Spesifikasi Teknikal LTST-C28NBEGK-2A SMD LED - 2.8x3.5x0.25mm - Merah/Biru/Hijau - 10-20mA - Dokumen Teknikal MS

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTST-C28NBEGK-2A ialah peranti pemasangan permukaan (SMD) LED warna penuh yang sangat nipis, direka untuk aplikasi elektronik moden yang mempunyai kekangan ruang. Komponen ini menggabungkan tiga cip LED berbeza dalam satu pakej padat, membolehkan penjanaan cahaya merah, biru, dan hijau daripada tapak kaki yang sama. Matlamat reka bentuk utamanya adalah untuk memudahkan proses pemasangan automatik sambil menyediakan output kecerahan tinggi yang sesuai untuk pelbagai fungsi penunjuk dan lampu latar.

1.1 Kelebihan Teras

Peranti ini menawarkan beberapa kelebihan utama untuk pereka dan pengilang. Profil ultra nipis 0.25mm menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana ruang menegak adalah terhad, seperti dalam peranti mudah alih atau paparan ultra nipis. Pakej ini mematuhi piawaian EIA, memastikan keserasian dengan pelbagai peralatan pematerian semula aliran inframerah dan pemungut dan letak automatik, yang memudahkan pengeluaran volum tinggi. Tambahan pula, penggunaan bahan semikonduktor InGaN (untuk biru/hijau) dan AlInGaP (untuk merah) yang maju memberikan kecekapan bercahaya tinggi dan ketulenan warna yang sangat baik.

1.2 Pasaran Sasaran dan Aplikasi

LED ini disasarkan untuk pasaran elektronik pengguna, telekomunikasi, dan peralatan industri. Aplikasi tipikalnya termasuk, tetapi tidak terhad kepada: penunjuk status dan lampu latar untuk kekunci dan papan kekunci dalam telefon pintar, tablet, dan komputer riba; pencahayaan isyarat dan simbol dalam peralatan rangkaian dan perkakas rumah; serta paparan mikro atau pencahayaan hiasan di mana pelbagai warna daripada satu sumber titik diperlukan. Kebolehpercayaan dan keserasiannya menjadikannya pilihan serba boleh untuk produk elektronik mudah alih dan pegun.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Pemahaman menyeluruh tentang parameter elektrik dan optik adalah penting untuk reka bentuk litar yang berjaya dan ramalan prestasi.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Mengendalikan peranti melebihi had ini boleh menyebabkan kerosakan kekal. Arus terus hadapan maksimum (I_F) ditetapkan sebagai 10 mA untuk cip biru dan hijau, dan 20 mA untuk cip merah, semua pada suhu ambien (T_a) 25°C. Penyerakan kuasa maksimum ialah 38 mW untuk biru/hijau dan 50 mW untuk merah. Peranti boleh menahan arus hadapan puncak 40 mA di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms). Julat suhu operasi adalah dari -20°C hingga +80°C, dan keadaan penyimpanan adalah dari -30°C hingga +85°C. Komponen ini dinilai untuk pematerian semula aliran inframerah pada suhu puncak 260°C untuk maksimum 10 saat.

2.2 Ciri-ciri Elektrik dan Optik

Parameter ini diukur di bawah keadaan ujian piawai (T_a=25°C, I_F=2mA). Keamatan bercahaya (I_V) berbeza mengikut warna: Biru mempunyai julat 18.0-45.0 mcd, Merah dari 28.0-71.0 mcd, dan Hijau dari 112.0-280.0 mcd. Sudut pandangan tipikal (2θ_1/2) ialah 120 darjah, menyediakan corak cahaya yang luas dan meresap. Voltan hadapan (V_F) ialah satu lagi parameter kritikal untuk reka bentuk bekalan kuasa: LED Biru dan Hijau mempunyai julat V_F2.2V hingga 3.0V, manakala LED Merah beroperasi antara 1.2V dan 2.2V pada 2mA. Arus bocor songsang (I_R) dijamin kurang daripada 10 μA pada voltan songsang (V_R) 5V untuk semua warna.

2.3 Ciri-ciri Spektrum

Warna cahaya yang dipancarkan ditakrifkan oleh panjang gelombangnya. Panjang gelombang pancaran puncak tipikal (λ_P) ialah 465 nm untuk biru, 632 nm untuk merah, dan 518 nm untuk hijau. Panjang gelombang dominan (λ_d), yang lebih berkait rapat dengan warna yang dilihat, mempunyai bin yang ditetapkan: Biru berjulat dari 465-475 nm, dan Hijau dari 525-535 nm. Separuh lebar garis spektrum (Δλ), penunjuk ketulenan warna, biasanya 25 nm untuk biru, 20 nm untuk merah, dan 35 nm untuk hijau. Nilai-nilai ini diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE 1931.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan metrik prestasi utama.

3.1 Binning Keamatan Bercahaya

LED dikelaskan berdasarkan output cahaya mereka pada arus ujian piawai 2mA. Setiap warna mempunyai kod bin tertentu dengan nilai keamatan bercahaya minimum dan maksimum. Sebagai contoh, LED Biru disusun ke dalam Bin M (18.0-28.0 mcd) dan Bin N (28.0-45.0 mcd). LED Merah menggunakan Bin N (28.0-45.0 mcd) dan Bin P (45.0-71.0 mcd). LED Hijau, yang biasanya lebih terang, disusun ke dalam Bin R (112.0-180.0 mcd) dan Bin S (180.0-280.0 mcd). Toleransi ±15% digunakan dalam setiap bin keamatan.

3.2 Binning Hue (Panjang Gelombang Dominan)

Untuk aplikasi yang memerlukan padanan warna yang tepat, seperti paparan warna penuh, LED juga dibin mengikut panjang gelombang dominan mereka. LED Biru tersedia dalam Bin B (465.0-470.0 nm) dan Bin C (470.0-475.0 nm). LED Hijau tersedia dalam Bin C (525.0-530.0 nm) dan Bin D (530.0-535.0 nm). Toleransi untuk setiap bin panjang gelombang dominan adalah ketat ±1 nm. Kod bin khusus untuk kedua-dua keamatan dan panjang gelombang ditanda pada pembungkusan produk, membolehkan pereka memilih komponen yang memenuhi keperluan warna dan kecerahan tepat mereka.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Data grafik memberikan pandangan yang lebih mendalam tentang tingkah laku peranti di bawah keadaan yang berbeza, yang penting untuk reka bentuk yang kukuh.

4.1 Arus vs. Voltan (I-V) dan Keamatan Bercahaya

Voltan hadapan (V_F) LED bukan malar; ia meningkat dengan arus hadapan (I_F). Lengkung tipikal menunjukkan hubungan untuk setiap cip warna. LED Merah biasanya mempunyai voltan hadapan yang lebih rendah untuk arus tertentu berbanding LED Biru dan Hijau, yang konsisten dengan bahan semikonduktor berbeza (AlInGaP vs. InGaN). Begitu juga, keamatan bercahaya meningkat secara super-linear dengan arus sebelum berpotensi tepu pada arus yang lebih tinggi. Pereka mesti menggunakan lengkung ini untuk memilih perintang pembatas arus atau pemacu arus malar yang sesuai untuk mencapai kecerahan yang diingini sambil kekal dalam had terma dan elektrik peranti.

4.2 Kebergantungan Suhu

Prestasi LED sangat dipengaruhi oleh suhu simpang. Apabila suhu meningkat, voltan hadapan biasanya berkurangan sedikit untuk arus tertentu, manakala output bercahaya berkurangan. Spesifikasi menyediakan lengkung penurunan nilai tipikal yang menunjukkan keamatan bercahaya relatif sebagai fungsi suhu ambien. Memahami hubungan ini adalah kritikal untuk aplikasi yang beroperasi dalam julat suhu yang luas atau dalam persekitaran dengan pengurusan haba yang lemah, kerana ia menjejaskan kestabilan kecerahan jangka panjang dan titik warna.

4.3 Taburan Spektrum

Lengkung taburan kuasa spektrum menggambarkan keamatan relatif cahaya yang dipancarkan merentasi panjang gelombang yang berbeza untuk setiap warna. Cip InGaN biru dan hijau biasanya menunjukkan taburan yang lebih sempit, lebih seperti Gaussian berpusat di sekitar panjang gelombang puncak mereka. Cip AlInGaP merah mungkin mempunyai bentuk spektrum yang sedikit berbeza. Lengkung ini penting untuk aplikasi yang melibatkan sensor warna, penapis, atau di mana kandungan spektrum tertentu diperlukan, kerana ia menunjukkan bukan sahaja warna dominan tetapi juga jumlah cahaya yang dipancarkan pada panjang gelombang jiran.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej dan Penetapan Pin

LTST-C28NBEGK-2A mematuhi tapak kaki SMD piawai. Dimensi pakej disediakan dalam lukisan terperinci dengan semua ukuran kritikal dalam milimeter. Toleransi untuk kebanyakan dimensi ialah ±0.1 mm. Peranti mempunyai empat pin. Pin 1 ialah anod sepunya untuk ketiga-tiga cip LED. Pin 2 ialah katod untuk cip Merah, Pin 3 ialah katod untuk cip Biru, dan Pin 4 ialah katod untuk cip Hijau. Kanta adalah jernih air, membolehkan warna cip asli kelihatan.

5.2 Reka Bentuk Pad PCB yang Disyorkan

Untuk pematerian yang boleh dipercayai dan prestasi terma optimum, corak tanah tertentu disyorkan untuk PCB. Corak ini termasuk dimensi dan jarak pad pateri, yang direka untuk memudahkan pembentukan fillet pateri yang baik semasa aliran semula tanpa menyebabkan jambatan atau tombstoning. Mematuhi susun atur yang disyorkan ini membantu memastikan lampiran mekanikal yang kuat dan penyingkiran haba yang cekap dari simpang LED.

6. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Semula Aliran Inframerah

Peranti ini serasi dengan proses pematerian semula aliran inframerah bebas plumbum (Pb-free). Profil suhu yang dicadangkan disediakan, yang biasanya termasuk peringkat pemanasan awal (contohnya, 150-200°C), kenaikan terkawal, masa di atas likuidus (TAL), suhu puncak tidak melebihi 260°C, dan fasa penyejukan terkawal. Parameter kritikal ialah badan komponen tidak boleh terdedah kepada suhu melebihi 260°C selama lebih daripada 10 saat. Ditekankan bahawa profil optimum mungkin berbeza bergantung pada pemasangan PCB khusus, pes pateri, dan ketuhar yang digunakan, dan pencirian peringkat papan adalah disyorkan.

6.2 Langkah Berjaga-jaga Penyimpanan dan Pengendalian

Pengendalian yang betul adalah penting untuk mengelakkan kerosakan daripada nyahcas elektrostatik (ESD). Adalah disyorkan untuk menggunakan tali pergelangan tangan atau sarung tangan anti-statik dan memastikan semua peralatan dibumikan. Untuk penyimpanan, peranti sensitif lembapan yang belum dibuka (MSL 3) hendaklah disimpan pada ≤30°C dan ≤90% kelembapan relatif (RH) dan digunakan dalam tempoh satu tahun. Sebaik sahaja pembungkusan tertutup asal dibuka, LED hendaklah disimpan pada ≤30°C dan ≤60% RH. Komponen yang dikeluarkan daripada pek kering mereka selama lebih daripada satu minggu hendaklah dibakar pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam sebelum dipateri untuk mengeluarkan lembapan yang diserap dan mengelakkan "popcorning" semasa aliran semula.

6.3 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 pembersih kimia yang tidak ditentukan atau agresif boleh merosakkan pakej plastik atau kanta, membawa kepada pengurangan output cahaya atau isu kebolehpercayaan.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

LED dibekalkan dibungkus dalam pita pembawa timbul lebar 8mm pada gegelung diameter 7 inci (178mm), mengikut spesifikasi ANSI/EIA-481. Setiap gegelung mengandungi 3000 keping. Pita mempunyai padang dan dimensi poket yang direka untuk keserasian dengan feeder automatik piawai. Pita penutup atas menutup poket komponen. Spesifikasi pembungkusan juga menyatakan bahawa minimum dua komponen hilang berturut-turut (poket kosong) adalah maksimum yang dibenarkan, dan kuantiti pesanan minimum untuk baki lot ialah 500 keping.

8. Nota Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Reka Bentuk Litar

Setiap saluran warna (Merah, Hijau, Biru) mesti didorong secara bebas melalui litar pembatas arus sendiri yang disambungkan ke anod sepunya (Pin 1) dan pin katod masing-masing. Disebabkan oleh ciri voltan hadapan yang berbeza, pengiraan penetapan arus berasingan diperlukan untuk setiap warna untuk mencapai kecerahan yang dilihat seragam atau campuran warna tertentu. Pemacu arus malar sering lebih disukai berbanding perintang siri mudah untuk kestabilan yang lebih baik terhadap variasi suhu dan voltan bekalan, terutamanya dalam peranti berkuasa bateri.

8.2 Pengurusan Terma

Walaupun penyerakan kuasa agak rendah (38-50 mW setiap cip), pengurusan terma yang berkesan masih penting untuk mengekalkan prestasi dan jangka hayat, terutamanya apabila memacu LED pada atau berhampiran arus penarafan maksimum mereka. PCB bertindak sebagai penyerap haba utama. Memastikan sambungan terma yang baik melalui reka bentuk pad yang disyorkan dan, jika perlu, menggunakan via terma atau tuangan kuprum di bawah pakej, membantu mengalirkan haba dari simpang LED.

8.3 Integrasi Optik

Sudut pandangan luas 120 darjah menjadikan LED ini sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan luas dan sekata berbanding pancaran fokus. Untuk panel lampu latar atau pandu cahaya, bahan gandingan optik dan resapan mesti dipilih untuk berfungsi dengan berkesan dengan corak pancaran dan titik warna LED. Pereka juga harus mempertimbangkan potensi untuk pencampuran warna apabila berbilang LED diletakkan rapat antara satu sama lain, yang boleh digunakan untuk mencipta warna sekunder seperti sian, magenta, kuning, atau putih.

9. Perbandingan Teknikal dan Pembezaan

LTST-C28NBEGK-2A membezakan dirinya dalam pasaran melalui gabungan ciri-cirinya. Kelebihan utamanya ialah integrasi tiga cip berwarna berbeza, kecerahan tinggi ke dalam pakej ultra nipis (0.25mm) piawai industri. Ini berbeza dengan alternatif seperti menggunakan tiga LED warna tunggal berasingan (menggunakan lebih banyak ruang papan), atau satu LED putih dengan penapis warna (yang kurang cekap dan menawarkan warna kurang tepu). Penggunaan AlInGaP untuk merah memberikan kecekapan yang lebih tinggi dan kestabilan terma yang lebih baik berbanding teknologi lama seperti GaAsP, menghasilkan output merah yang lebih terang dan konsisten. Pematuhannya dengan piawaian pemasangan dan aliran semula automatik menjadikannya pilihan kos efektif untuk pengeluaran besar-besaran berbanding LED yang memerlukan pematerian manual.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

10.1 Bolehkah saya memacu ketiga-tiga warna serentak pada arus maksimum mereka?

Tidak, tanpa melebihi had penyerakan kuasa jumlah pakej. Jika ketiga-tiga cip didorong pada arus terus maksimum mereka (Merah: 20mA, Biru: 10mA, Hijau: 10mA) dan voltan hadapan tipikal, jumlah kuasa boleh menghampiri atau melebihi kapasiti terma gabungan pakej kecil, membawa kepada pemanasan berlebihan dan jangka hayat berkurangan. Reka bentuk mesti mempertimbangkan kitar tugas dan persekitaran terma. Untuk cahaya putih penuh (ketiga-tiga menyala), adalah biasa untuk memacu setiap saluran pada arus yang lebih rendah untuk menguruskan jumlah haba.

10.2 Mengapakah voltan hadapan berbeza untuk setiap warna?

Voltan hadapan adalah sifat asas tenaga jurang jalur bahan semikonduktor. LED Biru dan Hijau menggunakan Indium Gallium Nitride (InGaN) yang mempunyai jurang jalur lebih besar, memerlukan voltan lebih tinggi (biasanya ~2.8V) untuk "menolak" elektron merentasinya dan menyebabkan pancaran cahaya. LED Merah menggunakan Aluminum Indium Gallium Phosphide (AlInGaP), yang mempunyai jurang jalur lebih kecil, menghasilkan voltan hadapan lebih rendah (biasanya ~1.8V).

10.3 Bagaimanakah saya mentafsir kod bin semasa membuat pesanan?

Apabila membuat pesanan, anda boleh menentukan kod bin yang dikehendaki untuk keamatan bercahaya dan panjang gelombang dominan untuk setiap warna. Sebagai contoh, memesan "Biru: Bin N, Bin B" meminta LED Biru dengan keamatan bercahaya antara 28.0-45.0 mcd dan panjang gelombang dominan antara 465.0-470.0 nm. Menentukan bin membolehkan kawalan lebih ketat ke atas konsistensi warna dan padanan kecerahan merentasi berbilang unit dalam produk anda, yang kritikal untuk aplikasi paparan dan penunjuk.

11. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Pertimbangkan peranti permainan mudah alih yang menggunakan LTST-C28NBEGK-2A untuk penunjuk status pelbagai warna di sekeliling butang kawalannya. Cabaran reka bentuk melibatkan penyediaan warna terang yang boleh dipilih pengguna (Merah, Hijau, Biru, Sian, Magenta, Kuning, Putih) sambil meminimumkan penggunaan kuasa daripada bateri peranti. Jurutera memilih IC pemacu LED arus malar keluaran tiga, arus rehat rendah. Menggunakan lengkung V_Fdan I_Vdaripada spesifikasi, mereka memprogram pemacu untuk membekalkan 5mA ke saluran Merah dan 3mA ke saluran Biru dan Hijau untuk mencipta cahaya putih seimbang pada jumlah arus terendah. Mereka memilih LED dari Bin P untuk merah dan Bin S untuk hijau untuk memastikan kecerahan tinggi, dan menentukan bin panjang gelombang ketat (B untuk biru, C untuk hijau) untuk menjamin warna konsisten merentasi semua unit. Susun atur PCB mengikut reka bentuk pad yang disyorkan dan termasuk sambungan pelepasan haba kecil ke satah bumi untuk penyingkiran haba. Pemasangan akhir menggunakan profil aliran semula IR yang ditetapkan, menghasilkan lampu penunjuk yang boleh dipercayai, terang, dan konsisten yang meningkatkan pengalaman pengguna.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Diod Pemancar Cahaya (LED) ialah peranti semikonduktor yang memancarkan cahaya melalui proses yang dipanggil elektroluminesens. Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang p-n bahan semikonduktor, elektron dari rantau jenis-n mendapat tenaga yang cukup untuk melintasi simpang dan bergabung semula dengan lubang dalam rantau jenis-p. Peristiwa penggabungan semula ini membebaskan tenaga. Dalam LED, bahan semikonduktor dipilih supaya tenaga ini dibebaskan terutamanya dalam bentuk foton (zarah cahaya). Panjang gelombang khusus (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor: jurang jalur lebih besar menghasilkan cahaya panjang gelombang lebih pendek (lebih biru), dan jurang jalur lebih kecil menghasilkan cahaya panjang gelombang lebih panjang (lebih merah). Sistem bahan InGaN digunakan untuk LED biru dan hijau, manakala AlInGaP digunakan untuk LED merah dan ambar kecekapan tinggi. Pakej SMD merangkumi cip semikonduktor kecil, menyediakan sambungan elektrik melalui plumbum logam, dan termasuk kanta plastik acuan yang membentuk output cahaya.

13. Trend dan Perkembangan Teknologi

Bidang SMD LED terus berkembang didorong oleh permintaan untuk kecekapan lebih tinggi, saiz lebih kecil, pemaparan warna lebih baik, dan kos lebih rendah. Trend yang boleh diperhatikan dalam komponen seperti LTST-C28NBEGK-2A termasuk peminaturan berterusan pakej sambil mengekalkan atau meningkatkan output cahaya (keberkesanan lebih tinggi dalam lumen per watt). Terdapat peningkatan berterusan dalam sains bahan di sebalik cip InGaN dan AlInGaP, membawa kepada pengurangan kejatuhan kecekapan pada arus lebih tinggi dan prestasi lebih baik pada suhu tinggi. Satu lagi trend penting ialah integrasi lebih banyak fungsi, seperti menggabungkan LED RGB dengan IC pemacu khusus atau logik kawalan ke dalam satu pakej ("LED pintar"). Tambahan pula, kemajuan dalam teknologi fosfor untuk LED putih dan pengejaran mikro-LED untuk paparan generasi seterusnya mewakili laluan pembangunan selari yang mempengaruhi ekosistem optoelektronik yang lebih luas di mana SMD LED pelbagai warna beroperasi.