LTST-C19FD1WT LED SMD Warna Penuh - Dimensi 3.2x1.6x0.55mm - Voltan 2.0-3.8V - Kuasa 0.08W - Dokumen Teknikal MS

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTST-C19FD1WT ialah lampu LED peranti permukaan-pasang (SMD) warna penuh yang direka untuk aplikasi elektronik moden yang terhad ruang. Ia mengintegrasikan tiga cip LED berbeza dalam satu pakej nipis ultra, membolehkan penjanaan pelbagai warna daripada satu jejak komponen. Reka bentuk ini amat berfaedah untuk aplikasi yang memerlukan penunjuk status, lampu latar, atau elemen paparan padat tanpa mengorbankan keupayaan warna.

Saiznya yang kecil dan keserasian dengan proses pemasangan automatik menjadikannya pilihan serba boleh untuk pembuatan volum tinggi. Peranti ini dibina untuk mematuhi pematuhan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), memastikan ia mematuhi piawaian alam sekitar global untuk komponen elektronik.

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

Kelebihan utama LED ini ialah pengintegrasian sumber cahaya Biru (InGaN), Hijau (InGaN), dan Oren (AlInGaP) ke dalam satu pakej piawai EIA yang hanya setinggi 0.55mm. Konfigurasi pelbagai cip ini menghapuskan keperluan untuk beberapa LED diskret untuk mencapai fungsi warna yang serupa, menjimatkan ruang PCB (Papan Litar Bercetak) yang berharga.

Peranti ini disasarkan khusus untuk aplikasi dalam:

• Peralatan Telekomunikasi:Penunjuk status pada penghala, modem, dan telefon bimbit.
• Automasi Pejabat:Lampu latar untuk kekunci dalam komputer riba dan periferal.
• Elektronik Pengguna & Peralatan Rumah:Penunjuk kuasa, mod, atau fungsi.
• Peralatan Perindustrian:Penunjuk panel dan elemen antara muka pengendali.
• Paparan Mikro & Papan Tanda:Pencahayaan maklumat atau simbolik berskala kecil.

Keserasiannya dengan proses pateri reflow inframerah (IR) selari dengan barisan pemasangan teknologi permukaan-pasang (SMT) standard, memudahkan pemasangan papan yang cekap dan boleh dipercayai.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

Bahagian ini memberikan analisis terperinci tentang ciri-ciri elektrik, optik, dan terma yang ditakrifkan dalam datasheet. Memahami parameter ini adalah kritikal untuk reka bentuk litar yang betul dan memastikan kebolehpercayaan jangka panjang.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada had ini tidak dijamin dan harus dielakkan dalam reka bentuk.

• Pelesapan Kuasa (Pd):80 mW untuk Biru/Hijau, 75 mW untuk Oren. Ini ialah kuasa maksimum yang dibenarkan yang boleh dilepaskan oleh LED sebagai haba pada suhu ambien (Ta) 25°C. Melebihi had ini berisiko menyebabkan pelarian haba dan degradasi.
• Arus Hadapan DC (IF):20 mA untuk Biru/Hijau, 30 mA untuk Oren. Ini ialah arus hadapan berterusan maksimum yang disyorkan untuk operasi normal. Penarafan yang lebih tinggi untuk cip Oren adalah tipikal untuk teknologi AlInGaP berbanding InGaN.
• Arus Hadapan Puncak:100 mA untuk Biru/Hijau, 80 mA untuk Oren (pada kitar tugas 1/10, lebar nadi 0.1ms). Penarafan ini adalah untuk operasi berdenyut ringkas sahaja dan tidak boleh digunakan untuk pengiraan reka bentuk DC.
• Julat Suhu:Operasi: -20°C hingga +80°C; Penyimpanan: -30°C hingga +100°C. Fungsi peranti dijamin dalam julat operasi. Penyimpanan berpanjangan di luar julat yang ditetapkan boleh menjejaskan sifat bahan.
• Keadaan Pateri Inframerah:Suhu puncak 260°C untuk maksimum 10 saat. Ini mentakrifkan toleransi profil terma untuk proses reflow pateri bebas plumbum (Pb-free).

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Parameter ini diukur di bawah keadaan ujian standard (Ta=25°C, IF=20mA) dan mentakrifkan prestasi peranti.

• Keamatan Pencahayaan (Iv):Diukur dalam millicandelas (mcd). Datasheet memberikan nilai minimum dan maksimum untuk setiap warna, yang selanjutnya dibahagikan kepada bin (lihat Seksyen 3). Nilai tipikal ialah: Biru: 28-180 mcd, Hijau: 71-450 mcd, Oren: 45-180 mcd. Cip Hijau secara amnya menunjukkan kecekapan yang lebih tinggi.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):Biasanya 130 darjah. Sudut pandangan lebar ini menunjukkan lensa meresap, mengagihkan cahaya ke kawasan yang luas berbanding pancaran fokus, yang sesuai untuk penunjuk status yang bertujuan untuk dilihat dari pelbagai sudut.
• Voltan Hadapan (VF):Susutan voltan merentasi LED apabila mengalirkan 20mA. Tipikal/Maks: Biru/Hijau: 3.5V/3.8V; Oren: 2.0V/2.4V. Ini adalah parameter penting untuk reka bentuk pemacu. VF yang lebih rendah bagi cip Oren memerlukan pertimbangan pembatasan arus yang berbeza jika warna didorong secara bebas.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λp) & Panjang Gelombang Dominan (λd):λp ialah panjang gelombang pada titik tertinggi spektrum pancaran. λd ialah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia. Nilai tipikal: Biru: λp=468nm, λd=470nm; Hijau: λp=520nm, λd=525nm; Oren: λp=611nm, λd=605nm. Perbezaan antara λp dan λd adalah disebabkan oleh bentuk spektrum pancaran dan respons fotopik mata.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):Lebar spektrum pancaran pada separuh keamatan maksimumnya. Tipikal: Biru: 26nm, Hijau: 35nm, Oren: 17nm. Δλ yang lebih sempit, seperti yang dilihat pada Oren, menunjukkan warna yang lebih tulen secara spektrum.
• Arus Songsang (IR):Maksimum 10 µA pada VR=5V. LED tidak direka untuk operasi bias songsang. Parameter ujian ini menunjukkan kebocoran yang sangat kecil. Menggunakan voltan songsang yang ketara akan merosakkan peranti.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk mengurus variasi semula jadi dalam pembuatan semikonduktor, LED disusun ke dalam bin prestasi. Ini membolehkan pereka memilih komponen yang memenuhi keperluan kecerahan tertentu.

3.1 Binning Keamatan Pencahayaan

LTST-C19FD1WT menggunakan sistem binning berasaskan huruf untuk keamatan pencahayaan, dengan toleransi +/-15% dalam setiap bin. Bin yang tersedia berbeza bagi setiap warna disebabkan kecekapan bahan semula jadi.

• Biru (InGaN):Bin N (28-45 mcd), P (45-71 mcd), Q (71-112 mcd), R (112-180 mcd).
• Hijau (InGaN):Bin Q (71-112 mcd), R (112-180 mcd), S (180-280 mcd), T (280-450 mcd). Perhatikan julat atas yang lebih tinggi berbanding Biru.
• Oren (AlInGaP):Bin P (45-71 mcd), Q (71-112 mcd), R (112-180 mcd).

Apabila membuat pesanan, menentukan kod bin memastikan konsistensi kecerahan sepanjang proses pengeluaran. Sebagai contoh, menentukan "Hijau, Bin T" menjamin cip hijau paling terang yang tersedia untuk produk ini.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun datasheet merujuk kepada keluk tipikal, tafsiran umum mereka adalah berdasarkan fizik LED standard.

• Keluk IV (Arus vs. Voltan):Voltan hadapan (VF) meningkat secara logaritma dengan arus. Keluk untuk cip Oren (AlInGaP) biasanya akan mempunyai voltan lutut yang lebih rendah (~1.8-2.0V) berbanding cip Biru/Hijau (InGaN, ~3.0-3.2V). Melepasi lutut, voltan meningkat lebih linear.
• Keamatan Pencahayaan vs. Arus Hadapan:Keamatan adalah berkadar dengan arus hadapan sehingga arus maksimum yang dinilai. Walau bagaimanapun, kecekapan (lumen per watt) sering berkurangan pada arus yang sangat tinggi disebabkan peningkatan haba.
• Ciri-ciri Suhu:Keamatan pencahayaan biasanya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Voltan hadapan juga berkurangan dengan peningkatan suhu (pekali suhu negatif untuk VF).
• Agihan Spektrum:Setiap cip memancarkan cahaya merentasi jalur panjang gelombang yang sempit, memuncak pada λp. Spektrum AlInGaP Oren biasanya lebih sempit daripada spektrum InGaN untuk Biru dan Hijau.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej dan Penugasan Pin

Peranti ini mematuhi jejak SMD piawai industri. Dimensi utama termasuk saiz badan kira-kira 3.2mm x 1.6mm dengan ketinggian hanya 0.55mm. Penugasan pin adalah kritikal untuk orientasi yang betul: Pin 1: anod Biru (InGaN), Pin 2: anod Oren (AlInGaP), Pin 3: anod Hijau (InGaN). Katod untuk ketiga-tiga cip disambungkan secara dalaman ke terminal yang tinggal. Susun atur pad yang tepat mesti diikuti seperti yang ditunjukkan dalam rajah "Cadangan Pad Lampiran Papan Litar Bercetak" datasheet untuk memastikan pateri dan pelepasan haba yang betul.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Polarity biasanya ditunjukkan oleh tanda pada pakej LED, seperti titik, takuk, atau tepi serong berhampiran Pin 1. Skrin sut PCB harus jelas mencerminkan tanda ini untuk mengelakkan ralat pemasangan. Polarity yang salah akan menghalang LED daripada menyala dan mungkin memberi tekanan pada peranti jika voltan songsang tinggi dikenakan oleh litar pemacu.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Parameter Pateri Reflow

Peranti ini dinilai untuk pateri reflow IR bebas plumbum (Pb-free). Profil yang disyorkan termasuk zon pra-pemanasan (150-200°C), kenaikan terkawal ke suhu puncak maksimum 260°C, dan masa di atas likuidus (TAL) di mana suhu puncak dikekalkan untuk maksimum 10 saat. Jumlah masa pra-pemanasan tidak boleh melebihi 120 saat. Parameter ini berdasarkan piawaian JEDEC untuk mengelakkan kejutan haba dan kerosakan pada pakej epoksi dan ikatan wayar dalaman. Profil harus dicirikan untuk pemasangan PCB tertentu.

6.2 Penyimpanan dan Pengendalian

• Langkah Berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik):LED adalah sensitif kepada ESD. Pengendalian harus dilakukan di stesen kerja yang dilindungi ESD menggunakan tali pergelangan tangan berasaskan bumi dan busa konduktif.
• Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL):Peranti ini dinilai MSL 3. Apabila beg penghalang kelembapan asal dibuka, komponen mesti dipateri dalam masa 168 jam (1 minggu) pendedahan kepada keadaan lantai kilang (<30°C/60% RH). Jika dilampaui, pembakaran pada 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam diperlukan untuk mengeluarkan kelembapan yang diserap dan mengelakkan "popcorning" semasa reflow.
• Penyimpanan Jangka Panjang:Beg yang belum dibuka harus disimpan pada ≤30°C dan ≤90% RH. Peranti yang telah dibuka harus disimpan dalam kabinet kering atau bekas tertutup dengan penyerap lembapan.

6.3 Pembersihan

Pembersihan selepas pateri, jika perlu, harus menggunakan pelarut berasaskan alkohol yang ringan seperti isopropil alkohol (IPA) atau etil alkohol. Rendaman harus ringkas (kurang daripada satu minit) pada suhu bilik. Bahan kimia yang keras atau tidak ditentukan boleh merosakkan bahan lensa atau tanda pakej.

7. Pembungkusan dan Maklumat Pesanan

LTST-C19FD1WT dibekalkan dalam pita pembawa timbul piawai industri pada gegelung diameter 7 inci (178mm). Setiap gegelung mengandungi 3000 keping. Dimensi pita dan gegelung mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481, memastikan keserasian dengan peralatan pick-and-place automatik. Untuk kuantiti kurang daripada gegelung penuh, kuantiti pembungkusan minimum 1000 keping adalah tipikal untuk baki.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Litar Aplikasi Biasa

Setiap cip warna mesti didorong secara bebas dengan perintang pembatasan arus sendiri atau pemacu arus malar. Nilai perintang (R) dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (Vsupply - VF_LED) / IF. Sebagai contoh, mendorong LED Biru daripada bekalan 5V dengan sasaran IF 20mA dan VF tipikal 3.5V: R = (5V - 3.5V) / 0.02A = 75 Ohm. Perintang standard 75Ω atau 82Ω adalah sesuai. Penarafan kuasa perintang harus sekurang-kurangnya I²R = (0.02)² * 75 = 0.03W, jadi perintang 1/10W (0.1W) adalah mencukupi. Mikropengawal atau IC pemacu LED khusus boleh digunakan untuk pendim PWM (Modulasi Lebar Nadi) atau pencampuran warna dinamik.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pengurusan Haba:Walaupun pelesapan kuasa rendah, memastikan kawasan kuprum PCB yang mencukupi di sekitar pad LED membantu mengalirkan haba dari simpang, mengekalkan kecerahan dan jangka hayat.
• Pencocokan Arus:Untuk kecerahan ketara yang seragam apabila pelbagai warna dihidupkan serentak, keamatan pencahayaan yang berbeza dan kepekaan mata manusia (respons fotopik) mesti dipertimbangkan. Arus pemacu mungkin perlu diselaraskan secara bebas (contohnya, arus lebih rendah untuk cip Hijau yang lebih terang) untuk mencapai cahaya putih seimbang atau campuran warna lain.
• Perlindungan Voltan Songsang:Dalam litar di mana LED boleh terdedah kepada bias songsang (contohnya, dalam tatasusunan berbilang), diod shunt selari dengan setiap rentetan LED adalah disyorkan untuk melindungi peranti.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pembeza utama LTST-C19FD1WT ialah keupayaan "warna penuh"nya dalam pakej nipis ultra 0.55mm. Berbanding menggunakan tiga LED satu warna berasingan 0603 atau 0402, penyelesaian bersepadu ini menawarkan penjimatan ruang yang ketara, pemudahan pick-and-place (satu komponen vs. tiga), dan potensi pencampuran warna yang lebih baik disebabkan kedekatan sumber cahaya. Penggunaan InGaN untuk biru/hijau dan AlInGaP untuk oren memberikan kecekapan tinggi dan ketepuan warna yang baik merentasi spektrum. Penyelesaian alternatif mungkin menggunakan LED putih dengan penapis warna atau pakej LED RGB khusus, yang mungkin lebih tebal atau mempunyai keperluan voltan pemacu yang berbeza.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

10.1 Bolehkah saya menghidupkan ketiga-tiga warna serentak untuk menghasilkan cahaya putih?

Ya, dengan mendorong cip Merah (Oren), Hijau, dan Biru pada nisbah arus yang sesuai, anda boleh mencampurkan cahaya untuk menghasilkan pelbagai warna, termasuk putih. Walau bagaimanapun, panjang gelombang oren tertentu (605-611nm dominan) bukan merah dalam, jadi "putih" yang terhasil mungkin mempunyai gamut warna yang sedikit hangat atau terhad berbanding LED yang menggunakan cip merah sebenar. Mencapai titik putih tertentu (contohnya, D65) memerlukan kawalan arus yang tepat dan mungkin melibatkan kalibrasi.

10.2 Mengapakah arus hadapan maksimum berbeza untuk cip Oren?

Cip Oren menggunakan teknologi semikonduktor AlInGaP, manakala Biru dan Hijau menggunakan InGaN. Sistem bahan yang berbeza ini mempunyai perbezaan semula jadi dalam pengendalian ketumpatan arus, kecekapan dalaman, dan ciri-ciri haba, membawa kepada pengeluar menentukan arus berterusan selamat yang lebih tinggi (30mA vs. 20mA) untuk cip Oren di bawah kekangan haba pakej yang sama.

10.3 Apakah yang berlaku jika saya melebihi spesifikasi reflow 260°C selama 10 saat?

Melebihi profil haba yang disyorkan boleh menyebabkan pelbagai kegagalan: penyahlamina pakej epoksi, keretakan die silikon atau substrat, degradasi fosfor (jika ada), atau kegagalan ikatan wayar emas dalaman. Ini berkemungkinan mengakibatkan kegagalan serta-merta (tiada output cahaya) atau kebolehpercayaan jangka panjang yang berkurangan dengan ketara.

11. Contoh Kes Penggunaan Praktikal

Senario: Penunjuk Status Pelbagai Fungsi untuk Penghala Rangkaian.Satu LTST-C19FD1WT boleh menggantikan tiga LED berasingan untuk menunjukkan kuasa (Oren tetap), aktiviti rangkaian (Hijau berkelip), dan status ralat (Biru berkelip). Pin GPIO mikropengawal, setiap satu dengan perintang pembatasan arus bersiri yang dikira seperti dalam seksyen 8.1, mengawal setiap warna secara bebas. Sudut pandangan lebar 130 darjah memastikan penunjuk kelihatan dari mana-mana di dalam bilik. Profil nipis ultra membolehkannya muat di belakang bezel panel nipis. Dengan menggunakan PWM pada mikropengawal, kecerahan setiap warna boleh diselaraskan untuk penglihatan optimum dalam keadaan pencahayaan ambien yang berbeza.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Diod Pemancar Cahaya (LED) ialah peranti semikonduktor yang memancarkan cahaya melalui elektroluminesens. Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dari bahan jenis-n bergabung semula dengan lubang dari bahan jenis-p, membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh jurang jalur tenaga bahan semikonduktor. LTST-C19FD1WT menggunakan dua sistem bahan: Indium Gallium Nitride (InGaN) untuk cip biru dan hijau, yang mempunyai jurang jalur lebih lebar, dan Aluminum Indium Gallium Phosphide (AlInGaP) untuk cip oren, yang mempunyai jurang jalur lebih sempit sepadan dengan panjang gelombang lebih panjang (merah/oren). Lensa putih meresap membungkus cip, memberikan perlindungan mekanikal, membentuk pancaran output cahaya, dan mencampurkan warna apabila pelbagai cip aktif.

13. Trend Teknologi

Pembangunan LED SMD seperti LTST-C19FD1WT mengikuti trend optoelektronik yang lebih luas: peningkatan integrasi, peminimatan, dan kecekapan. Iterasi masa depan mungkin menampilkan pakej yang lebih nipis, kecekapan pencahayaan yang lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per watt), dan indeks pembiakan warna (CRI) yang lebih baik untuk aplikasi putih campuran. Terdapat juga trend ke arah toleransi binning yang lebih ketat untuk memberikan warna dan kecerahan yang lebih konsisten untuk aplikasi paparan tinggi. Dorongan untuk operasi voltan lebih rendah untuk serasi dengan logik digital kuasa rendah maju (contohnya, sistem 1.8V atau 3.3V) adalah satu lagi bidang pembangunan yang berterusan.