Spesifikasi LED SMD LTST-E142KGKEKT - Pakej 2.0x1.25x0.8mm - Voltan 1.7-2.5V - Kuasa 75mW - Dwi Warna Hijau/Merah - Dokumen Teknikal

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk LTST-E142KGKEKT, sebuah diod pemancar cahaya (LED) peranti permukaan-pasang (SMD). Komponen ini menggabungkan dua cip LED berbeza dalam satu pakej padat: satu memancarkan cahaya hijau dan satu lagi memancarkan cahaya merah. Objektif reka bentuk utama adalah untuk menyediakan penyelesaian yang boleh dipercayai dan menjimatkan ruang untuk penunjuk status, lampu latar dan pencahayaan simbolik dalam pemasangan elektronik moden.

1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran

Peranti ini direka untuk proses pemasangan automatik, menampilkan keserasian dengan pateri refluks inframerah dan peralatan pick-and-place standard. Saiznya yang mini menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana ruang papan adalah terhad. Pasaran sasaran utama termasuk infrastruktur telekomunikasi (cth., suis rangkaian, penghala), elektronik pengguna (komputer riba, peranti mudah alih), peralatan automasi pejabat, perkakas rumah dan panel kawalan industri. Fungsi utamanya adalah untuk berfungsi sebagai penunjuk status atau isyarat visual.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

Bahagian berikut memberikan pecahan terperinci tentang had operasi dan ciri prestasi peranti di bawah keadaan ujian standard (Ta=25°C).

2.1 Penarafan Mutlak Maksimum

Nilai-nilai ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada had ini tidak dijamin. Untuk kedua-dua cip hijau dan merah: arus terus hadapan DC maksimum berterusan ialah 30 mA; arus hadapan puncak (di bawah keadaan berdenyut: kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms) ialah 80 mA; dan penyebaran kuasa maksimum ialah 75 mW. Peranti ini dinilai untuk julat suhu operasi dan penyimpanan -40°C hingga +100°C.

2.2 Ciri-ciri Terma

Pengurusan terma adalah kritikal untuk jangka hayat dan kestabilan prestasi LED. Suhu simpang maksimum yang dibenarkan (Tj) untuk kedua-dua cip ialah 115°C. Rintangan terma tipikal dari simpang ke persekitaran ambien (Rθja) ialah 155 °C/W. Parameter ini menunjukkan seberapa berkesan pakej boleh menyebarkan haba; nilai yang lebih rendah adalah lebih baik. Melebihi suhu simpang maksimum akan mempercepatkan susut nilai lumen dan boleh membawa kepada kegagalan bencana.

2.3 Ciri-ciri Elektro-Optik

Parameter ini diukur pada arus ujian standard 20 mA. Keamatan bercahaya (Iv) untuk cip hijau adalah antara minimum 56 mcd hingga maksimum 180 mcd. Untuk cip merah, julatnya adalah dari 140 mcd hingga 420 mcd. Sudut pandangan (2θ1/2), ditakrifkan sebagai sudut penuh di mana keamatan jatuh kepada separuh nilai paksi, biasanya 120 darjah, menunjukkan corak pancaran yang luas.

Panjang gelombang dominan (λd), yang mentakrifkan warna yang dilihat, ditentukan untuk cip hijau antara 564 nm dan 576 nm, dan untuk cip merah antara 616 nm dan 626 nm. Voltan hadapan (Vf) untuk kedua-dua warna adalah antara 1.7 V hingga 2.5 V pada 20 mA. Arus songsang (Ir) ditentukan pada maksimum 10 µA apabila voltan songsang (Vr) 5V dikenakan. Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa peranti ini tidak direka untuk beroperasi di bawah pincang songsang; keadaan ujian ini adalah untuk tujuan maklumat sahaja.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin prestasi. Ini membolehkan pereka memilih komponen yang memenuhi keperluan kecerahan dan warna tertentu.

3.1 Binning Keamatan Bercahaya (Iv)

Cip LED hijau dikategorikan kepada lima bin keamatan: P2 (56-71 mcd), Q1 (71-90 mcd), Q2 (90-112 mcd), R1 (112-140 mcd), dan R2 (140-180 mcd). Cip LED merah dikategorikan kepada empat bin: P (140-185 mcd), Q (185-240 mcd), R (240-315 mcd), dan S (315-420 mcd). Toleransi ±11% digunakan dalam setiap bin.

3.2 Binning Panjang Gelombang Dominan (WD)

Untuk LED hijau, bin panjang gelombang dominan ditakrifkan sebagai G1 (564-568 nm), G2 (568-572 nm), dan G3 (572-576 nm). Toleransi untuk setiap bin panjang gelombang ialah ±1 nm. Maklumat binning untuk panjang gelombang dominan LED merah tidak diperincikan secara eksplisit dalam petikan yang diberikan tetapi mengikut prinsip kawalan panjang gelombang ketat yang serupa.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun data grafik khusus dirujuk dalam dokumen (cth., Rajah 1 untuk output spektrum, Rajah 5 untuk sudut pandangan), ciri-ciri tipikal boleh disimpulkan dari data jadual. Hubungan antara arus hadapan (If) dan voltan hadapan (Vf) adalah tidak linear, tipikal untuk diod. Keamatan bercahaya adalah berkadar terus dengan arus hadapan sehingga had maksimum yang dinilai. Prestasi akan merosot apabila suhu simpang meningkat; oleh itu, reka bentuk terma aplikasi adalah penting untuk mengekalkan output cahaya dan titik warna yang ditentukan sepanjang hayat peranti.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej dan Penetapan Pin

Peranti ini mematuhi garis luar pakej SMD standard industri. Dimensi utama termasuk saiz badan kira-kira 2.0 mm panjang dan 1.25 mm lebar, dengan ketinggian tipikal 0.8 mm. Toleransi adalah ±0.2 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Penetapan pin adalah kritikal untuk operasi yang betul: Pin 2 dan 3 ditetapkan untuk cip AlInGaP hijau, manakala Pin 1 dan 4 ditetapkan untuk cip AlInGaP merah. Kanta adalah jernih.

5.2 Susun Atur Pad Lekatan PCB yang Disyorkan

Corak landasan (footprint) yang disyorkan untuk papan litar bercetak disediakan untuk memastikan pateri yang boleh dipercayai dan penjajaran mekanikal yang betul. Mematuhi reka bentuk ini meminimumkan kesan 'tombstoning' dan memastikan pemindahan haba optimum dari pakej LED ke PCB.

6. Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Keadaan Pateri Refluks IR

Peranti ini serasi dengan proses pateri bebas plumbum (Pb-free). Profil refluks inframerah (IR) yang dicadangkan disediakan, mematuhi piawaian J-STD-020B. Parameter utama termasuk suhu pra-panas 150-200°C, suhu badan puncak tidak melebihi 260°C, dan masa di atas likuidus (TAL) yang disesuaikan dengan pemasangan papan tertentu. Jumlah masa pateri pada suhu puncak harus dihadkan kepada maksimum 10 saat, dan refluks harus dilakukan maksimum dua kali.

6.2 Penyimpanan dan Pengendalian

LED adalah sensitif kepada kelembapan. Apabila disimpan dalam beg kalis lembap asal yang dimeterai dengan desiccant, ia harus disimpan pada ≤30°C dan ≤70% RH dan digunakan dalam tempoh satu tahun. Sebaik sahaja beg dibuka, "jangka hayat lantai" adalah 168 jam (7 hari) pada keadaan tidak melebihi 30°C dan 60% RH (JEDEC Tahap 3). Jika terdedah melebihi tempoh ini, pembakaran pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 48 jam diperlukan sebelum pateri untuk mengelakkan keretakan 'popcorn' semasa refluks.

6.3 Pembersihan

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

7. Pembungkusan dan Maklumat Pesanan

Peranti dibekalkan dibungkus untuk pemasangan automatik. Ia dipasang pada pita pembawa lebar 8mm dan dililit pada gegelung diameter 7 inci (178 mm). Setiap gegelung penuh mengandungi 4000 keping. Pita dimeterai dengan pita penutup untuk melindungi komponen. Pembungkusan mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

LED dwi-warna ini sesuai untuk aplikasi yang memerlukan penunjuk pelbagai keadaan. Sebagai contoh, ia boleh menunjukkan hijau untuk "kuasa hidup/sedia," merah untuk "ralat/siap sedia," atau kedua-duanya untuk mod tertentu. Kegunaan biasa termasuk penunjuk status pada peralatan rangkaian, bekalan kuasa dan elektronik pengguna; lampu latar untuk legenda panel hadapan atau butang; dan luminer isyarat tahap rendah.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Pembatas Arus:Perintang pembatas arus luaran adalah wajib untuk setiap cip LED untuk mengelakkan melebihi arus hadapan maksimum. Nilai perintang dikira berdasarkan voltan bekalan (Vs), voltan hadapan LED (Vf) pada arus yang dikehendaki, dan arus sasaran (If): R = (Vs - Vf) / If. Sentiasa gunakan Vf maksimum dari datasheet untuk reka bentuk yang konservatif.
Reka Bentuk Terma:Pastikan kawasan kuprum PCB yang mencukupi (pelepasan terma) disambungkan ke pad LED untuk membantu menyebarkan haba, terutamanya jika beroperasi berhampiran penarafan maksimum.
Perlindungan ESD:Walaupun tidak dinyatakan secara eksplisit, langkah berjaga-jaga pengendalian ESD standard harus dipatuhi semasa pemasangan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pembeza utama komponen ini ialah penggabungan dua cip LED monokromatik berbeza (AlInGaP untuk kedua-dua warna) dalam satu pakej SMD miniatur. Teknologi AlInGaP menawarkan kecekapan bercahaya tinggi dan ketepuan warna yang baik untuk warna merah dan kuning/hijau berbanding teknologi lama. Sudut pandangan 120 darjah menyediakan corak pancaran luas yang sesuai untuk aplikasi panel hadapan. Reka bentuk dwi-cip menjimatkan ruang papan dan memudahkan pemasangan berbanding menggunakan dua LED satu warna berasingan.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya menghidupkan LED hijau dan merah serentak pada 20mA penuh setiap satu?
J: Ya, tetapi anda mesti mempertimbangkan jumlah penyebaran kuasa. Pada 20mA, jika kita andaikan Vf tipikal 2.1V untuk setiap satu, jumlah kuasa akan menjadi (2.1V * 0.02A)*2 = 84 mW. Ini melebihi penyebaran kuasa mutlak maksimum 75 mW setiap cip (tetapi ambil perhatian, penarafan adalah setiap cip, bukan untuk jumlah pakej; gandingan terma mesti dipertimbangkan). Adalah lebih selamat untuk menurunkan nilai arus atau menggunakan operasi berdenyut untuk kekal dalam had terma.

S: Apakah perbezaan antara panjang gelombang puncak dan panjang gelombang dominan?
J: Panjang gelombang puncak (λp) ialah panjang gelombang pada titik tertinggi dalam keluk taburan kuasa spektrum LED. Panjang gelombang dominan (λd) diperoleh dari rajah kromatisiti CIE dan mewakili panjang gelombang tunggal cahaya monokromatik yang kelihatan mempunyai warna yang sama dengan LED. λd adalah lebih relevan untuk warna yang dilihat.

S: Mengapakah spesifikasi arus songsang penting jika saya tidak sepatutnya mengoperasikannya secara songsang?
J: Ujian arus songsang (biasanya pada 5V) adalah ujian kualiti dan kebocoran. Arus songsang yang tinggi boleh menunjukkan potensi kecacatan dalam simpang semikonduktor.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Senario:Mereka bentuk penunjuk dwi-status untuk peranti berkuasa USB 5V. LED hijau harus menunjukkan "aktif," dan LED merah harus menunjukkan "mengecas/ralat."
Langkah-langkah Reka Bentuk:
1. Pemilihan Arus:Pilih arus pacuan 15 mA untuk kecerahan yang baik sambil mengekalkan margin keselamatan di bawah maksimum 30 mA.
2. Pengiraan Perintang untuk LED Hijau:Menggunakan Vf_hijau tipikal 2.1V dan Vs=5V. R_hijau = (5V - 2.1V) / 0.015A ≈ 193 Ω. Gunakan nilai standard terdekat, cth., 200 Ω.
3. Pengiraan Perintang untuk LED Merah:Menggunakan Vf_merah tipikal 2.0V. R_merah = (5V - 2.0V) / 0.015A = 200 Ω.
4. Susun Atur PCB:Letakkan LED dan perintang pembatas arusnya berdekatan. Gunakan susun atur pad yang disyorkan dari datasheet. Sertakan tuangan kuprum sederhana yang disambungkan ke pad katod untuk penyingkiran haba.
5. Kawalan Perisian:Gunakan pin GPIO mikropengawal untuk mengawal anod setiap LED secara bebas (dengan perintang secara bersiri).

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Diod pemancar cahaya adalah peranti simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan hadapan dikenakan, elektron dari rantau jenis-n bergabung semula dengan lubang dari rantau jenis-p dalam lapisan aktif. Proses penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang khusus (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh jurang jalur tenaga bahan semikonduktor yang digunakan. LTST-E142KGKEKT menggunakan Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) untuk kedua-dua cip pemancar merah dan hijaunya, sistem bahan yang terkenal dengan kecekapan tinggi dalam spektrum merah hingga kuning-hijau. Pakej epoksi jernih bertindak sebagai kanta, membentuk pancaran output cahaya.

13. Trend Teknologi

Trend umum dalam LED penunjuk SMD terus ke arah keberkesanan bercahaya yang lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per watt elektrik), saiz pakej yang lebih kecil untuk peningkatan ketumpatan, dan peningkatan konsistensi warna melalui binning yang lebih ketat. Terdapat juga fokus untuk meningkatkan kebolehpercayaan di bawah profil refluks suhu tinggi yang diperlukan untuk pateri bebas plumbum. Penggabungan pelbagai cip atau cip berwarna berbeza dalam satu pakej, seperti yang dilihat dalam peranti ini, menangani keperluan untuk penunjuk multifungsi dalam reka bentuk padat. Penyelidikan sains bahan asas bertujuan untuk membangunkan sebatian semikonduktor yang lebih cekap dan stabil merentasi spektrum yang boleh dilihat.