Dokumen Teknikal LTST-C195TBKFKT-5A - LED SMD Dwi Warna (Biru & Jingga) - Ketinggian 0.55mm - 3.2V/2.3V - 38mW/50mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk LTST-C195TBKFKT-5A, iaitu Diod Pemancar Cahaya (LED) Peranti Permukaan Pasang (SMD) dwi warna. Komponen ini menggabungkan dua cip semikonduktor berbeza dalam satu pakej ultra nipis: satu memancarkan cahaya biru (berasaskan teknologi InGaN) dan satu lagi memancarkan cahaya jingga (berasaskan teknologi AlInGaP). Ia direka untuk proses pemasangan automatik dan aplikasi di mana penjimatan ruang dan prestasi yang boleh dipercayai adalah kritikal.

1.1 Ciri Utama dan Pasaran Sasaran

Kelebihan utama LED ini termasuk pematuhannya kepada arahan RoHS, profil yang sangat rendah iaitu 0.55mm, dan output kecerahan yang tinggi. Ia dibungkus dalam pita 8mm pada gegelung 7 inci, mematuhi piawaian EIA, menjadikannya serasi dengan peralatan pick-and-place automatik dan proses pateri refluks inframerah (IR) standard. Reka bentuknya juga serasi dengan I.C.

Bidang aplikasi biasa merangkumi telekomunikasi, automasi pejabat, perkakas rumah, dan peralatan industri. Penggunaan khusus termasuk lampu latar untuk kekunci dan papan kekunci, penunjuk status, integrasi ke dalam paparan mikro, dan pencahayaan isyarat atau simbol.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

Bahagian ini menyediakan analisis objektif terperinci tentang had operasi dan ciri prestasi LED di bawah keadaan ujian standard.

2.1 Had Maksimum Mutlak

Had ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ia tidak bertujuan untuk operasi biasa.

• Pelesapan Kuasa (P_d):38 mW untuk cip Biru; 50 mW untuk cip Jingga. Parameter ini menunjukkan kuasa maksimum yang boleh dilesapkan oleh LED sebagai haba tanpa degradasi.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):40 mA untuk kedua-dua warna, dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms).
• Arus Hadapan DC (I_F):10 mA untuk Biru; 20 mA untuk Jingga. Ini adalah arus hadapan berterusan maksimum yang disyorkan.
• Suhu Operasi & Penyimpanan:Peranti ini dinilai untuk julat suhu ambien (T_a) -20°C hingga +80°C semasa operasi dan -30°C hingga +100°C semasa penyimpanan.
• Keadaan Pateri Inframerah:Menahan suhu puncak 260°C untuk maksimum 5 saat, yang merupakan standard untuk proses refluks bebas Pb.

2.2 Ciri Elektrik dan Optik pada T_a=25°C

Parameter ini mentakrifkan prestasi tipikal peranti apabila didorong di bawah keadaan yang ditentukan (I_F= 5mA melainkan dinyatakan).

• Keamatan Pencahayaan (I_V):Minimum 11.2 mcd untuk kedua-dua warna. Maksimum tipikal ialah 45 mcd untuk Biru dan 71 mcd untuk Jingga. Ini adalah ukuran kecerahan yang dilihat oleh mata manusia.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):Biasanya 130 darjah. Sudut lebar ini menunjukkan corak pancaran cahaya yang meresap dan tidak berarah, sesuai untuk pencahayaan kawasan.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_P):Biasanya 468 nm (Biru) dan 611 nm (Jingga). Ini adalah panjang gelombang di mana output kuasa spektrum adalah tertinggi.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Julat dari 465-475 nm (Biru) dan 600-610 nm (Jingga) pada 5mA. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia, mentakrifkan warna.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):Biasanya 25 nm (Biru) dan 17 nm (Jingga). Ini menunjukkan ketulenan spektrum; nilai yang lebih kecil bermaksud warna yang lebih monokromatik.
• Voltan Hadapan (V_F):Biasanya 2.80V (Biru, maks 3.20V) dan 2.00V (Jingga, maks 2.30V) pada 5mA. Ini adalah susutan voltan merentasi LED apabila mengalirkan arus.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 100 µA untuk kedua-dua pada V_R= 5V. LED tidak direka untuk operasi bias songsang; parameter ini adalah untuk tujuan ujian sahaja.

3. Penjelasan Sistem Binning

LED disusun (dibin) berdasarkan keamatan pencahayaan yang diukur untuk memastikan konsistensi dalam satu kelompok pengeluaran.

3.1 Binning Keamatan Pencahayaan

Setiap warna mempunyai julat keamatan yang ditakrifkan dan diberikan kod bin. Toleransi dalam setiap bin adalah +/-15%.

Binning LED Biru (@5mA):

• Bin L: 11.2 - 18.0 mcd
• Bin M: 18.0 - 28.0 mcd
• Bin N: 28.0 - 45.0 mcd

Binning LED Jingga (@5mA):

• Bin L: 11.2 - 18.0 mcd
• Bin M: 18.0 - 28.0 mcd
• Bin N: 28.0 - 45.0 mcd
• Bin P: 45.0 - 71.0 mcd

Sistem ini membolehkan pereka memilih LED dengan kecerahan minimum yang dijamin untuk aplikasi mereka, membantu mencapai prestasi visual yang seragam merentasi pelbagai unit.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun keluk grafik khusus dirujuk dalam datasheet (contohnya, Rajah 1 untuk taburan spektrum, Rajah 6 untuk sudut pandangan), implikasinya adalah kritikal untuk reka bentuk.

4.1 Arus Hadapan vs. Keamatan Pencahayaan (Keluk I_F-I_V)

Output cahaya adalah lebih kurang berkadar dengan arus hadapan, tetapi hubungan ini tidak linear sempurna, terutamanya pada arus yang lebih tinggi di mana kecekapan mungkin menurun disebabkan pemanasan. Beroperasi pada atau di bawah arus DC yang disyorkan memastikan output yang stabil dan jangka hayat yang panjang.

4.2 Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan (Keluk I_F-V_F)

LED mempamerkan ciri I-V seperti diod yang eksponen. Perubahan kecil dalam voltan hadapan boleh menyebabkan perubahan besar dalam arus. Oleh itu, amalan standard adalah untuk menghidupkan LED dengan sumber arus malar, bukan sumber voltan malar, untuk memastikan output cahaya yang stabil dan boleh diramal serta mencegah pelarian terma.

4.3 Taburan Spektrum

Keluk spektrum menunjukkan kuasa relatif yang dipancarkan merentasi panjang gelombang. Panjang gelombang puncak (λ_P) dan separuh lebar (Δλ) diekstrak dari keluk ini. Cip Jingga AlInGaP biasanya mempunyai lebar spektrum yang lebih sempit daripada cip Biru InGaN, menghasilkan warna yang lebih tepu.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej dan Penetapan Pin

Peranti ini mematuhi tapak kaki SMD standard. Dimensi kritikal termasuk saiz badan dan jumlah ketinggian 0.55mm. Penetapan pin adalah seperti berikut: Pin 1 dan 3 adalah untuk anod/katod LED Biru, dan Pin 2 dan 4 adalah untuk anod/katod LED Jingga. Kanta adalah jernih air. Semua toleransi dimensi adalah ±0.1 mm melainkan dinyatakan sebaliknya.

5.2 Susun Atur Pad PCB dan Polariti yang Disyorkan

Datasheet menyediakan corak landasan (tapak kaki) yang disyorkan untuk papan litar bercetak (PCB). Mematuhi corak ini adalah penting untuk mencapai sambungan pateri yang boleh dipercayai, penjajaran yang betul, dan pelesapan haba yang berkesan semasa proses refluks. Reka bentuk pad juga membantu mencegah tombstoning (komponen berdiri pada satu hujung). Tanda polariti yang jelas pada skrin sut PCB, yang sepadan dengan penunjuk katod LED, adalah penting untuk mencegah pemasangan yang salah.

6. Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Parameter Pateri Refluks IR

Untuk proses pateri bebas plumbum (Pb-free), profil refluks yang disyorkan disediakan. Parameter utama termasuk:

• Pra-panas: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 dikenakan suhu puncak untuk maksimum 10 saat, dan proses refluks tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali.

Parameter ini berdasarkan piawaian JEDEC untuk memastikan pemasangan yang boleh dipercayai tanpa merosakkan pakej LED atau die semikonduktor di dalamnya.

6.2 Keadaan Penyimpanan dan Pengendalian

Langkah Berjaga-jaga ESD:LED sensitif kepada nyahcas elektrostatik (ESD). Pengendalian harus dilakukan menggunakan gelang pergelangan tangan, tikar anti-statik, dan peralatan dibumikan.

Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL):Peranti ini dinilai MSL 3. Ini bermakna sebaik sahaja beg penghalang kelembapan asal dibuka, komponen mesti dipateri dalam masa satu minggu (168 jam) di bawah keadaan lantai kilang (<30°C/60% RH). Jika masa ini dilampaui, pembakaran pada kira-kira 60°C untuk sekurang-kurangnya 20 jam diperlukan sebelum pateri untuk membuang kelembapan yang diserap dan mencegah "popcorning" semasa refluks.

Penyimpanan Jangka Panjang:Pakej yang belum dibuka harus disimpan pada ≤30°C dan ≤90% RH. Untuk pakej yang telah dibuka atau penyimpanan lanjutan, komponen harus disimpan dalam bekas tertutup dengan bahan pengering atau dalam atmosfera nitrogen.

6.3 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pateri diperlukan, hanya pelarut berasaskan alkohol yang ditentukan seperti isopropil alkohol (IPA) atau etil alkohol harus digunakan. LED harus direndam pada suhu biasa selama kurang daripada satu minit. Pembersih kimia yang tidak ditentukan mungkin merosakkan kanta plastik atau bahan pakej.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

LED dibekalkan dalam pita pembawa timbul dengan pita penutup pelindung, dililit pada gegelung diameter 7 inci (178mm). Kuantiti pembungkusan standard ialah 4000 keping setiap gegelung. Untuk kuantiti kurang daripada satu gegelung penuh, kuantiti pembungkusan minimum 500 keping dikenakan. Pembungkusan mematuhi piawaian ANSI/EIA-481.

8. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Litar Aplikasi Biasa

Setiap saluran warna (Biru dan Jingga) mesti dihidupkan secara bebas. Perintang had arus bersiri adalah kaedah pemacu paling mudah. Nilai perintang (R) dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Untuk prestasi yang lebih stabil, terutamanya apabila V_bekalanberubah atau untuk kawalan kecerahan yang tepat, litar pemacu arus malar (contohnya, menggunakan IC pemacu LED khusus atau sumber arus berasaskan transistor) adalah disyorkan.

8.2 Pengurusan Terma

Walaupun pelesapan kuasa adalah rendah, reka bentuk terma yang betul memanjangkan hayat LED. Pastikan reka bentuk pad PCB menyediakan kawasan kuprum yang mencukupi untuk bertindak sebagai penyerap haba. Elakkan mengoperasikan LED pada arus dan penarafan kuasa maksimum mutlak untuk tempoh yang panjang, kerana ini mempercepatkan penyusutan lumen (penurunan output cahaya dari masa ke masa).

8.3 Reka Bentuk Optik

Sudut pandangan lebar 130 darjah menjadikan LED ini sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan luas dan sekata berbanding pancaran fokus. Untuk cahaya yang lebih berarah, kanta luaran atau pandu cahaya mungkin diperlukan. Kanta jernih air adalah optimum untuk pancaran warna sebenar.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Faktor pembezaan utama komponen ini adalahkeupayaan dwi warnanya dalam pakej ultra nipis 0.55mm. Ini membolehkan dua penunjuk status bebas atau percampuran warna dalam tapak kaki yang biasanya diduduki oleh LED satu warna. Penggunaan InGaN untuk biru dan AlInGaP untuk jingga mewakili teknologi semikonduktor standard dan cekap tinggi untuk warna masing-masing, menawarkan kecerahan dan kebolehpercayaan yang baik. Keserasiannya dengan pemasangan automatik dan profil refluks standard menjadikannya penyelesaian drop-in untuk pembuatan elektronik moden.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

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

Tidak. Had Maksimum Mutlak menentukan had pelesapan kuasa per cip (38mW Biru, 50mW Jingga). Menghidupkan kedua-duanya secara serentak pada I_F=10mA (Biru) dan I_F=20mA (Jingga) akan menghasilkan anggaran penggunaan kuasa 28mW (Biru: 10mA * 2.8V) dan 40mW (Jingga: 20mA * 2.0V), menjumlahkan 68mW. Walaupun ini di bawah jumlah maksimum individu, ia memusatkan haba dalam kawasan yang sangat kecil. Untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai, adalah dinasihatkan untuk menghidupkan di bawah penarafan maksimum dan mempertimbangkan kesan terma pada PCB.

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

Panjang Gelombang Puncak (λ_P)) adalah panjang gelombang fizikal di mana LED memancarkan kuasa optik paling banyak, diukur oleh spektrometer.Panjang Gelombang Dominan (λ_d)) adalah nilai yang dikira daripada rajah kromatisiti CIE yang mewakili panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia sebagai warna. Untuk LED monokromatik, ia selalunya hampir, tetapi untuk LED dengan spektrum yang lebih luas (seperti LED putih), ia boleh sangat berbeza. Dalam datasheet ini, kedua-duanya disediakan untuk spesifikasi warna yang tepat.

10.3 Mengapa terdapat spesifikasi arus songsang (I_R) jika LED tidak direka untuk operasi songsang?

Spesifikasi I_R(maks 100 µA pada 5V) adalahparameter ujian kualiti dan kebocoran. Ia memastikan integriti simpang semikonduktor. Semasa pemasangan atau dalam litar, LED mungkin dikenakan bias songsang kecil secara ringkas. Parameter ini menjamin bahawa di bawah keadaan sedemikian, arus bocor tidak akan melebihi had yang ditakrifkan, menunjukkan peranti yang dikilang dengan betul. Ia tidak boleh ditafsirkan sebagai keadaan operasi yang selamat.

11. Contoh Kes Penggunaan Praktikal

Senario: Penunjuk Status Dwi Keadaan pada Peranti Mudah Alih

Peranti perubatan mudah alih menggunakan satu penunjuk untuk menunjukkan pelbagai keadaan: Mati (tiada cahaya), Siap Sedia (Jingga), dan Aktif (Biru). LTST-C195TBKFKT-5A adalah ideal kerana ia menjimatkan ruang berbanding menggunakan dua LED berasingan. Unit mikropengawal (MCU) mempunyai dua pin GPIO, setiap satu disambungkan ke satu saluran warna LED melalui perintang had arus (contohnya, 150Ω untuk Biru dan 100Ω untuk Jingga, mengandaikan bekalan 5V). Perisian tegar mengawal pin secara bebas. Ketinggian ultra nipis membolehkannya muat di belakang panel hadapan nipis. Sudut pandangan lebar memastikan status kelihatan dari pelbagai sudut. Pereka memilih Bin M atau N untuk kedua-dua warna untuk memastikan kecerahan yang mencukupi di bawah cahaya ambien.

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 dan lubang disuntik ke dalam kawasan simpang. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, mereka membebaskan tenaga. Dalam diod silikon standard, tenaga ini dibebaskan sebagai haba. Dalam LED, bahan semikonduktor (InGaN untuk biru/hijau, AlInGaP untuk merah/jingga/kuning) mempunyai jurang jalur langsung, menyebabkan tenaga ini dibebaskan terutamanya sebagai foton (cahaya). Panjang gelombang khusus (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh jurang jalur tenaga bahan semikonduktor. Kanta epoksi jernih air melindungi cip dan membantu membentuk corak output cahaya.

13. Trend Teknologi

Pembangunan LED SMD seperti ini mengikut beberapa trend industri:Pengecilan(pakej yang lebih nipis dan kecil),Peningkatan Kecekapan(output pencahayaan yang lebih tinggi per unit input elektrik), danPeningkatan Kebolehpercayaan(ketahanan untuk persekitaran keras dan pemasangan automatik). Integrasi pelbagai cip (pelbagai warna atau RGB) ke dalam satu pakej adalah pendekatan biasa untuk menjimatkan ruang papan dan memudahkan pemasangan. Tambahan pula, terdapat dorongan berterusan untuk meningkatkan konsistensi warna (binning yang lebih ketat) dan membangunkan pakej yang boleh mengendalikan ketumpatan kuasa yang lebih tinggi untuk aplikasi pencahayaan umum, walaupun komponen khusus ini dioptimumkan untuk penggunaan penunjuk kuasa rendah.