Dokumen Teknikal LED SMD LTST-E143EGSW - Pakej SMD - Merah/Hijau/Kuning - 20mA

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTST-E143EGSW ialah peranti pemasangan permukaan (SMD) LED yang direka untuk pemasangan papan litar bercetak (PCB) automatik. Saiznya yang mini menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang mempunyai ruang terhad dalam pelbagai jenis peralatan elektronik.

1.1 Ciri-ciri

• Mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya).
• Dibungkus dalam pita 8mm pada gegelung berdiameter 7 inci untuk proses "pick-and-place" automatik.
• Tapak kaki pakej piawai EIA (Persekutuan Industri Elektronik).
• Tahap pacuan serasi dengan IC (Litar Bersepadu).
• Direka untuk keserasian dengan peralatan penempatan automatik.
• Sesuai untuk proses pateri aliran balik inframerah (IR).
• Pra-keadaan untuk mempercepatkan ke tahap kepekaan kelembapan JEDEC (Majlis Kejuruteraan Peranti Elektron Bersama) Tahap 3.

1.2 Aplikasi

LED ini bertujuan untuk digunakan sebagai penunjuk status, pencahayaan isyarat, pencahayaan simbol, dan lampu latar panel hadapan dalam pelbagai sektor, termasuk:

• Peralatan telekomunikasi
• Peranti automasi pejabat
• Perkakas rumah
• Peralatan industri

2. Dimensi dan Konfigurasi Pakej

Peranti ini mempunyai pakej SMD piawai. Semua dimensi diberikan dalam milimeter, dengan toleransi umum ±0.2 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. LED menggunakan kanta resap.

Penetapan pin dan warna sumber cahaya yang sepadan adalah seperti berikut:

• Merah (AlInGaP):Pin 2 (Anod) dan 1 (Katod)
• Hijau (InGaN):Pin 2 (Anod) dan 4 (Katod)
• Kuning (AlInGaP):Pin 2 (Anod) dan 3 (Katod)

Pin 2 ialah anod sepunya untuk semua varian warna.

3. Rating dan Ciri-ciri

Semua spesifikasi ditakrifkan pada suhu ambien (Ta) 25°C.

3.1 Rating Maksimum Mutlak

Tekanan melebihi had ini boleh menyebabkan kerosakan kekal.

• Pelesapan Kuasa (Pd):Merah: 75 mW, Hijau: 76 mW, Kuning: 72 mW
• Arus Hadapan Puncak (I_F(puncak)):80 mA (untuk semua warna, pada kitaran tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms)
• Arus Hadapan DC (I_F):Merah: 30 mA, Hijau: 20 mA, Kuning: 30 mA
• Julat Suhu Operasi:-40°C hingga +100°C
• Julat Suhu Penyimpanan:-40°C hingga +100°C

3.2 Ciri-ciri Terma

• Suhu Simpang Maksimum (T_j):125°C
• Rintangan Terma Biasa, Simpang ke Ambien (R_θJA):100 °C/W (Nota: Diukur pada substrat FR4, tebal 1.6mm, dengan pad kuprum 16mm²).
• Rintangan Terma Biasa, Simpang ke Pad Pateri (R_θJT):60 °C/W

3.3 Profil Aliran Balik IR yang Dicadangkan

Profil pateri bebas plumbum yang mematuhi J-STD-020B adalah disyorkan. Profil ini biasanya merangkumi peringkat pemanasan awal, rendaman, aliran balik (dengan suhu puncak), dan penyejukan untuk memastikan sambungan pateri yang boleh dipercayai tanpa merosakkan pakej LED.

3.4 Ciri-ciri Elektrik dan Optik

Diukur pada I_F= 20mA dan Ta=25°C.

• Keamatan Bercahaya (I_v):
  • Merah: 140-350 mcd (min-maks)
  • Hijau: 710-1540 mcd (min-maks)
  • Kuning: 140-390 mcd (min-maks)
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):120 darjah (biasa). Ini ialah sudut penuh di mana keamatan adalah separuh daripada nilai pada paksi.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):
  • Merah: 615-630 nm
  • Hijau: 518-528 nm
  • Kuning: 586-596 nm
• Voltan Hadapan (V_F):
  • Merah: 1.7-2.5 V
  • Hijau: 2.8-3.8 V
  • Kuning: 1.7-2.5 V
• Lebar Separuh Garisan Spektrum (Δλ):Merah/Kuning: 15 nm (biasa), Hijau: 25 nm (biasa).
• Arus Songsang (I_R):10 μA (maks) pada V_R= 5V.Nota:Peranti ini tidak direka untuk operasi pincang songsang; parameter ini adalah untuk tujuan ujian sahaja.

4. Sistem Binning

LED disusun (dibin) berdasarkan parameter optik utama untuk memastikan konsistensi dalam satu lot pengeluaran.

4.1 Binning Keamatan Bercahaya (I_v)

Keamatan diukur dalam millicandelas (mcd) pada 20mA. Toleransi dalam setiap bin adalah ±11%.

• Merah:R1 (140-190 mcd), R2 (190-260 mcd), R3 (260-350 mcd)
• Hijau:G1 (710-910 mcd), G2 (910-1185 mcd), G3 (1185-1540 mcd)
• Kuning:Y1 (140-180 mcd), Y2 (180-230 mcd), Y3 (230-300 mcd), Y4 (300-390 mcd)

4.2 Binning Panjang Gelombang Dominan (λ_d)

Panjang gelombang diukur dalam nanometer (nm) pada 20mA. Toleransi dalam setiap bin adalah ±1 nm.

• Merah:RA (615-630 nm)
• Hijau:GA (518-523 nm), GB (523-528 nm)
• Kuning:YA (586-591 nm), YB (591-596 nm)

4.3 Kod Bin Gabungan pada Tag Produk

Satu kod alfanumerik pada tag produk menggabungkan bin keamatan dan panjang gelombang. Contohnya, kod "A1" sepadan dengan Merah=R1, Hijau=G1, Kuning=Y1. Kod D1-D4 mewakili bin panjang gelombang (Kedudukan Wd) secara berasingan. Sistem ini membolehkan pengenalpastian tepat prestasi optik LED.

5. Lengkung Prestasi Biasa

Dokumen data ini termasuk perwakilan grafik hubungan utama (pada 25°C melainkan dinyatakan):

• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan:Menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus, biasanya secara tidak linear, menekankan kepentingan pacuan arus malar.
• Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan:Menggambarkan ciri I-V diod, penting untuk mereka bentuk litar penghad arus.
• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Ambien:Mendemonstrasikan kesan pemadaman terma, di mana output cahaya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Ini adalah kritikal untuk pengurusan terma dalam aplikasi kuasa tinggi atau suhu ambien tinggi.
• Taburan Spektrum:Menunjukkan kuasa relatif yang dipancarkan merentasi panjang gelombang, mentakrifkan ketulenan warna dan membantu dalam aplikasi yang memerlukan ciri spektrum khusus.

6. Panduan Pengguna dan Maklumat Pemasangan

6.1 Pembersihan

Jika pembersihan diperlukan selepas pateri atau semasa kerja semula, rendam LED dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu bilik selama kurang daripada satu minit. Elakkan menggunakan bahan pembersih kimia yang tidak ditentukan kerana ia boleh merosakkan kanta epoksi atau pakej.

6.2 Susun Atur Pad PCB yang Disyorkan

Corak landasan (tapak kaki) yang disyorkan disediakan untuk memastikan pateri yang betul, kestabilan mekanikal, dan prestasi terma optimum. Mematuhi susun atur ini membantu mencegah "tombstoning" dan memastikan fillet pateri yang baik.

6.3 Pembungkusan Pita dan Gegelung

LED dibekalkan dalam pita pembawa timbul (lebar 8mm) yang dililit pada gegelung berdiameter 7 inci (178mm). Dimensi poket pita dan spesifikasi gegelung (diameter hab, diameter flens, dsb.) diperincikan, mematuhi piawaian ANSI/EIA-481. Pembungkusan ini adalah penting untuk talian pemasangan automatik.

• Gegelung piawai mengandungi 4000 keping.
• Kuantiti pesanan minimum untuk baki ialah 500 keping.
• Maksimum dua komponen hilang berturut-turut (poket kosong) dibenarkan setiap gegelung.

7. Amaran Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

7.1 Penggunaan yang Diniatkan dan Kebolehpercayaan

LED ini direka untuk peralatan elektronik kegunaan am. Untuk aplikasi di mana kebolehpercayaan luar biasa adalah paling penting, atau di mana kegagalan boleh membahayakan keselamatan (cth., penerbangan, sokongan hayat perubatan, kawalan pengangkutan), penilaian kebolehpercayaan khusus dan perundingan dengan pengilang sangat dinasihatkan sebelum direka masuk.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk Elektrik

• Had Arus:Sentiasa gunakan perintang siri atau pemacu arus malar untuk menghadkan arus hadapan kepada nilai DC maksimum yang ditetapkan (20mA untuk Hijau, 30mA untuk Merah/Kuning). Melebihi ini akan mengurangkan jangka hayat dan boleh menyebabkan kegagalan bencana.
• Perlindungan Voltan Songsang:LED mempunyai voltan pecahan songsang yang sangat rendah (keadaan ujian 5V). Litar harus direka untuk menghalang penggunaan sebarang pincang songsang, mungkin menggunakan diod perlindungan selari jika LED disambungkan kepada isyarat dwikutub.
• Pengurusan Terma:Walaupun pelesapan kuasa adalah rendah, suhu simpang mesti dikekalkan di bawah 125°C. Pastikan kawasan kuprum yang mencukupi pada PCB (seperti pad yang disyorkan) bertindak sebagai penyerap haba, terutamanya dalam persekitaran suhu ambien tinggi atau apabila dipacu pada arus yang lebih tinggi.

7.3 Pertimbangan Reka Bentuk Optik

• Sudut Pandangan:Sudut pandangan 120 darjah menyediakan corak pencahayaan lebar dan resap yang sesuai untuk penunjuk status. Untuk cahaya yang lebih fokus, optik sekunder (kanta) diperlukan.
• Binning untuk Konsistensi Warna:Untuk aplikasi yang memerlukan rupa warna seragam merentasi pelbagai LED (cth., lampu latar tatasusunan), menetapkan bin panjang gelombang yang ketat (cth., GA atau GB untuk hijau) adalah perlu.
• Pemadanan Keamatan:Begitu juga, menetapkan bin keamatan yang sempit memastikan kecerahan konsisten merentasi semua penunjuk dalam produk.

8. Perbandingan Teknikal dan Panduan Pemilihan

LTST-E143EGSW menawarkan gabungan ciri biasa dalam LED SMD moden: pematuhan RoHS, keserasian aliran balik IR, dan pembungkusan pita-dan-gegelung. Pembeza utamanya terletak pada struktur binning khusus untuk hijau dan kuning, menawarkan granulariti lebih halus dalam pemilihan panjang gelombang dan keamatan berbanding beberapa bahagian generik. Pin katod berasingan untuk setiap warna dalam pakej 4-pin membolehkan kawalan individu dalam modul pelbagai warna, tidak seperti beberapa pakej RGB anod sepunya. Apabila memilih LED, jurutera mesti merujuk silang voltan hadapan (terutamanya V_Fyang lebih tinggi bagi die InGaN hijau), sudut pandangan, dan keamatan bercahaya berbanding belanjawan kuasa aplikasi, susun atur optik, dan kecerahan yang diperlukan.

9. Soalan Lazim (FAQ)

S: Bolehkah saya memacu LED Hijau pada 30mA seperti Merah dan Kuning?

J: Tidak. Rating Maksimum Mutlak untuk arus hadapan DC pada varian Hijau ialah 20mA. Melebihi rating ini boleh menyebabkan kerosakan kekal dan membatalkan jaminan.

S: Apakah maksud pra-keadaan "JEDEC Tahap 3"?

J: Ia bermaksud komponen telah dibakar dan/atau disimpan di bawah keadaan terkawal untuk mengurangkan penyerapan kelembapan dalam pakej, menjadikannya sesuai untuk jangka hayat lantai 168 jam (7 hari) pada keadaan kilang (<30°C/60%RH) sebelum memerlukan pembakaran semula untuk pateri aliran balik.

S: Mengapakah julat voltan hadapan untuk LED Hijau (2.8-3.8V) lebih tinggi daripada Merah/Kuning (1.7-2.5V)?

J: Ini disebabkan oleh bahan semikonduktor asas. LED Hijau biasanya menggunakan Indium Gallium Nitride (InGaN), yang mempunyai jurang jalur lebih lebar daripada Aluminum Indium Gallium Phosphide (AlInGaP) yang digunakan untuk LED Merah dan Kuning. Jurang jalur yang lebih lebar memerlukan voltan yang lebih tinggi untuk memberi tenaga kepada elektron merentasinya.

S: Bagaimanakah saya mentafsir kod bin "B5" dari tag?

J: Menurut jadual silang, "B5" menunjukkan: Bin Keamatan Merah = R2 (190-260 mcd), Bin Keamatan Hijau = G2 (910-1185 mcd), dan Bin Keamatan Kuning = Y1 (140-180 mcd). Bin panjang gelombang akan ditunjukkan oleh kod "D" berasingan (cth., D1, D2, dsb.).

10. Contoh Reka Bentuk Masuk: Panel Penunjuk Status

Senario:Mereka bentuk panel kawalan dengan tiga LED status: Merah (Ralat), Hijau (Sedia), Kuning (Siap Sedia). Kecerahan tinggi seragam diperlukan.

Langkah Reka Bentuk:

1. Pemilihan:Pilih LTST-E143EGSW untuk pakej sepunya dan ketersediaan dalam ketiga-tiga warna.
2. Binning:Tentukan bin keamatan R3 untuk Merah, G3 untuk Hijau, dan Y4 untuk Kuning untuk mendapatkan kecerahan tertinggi dari setiap satu. Tentukan bin panjang gelombang RA untuk Merah, GB untuk Hijau, dan YB untuk Kuning untuk warna yang konsisten dan tepu.
3. Reka Bentuk Litar:
   • Voltan Bekalan (V_cc): 5V.
   • Kira perintang siri untuk I_F= 20mA (gunakan 20mA untuk Hijau, boleh gunakan 20-30mA untuk Merah/Kuning berdasarkan kecerahan yang dikehendaki).
     • Perintang Merah (menggunakan V_Fbiasa=2.1V): R = (5V - 2.1V) / 0.020A = 145 Ω. Gunakan nilai piawai 150 Ω.
     • Perintang Hijau (menggunakan V_Fbiasa=3.3V): R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 Ω. Gunakan nilai piawai 82 Ω atau 91 Ω.
     • Perintang Kuning (menggunakan V_Fbiasa=2.1V): Sama seperti Merah, 150 Ω.
   • Kuasa per LED: P = V_F* I_F. Untuk Hijau: ~66mW, yang berada dalam had maksimum 76mW.
4. Susun Atur PCB:Gunakan susun atur pad yang disyorkan. Sambungkan Pin 2 (anod sepunya) ke V_ccmelalui perintang. Sambungkan Pin 1, 4, dan 3 (katod untuk Merah, Hijau, Kuning masing-masing) ke bumi melalui pin mikropengawal atau suis untuk kawalan individu.
5. Semakan Terma:Dengan pelesapan kuasa di bawah 75mW setiap LED dan pad 16mm², kenaikan suhu simpang akan menjadi minimum dalam persekitaran dalaman biasa, memastikan kebolehpercayaan jangka panjang.