitaran tidak melebihi 30°C dan 60% RH. Adalah dinasihatkan untuk melengkapkan proses reflow IR dalam tempoh satu minggu selepas pembukaan (Tahap Kepekaan Lembapan 3, MSL 3). Untuk penyimpanan lebih lama di luar beg asal, pembakaran pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam sebelum pematerian diperlukan untuk membuang lembapan yang diserap dan mencegah "popcorning" semasa reflow.

5.4 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pematerian diperlukan, hanya pelarut yang ditetapkan harus digunakan. Merendam LED dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu bilik selama kurang daripada satu minit boleh diterima. Penggunaan bahan kimia yang tidak ditentukan atau agresif boleh merosakkan kanta epoksi dan pakej.

6. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

6.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

Pembungkusan piawai ialah pita pembawa 8mm yang dililit pada gegelung berdiameter 7 inci (178mm). Setiap gegelung mengandungi 4000 keping. Poket pita dimeterai dengan pita penutup atas. Piawaian industri (ANSI/EIA 481) dipatuhi untuk pembungkusan. Untuk kuantiti kurang daripada satu gegelung penuh, kuantiti pembungkusan minimum 500 keping ditetapkan untuk baki. Spesifikasi pembungkusan juga menyatakan bahawa maksimum dua poket komponen berturut-turut mungkin kosong.

7. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

7.1 Senario Aplikasi Tipikal

LED dwi warna ini digunakan secara optimum dalam peranti yang memerlukan penunjuk pelbagai status daripada satu titik. Contoh termasuk: satu butang yang menyala hijau untuk "hidup/aktif" dan kuning untuk "siaga/pengecasan"; penunjuk panel yang menunjukkan hijau untuk operasi normal dan kuning untuk keadaan amaran; atau lampu latar yang boleh bertukar antara dua warna untuk mod berbeza dalam elektronik pengguna. Saiznya yang kecil menjadikannya sempurna untuk peranti mudah alih termaju moden.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk dan Litar

Pereka mesti memasukkan perintang pembatas arus yang sesuai secara bersiri dengan setiap cip LED (Hijau: Pin 1/3, Kuning: Pin 2/4) untuk memastikan arus hadapan tidak melebihi penarafan DC maksimum 30mA. Nilai perintang dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (Vsupply - Vf_LED) / If, di mana Vf_LED ialah voltan hadapan LED (gunakan nilai maks untuk reka bentuk konservatif). Untuk aplikasi yang melibatkan multipleks atau PWM (Modulasi Lebar Denyut) untuk pendimian, pastikan arus segera semasa denyut "hidup" tidak melebihi penarafan arus hadapan puncak. Sudut pandangan luas (130°) harus dipertimbangkan untuk reka bentuk mekanikal pandu cahaya atau penyebar jika corak pancaran khusus diperlukan.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pembeza utama komponen ini ialah integrasi dua cip AlInGaP berprestasi tinggi dalam satu pakej. Berbanding menggunakan dua LED satu warna berasingan, ini menjimatkan ruang PCB yang ketara, mengurangkan bilangan komponen, dan memudahkan pemasangan. Teknologi AlInGaP itu sendiri secara amnya menawarkan kelebihan dalam kecekapan bercahaya dan kestabilan suhu berbanding teknologi GaP atau GaAsP tradisional, terutamanya dalam spektrum ambar/kuning/hijau. Gabungan kanta jernih dan sudut pandangan luas memberikan keterlihatan luar paksi yang baik, yang bermanfaat untuk penunjuk status.

9. Soalan Lazim Berdasarkan Parameter Teknikal

S: Bolehkah saya menghidupkan kedua-dua cip hijau dan kuning serentak pada 20mA setiap satu?

J: Ya, tetapi anda mesti mempertimbangkan jumlah penyebaran kuasa. Pada 20mA dan Vf tipikal, kuasa setiap cip adalah sekitar 40-48mW. Menjalankan kedua-duanya serentak akan menjadi 80-96mW, yang melebihi penarafan penyebaran kuasa maksimum mutlak 75mW setiap cip. Untuk operasi serentak berterusan, anda mesti menurunkan arus untuk mengekalkan jumlah kuasa peranti dalam had selamat, dengan mempertimbangkan persekitaran terma.

S: Apakah perbezaan antara panjang gelombang puncak dan panjang gelombang dominan?

J: Panjang gelombang puncak (λP) ialah panjang gelombang tunggal di mana spektrum pancaran mempunyai keamatan tertinggi. Panjang gelombang dominan (λd) ialah nilai yang dikira daripada rajah kromatisiti CIE; ia mewakili panjang gelombang tunggal cahaya monokromatik tulen yang kelihatan mempunyai warna yang sama seperti LED kepada mata manusia. λd selalunya lebih relevan untuk spesifikasi warna dalam aplikasi.

S: Datasheet menyebut "Serasi I.C." Apakah maksudnya?

J: Ini menunjukkan bahawa LED boleh didorong secara langsung oleh pin output kebanyakan litar bersepadu (IC) piawai, seperti mikropengawal atau get logik, tanpa memerlukan penimbal tambahan atau transistor pemacu, kerana keperluan voltan hadapan dan arusnya berada dalam keupayaan output tipikal IC tersebut.

10. Kajian Kes Aplikasi Praktikal

Pertimbangkan peranti perubatan mudah alih dengan satu butang pelbagai fungsi. Keperluan reka bentuk adalah untuk memberikan maklum balas status yang jelas dan tidak ambigu: hijau pekat apabila peranti hidup dan berfungsi normal, kuning berkelip apabila bateri rendah, dan mati apabila peranti dimatikan. Menggunakan LTST-C395KGKSKT, pereka boleh meletakkan satu komponen di bawah butang. Mikropengawal boleh mengawal anod hijau dan kuning secara bebas melalui dua pin GPIO, dengan perintang bersiri yang sesuai. Penyelesaian ini menggunakan ruang papan yang minimum, menyediakan dua warna berbeza dari satu lokasi, dan memudahkan reka bentuk optik berbanding cuba menyelaraskan dua LED berasingan di bawah butang kecil.

11. Pengenalan Prinsip Operasi

Diod Pemancar Cahaya (LED) ialah peranti semikonduktor yang memancarkan cahaya apabila arus elektrik melaluinya. Fenomena ini dipanggil elektroluminesens. Dalam LED AlInGaP, bahan semikonduktor terdiri daripada Aluminium, Indium, Gallium, dan Fosforus. Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dari rantau jenis-n bergabung semula dengan lubang dari rantau jenis-p dalam lapisan aktif, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang (warna) khusus cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor, yang dikawal oleh komposisi tepat aloi AlInGaP. Kanta epoksi jernih membungkus cip, memberikan perlindungan alam sekitar, kestabilan mekanikal, dan membantu membentuk output cahaya.

12. Trend dan Perkembangan Industri

Trend dalam teknologi LED SMD terus ke arah kecekapan lebih tinggi (lebih lumen per watt), saiz pakej lebih kecil untuk peningkatan ketumpatan, dan peningkatan konsistensi dan pemaparan warna. Terdapat juga tumpuan yang semakin meningkat terhadap kebolehpercayaan di bawah keadaan suhu lebih tinggi, didorong oleh aplikasi seperti pencahayaan automotif dan elektronik berkuasa tinggi. Integrasi pelbagai cip (pelbagai warna atau RGB) ke dalam satu pakej, seperti yang dilihat dalam komponen ini, adalah strategi biasa untuk menjimatkan ruang dan kos dalam sistem penunjuk dan lampu latar yang kompleks. Tambahan pula, keserasian dengan pemasangan automatik dan profil pematerian yang ketat kekal sebagai keperluan asas untuk pengeluaran besar-besaran merentas semua sektor elektronik.