Dokumen Teknikal LTST-S43FBEGW - Dimensi 4.0x3.0x0.4mm - Voltan 1.7-3.1V - Kuasa 30-35mW - LED Warna Penuh RGB

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTST-S43FBEGW ialah LED Peranti Permukaan Dipasang (SMD) sisi pandang yang padat, direka untuk aplikasi yang mempunyai ruang terhad memerlukan petunjuk atau lampu latar warna penuh. Komponen ini menggabungkan tiga cip semikonduktor berbeza dalam satu pakej profil ultra nipis 0.4mm: cip InGaN (Indium Gallium Nitride) untuk pancaran biru, cip AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Phosphide) untuk pancaran merah, dan cip InGaN kedua untuk pancaran hijau. Gabungan warna primer ini (RGB) membolehkan penciptaan pelbagai warna melalui kawalan individu atau gabungan. Kanta putih tersebar memastikan taburan cahaya seragam, menjadikannya sesuai untuk penunjuk status dan lampu latar di mana cahaya seragam dan sudut lebar dikehendaki.

Kelebihan terasnya termasuk pematuhan RoHS, keserasian dengan sistem pemasangan automatik pick-and-place, dan kesesuaian untuk proses pateri refluks inframerah (IR) standard. Pasaran sasaran utama ialah elektronik pengguna, peralatan telekomunikasi, peranti automasi pejabat, perkakas rumah, dan panel kawalan industri di mana petunjuk pelbagai warna yang boleh dipercayai dalam ruang yang minimum adalah kritikal.

1.1 Ciri-ciri

• Mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya).
• Reka bentuk profil sangat rendah dengan ketebalan hanya 0.4mm.
• Bentuk faktor sisi pandang dengan kanta putih tersebar.
• Menggabungkan cip semikonduktor InGaN (Biru/Hijau) dan AlInGaP (Merah) berkecekapan tinggi.
• Terminasi mempunyai salutan timah untuk kebolehpaterian yang lebih baik.
• Dibungkus dalam pita 8mm pada gegelung diameter 7 inci untuk pemasangan automatik.
• Serasi dengan garis besar pakej EIA (Electronic Industries Alliance) standard.
• Direka untuk digunakan dengan peralatan penempatan automatik.
• Sesuai untuk proses pateri refluks inframerah.

1.2 Aplikasi

• Lampu latar untuk kekunci dan papan kekunci dalam peranti mudah alih dan komputer.
• Penunjuk status dan kuasa pelbagai warna dalam peralatan rangkaian dan perkakas rumah.
• Pencahayaan untuk paparan mikro dan luminari simbolik.
• Lampu penunjuk kegunaan am dalam peralatan telekomunikasi dan industri.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

Bahagian ini memberikan analisis objektif terperinci tentang ciri prestasi utama LED seperti yang ditakrifkan dalam datasheet. Semua nilai dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C melainkan dinyatakan sebaliknya.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan Maksimum Mutlak mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ini bukan keadaan untuk operasi normal.

• Pelesapan Kuasa (Pd):35 mW untuk cip Biru dan Hijau; 30 mW untuk cip Merah. Parameter ini menghadkan jumlah kuasa elektrik yang boleh ditukar menjadi haba dalam pakej LED.
• Arus Hadapan Puncak (I_F(PEAK)):50 mA untuk Biru/Hijau, 40 mA untuk Merah. Ini adalah arus segera maksimum yang dibenarkan di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms). Melebihi ini boleh menyebabkan kegagalan bencana.
• Arus Hadapan DC (I_F):10 mA untuk Biru/Hijau, 20 mA untuk Merah. Ini adalah arus hadapan berterusan maksimum yang disyorkan untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai.
• Suhu Operasi & Penyimpanan:Peranti ini dinilai untuk julat operasi ambien -20°C hingga +80°C. Julat suhu penyimpanan lebih luas, dari -30°C hingga +100°C.
• Keadaan Pateri Inframerah:Pakej boleh menahan suhu puncak 260°C selama maksimum 10 saat semasa pateri refluks.

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik

Parameter ini mentakrifkan prestasi tipikal LED di bawah keadaan operasi normal (I_F= 5mA).

• Keamatan Pencahayaan (I_V):Diukur dalam millicandelas (mcd). Nilai minimum dan maksimum berbeza mengikut warna: Biru (11.2-45.0 mcd), Merah (11.2-45.0 mcd), Hijau (45.0-180.0 mcd). Cip hijau menunjukkan output yang jauh lebih tinggi untuk arus pacuan yang sama.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):Nilai tipikal 130 darjah, menunjukkan corak pancaran yang sangat lebar ciri LED sisi pandang dengan kanta tersebar.
• Panjang Gelombang Puncak (λ_P):Panjang gelombang di mana output kuasa spektrum tertinggi. Nilai tipikal ialah 468 nm (Biru), 631 nm (Merah), dan 518 nm (Hijau).
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia yang mentakrifkan warna. Julat adalah: Biru (465-475 nm), Merah (619-629 nm), Hijau (525-540 nm).
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):Lebar jalur cahaya yang dipancarkan pada separuh keamatan maksimumnya. Nilai tipikal ialah 25 nm (Biru), 17 nm (Merah), dan 35 nm (Hijau). Separuh lebar yang lebih sempit menunjukkan warna yang lebih tulen secara spektrum.
• Voltan Hadapan (V_F):Susut voltan merentasi LED apabila dikendalikan pada 5mA. Julat adalah: Biru (2.60-3.10V), Merah (1.70-2.30V), Hijau (2.60-3.10V). Cip merah biasanya mempunyai voltan hadapan yang lebih rendah disebabkan bahan semikonduktornya yang berbeza (AlInGaP vs. InGaN).
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 10 µA untuk semua warna apabila bias songsang 5V dikenakan. Datasheet secara jelas memberi amaran bahawa peranti tidak direka untuk operasi songsang; ujian ini adalah untuk tujuan maklumat/kualiti sahaja.

3. Penjelasan Sistem Binning

Keamatan pencahayaan LED disusun ke dalam bin untuk memastikan konsistensi dalam lot pengeluaran. Kod bin mentakrifkan julat keamatan minimum dan maksimum.

3.1 Binning Keamatan Pencahayaan

Setiap warna mempunyai set kod bin sendiri dengan toleransi +/-15% dalam setiap bin.

• Bin Keamatan Biru & Merah:
  • Kod Bin L: 11.2 mcd (Min) hingga 18.0 mcd (Maks)
  • Kod Bin M: 18.0 mcd hingga 28.0 mcd
  • Kod Bin N: 28.0 mcd hingga 45.0 mcd
• Bin Keamatan Hijau:
  • Kod Bin P: 45.0 mcd hingga 71.0 mcd
  • Kod Bin Q: 71.0 mcd hingga 112.0 mcd
  • Kod Bin R: 112.0 mcd hingga 180.0 mcd

Binning ini membolehkan pereka memilih LED dengan tahap kecerahan yang boleh diramal untuk aplikasi yang memerlukan percampuran warna atau keperluan pencahayaan tertentu.

4. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

4.1 Dimensi Pakej

LTST-S43FBEGW mematuhi tapak kaki SMD standard. Dimensi utama termasuk panjang badan kira-kira 4.0mm, lebar 3.0mm, dan ketinggian ultra nipis penentu 0.4mm. Semua toleransi dimensi adalah ±0.1mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Penugasan pin ditakrifkan dengan jelas: Pin 1 untuk anod cip Hijau, Pin 3 untuk anod cip Merah, dan Pin 4 untuk anod cip Biru. Lukisan berdimensi terperinci adalah penting untuk reka bentuk corak tanah PCB yang tepat.

4.2 Reka Bentuk Pad PCB & Polariti yang Disyorkan

Datasheet termasuk susun atur pad lampiran papan litar bercetak (PCB) yang dicadangkan. Mengikuti cadangan ini adalah penting untuk mencapai fillet pateri yang betul, memastikan kestabilan mekanikal, dan memudahkan sambungan elektrik yang boleh dipercayai semasa proses refluks. Reka bentuk pad mengambil kira jisim terma komponen dan membantu mencegah tombstoning (komponen berdiri tegak). Tanda polariti pada pakej LED mesti sejajar dengan tanda polariti sepadan pada skrin sut PCB.

4.3 Pembungkusan Pita dan Gegelung

Komponen dibekalkan dalam pita pembawa timbul standard industri dengan lebar 8mm, dililit pada gegelung diameter 7 inci (178mm). Setiap gegelung mengandungi 4000 keping. Pita ditutup dengan penutup atas untuk melindungi komponen daripada pencemaran dan kelembapan. Pembungkusan mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481, memastikan keserasian dengan feeder automatik. Untuk kuantiti kurang daripada gegelung penuh, kuantiti pembungkusan minimum 500 keping tersedia.

5. Panduan Pateri dan Pemasangan

5.1 Profil Pateri Refluks IR

Datasheet menyediakan profil refluks yang dicadangkan mematuhi IPC J-STD-020D.1 untuk proses bebas Pb. Parameter utama termasuk:

• Suhu Pra-Panas:150°C hingga 200°C.
• Masa Pra-Panas:Maksimum 120 saat untuk menaikkan suhu secara beransur-ansur dan mengaktifkan fluks.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C.
• Masa Di Atas Likuidus (TAL):Komponen harus terdedah kepada suhu puncak selama maksimum 10 saat. Refluks harus dilakukan maksimum dua kali.

Ditekankan bahawa profil optimum bergantung pada reka bentuk PCB khusus, pes pateri, dan ciri-ciri ketuhar. Pencirian peringkat papan adalah disyorkan.

5.2 Pateri Tangan

Jika pateri tangan diperlukan, penjagaan yang sangat teliti mesti diambil. Suhu hujung besi pateri maksimum yang disyorkan ialah 300°C, dengan masa sentuhan maksimum 3 saat setiap sambungan pateri. Pateri tangan harus dihadkan kepada satu kitaran pembaikan untuk mengelakkan tekanan terma yang berlebihan pada pakej plastik dan ikatan wayar dalaman.

5.3 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pateri diperlukan, hanya pelarut yang ditentukan harus digunakan. Kaedah yang disyorkan ialah merendam papan yang dipasang dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu bilik selama kurang daripada satu minit. Penggunaan bahan pembersih kimia yang tidak ditentukan atau agresif boleh merosakkan kanta plastik dan bahan pakej LED.

6. Langkah Berjaga-jaga Penyimpanan dan Pengendalian

6.1 Kepekaan Nyahcas Elektrostatik (ESD)

Seperti kebanyakan peranti semikonduktor, LED ini sensitif kepada nyahcas elektrostatik. Kawalan ESD yang betul mesti dilaksanakan semasa pengendalian dan pemasangan. Ini termasuk penggunaan gelang pergelangan tangan berasaskan bumi, tikar anti-statik, dan memastikan semua peralatan dibumikan dengan betul. ESD boleh menyebabkan kegagalan serta-merta atau kerosakan pendam yang mengurangkan kebolehpercayaan jangka panjang.

6.2 Kepekaan Kelembapan dan Penyimpanan

LED dibungkus dalam beg penghalang kelembapan dengan bahan pengering. Dalam keadaan tertutup ini, ia harus disimpan pada 30°C atau kurang dan kelembapan relatif (RH) 90% atau kurang, dengan jangka hayat rak yang disyorkan satu tahun dari tarikh kod.

Sebaik sahaja pembungkusan asal dibuka, komponen dinilai pada Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL) 3. Ini bermakna ia mesti dikenakan pateri refluks IR dalam masa 168 jam (7 hari) pendedahan kepada persekitaran tidak melebihi 30°C / 60% RH. Untuk penyimpanan melebihi tempoh ini di luar beg asal, ia harus diletakkan dalam bekas tertutup dengan bahan pengering. Komponen yang terdedah selama lebih daripada 168 jam memerlukan proses pembakaran (kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam) untuk mengeluarkan kelembapan yang diserap sebelum pateri untuk mengelakkan "popcorning" atau keretakan pakej semasa refluks.

7. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

7.1 Had Arus

Keperluan asas untuk mengendalikan LED ialah penggunaan perintang pembatas arus atau pemacu arus malar. Voltan hadapan (V_F) LED mempunyai toleransi dan berbeza dengan suhu. Menyambungkan LED terus ke sumber voltan akan mengakibatkan arus yang tidak terkawal, berkemungkinan melebihi Penarafan Maksimum Mutlak dan memusnahkan peranti. Nilai perintang boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Gunakan V_Fmaksimum dari datasheet untuk memastikan pembatasan arus yang mencukupi di bawah semua keadaan.

7.2 Pengurusan Terma

Walaupun pelesapan kuasa rendah (30-35 mW), pengurusan terma yang berkesan pada PCB masih penting untuk jangka hayat dan prestasi stabil. Suhu simpang yang berlebihan membawa kepada pengurangan output cahaya (susut nilai lumen), anjakan panjang gelombang dominan (anjakan warna), dan penuaan dipercepatkan. Pastikan pad PCB mempunyai pelega terma yang mencukupi dan, jika mungkin, sambungkan ke kawasan tuangan kuprum untuk bertindak sebagai penyerap haba.

7.3 Percampuran dan Kawalan Warna

Untuk mencapai warna tertentu (contohnya, putih, kuning, sian, magenta) atau kesan warna dinamik, ketiga-tiga cip mesti dikendalikan secara bebas. Ini biasanya memerlukan tiga saluran kawalan berasingan, sering dilaksanakan melalui modulasi lebar denyut (PWM) dari mikropengawal. Keamatan pencahayaan dan voltan hadapan yang berbeza bagi setiap warna mesti diambil kira dalam reka bentuk litar dan perisian kawalan untuk mencapai output warna yang seimbang.

8. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

8.1 Bolehkah saya mengendalikan LED pada arus puncaknya (50mA) secara berterusan?

No.Penarafan Arus Hadapan Puncak (50mA untuk Biru/Hijau) adalah untuk operasi berdenyut sahaja (kitar tugas 1/10, denyut 0.1ms). Arus berterusan maksimum yang disyorkan (Arus Hadapan DC) ialah 10mA untuk warna ini. Melebihi penarafan DC akan menyebabkan pemanasan berlebihan, membawa kepada degradasi pantas dan kegagalan.

8.2 Mengapakah voltan hadapan berbeza untuk cip merah?

Voltan hadapan adalah sifat asas tenaga jurang jalur bahan semikonduktor. Cip merah menggunakan AlInGaP, yang mempunyai tenaga jurang jalur yang lebih rendah (~1.9-2.0 eV) berbanding InGaN yang digunakan untuk biru dan hijau (~2.5-3.4 eV). Jurang jalur yang lebih rendah memerlukan kurang tenaga untuk elektron melintasi, menghasilkan susut voltan hadapan yang lebih rendah.

8.3 Apakah maksud "Panjang Gelombang Dominan" berbanding "Panjang Gelombang Puncak"?

Panjang Gelombang Puncak (λ_P):Panjang gelombang fizikal di mana LED memancarkan kuasa optik paling banyak. Ia diukur secara langsung oleh spektrometer.
Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Panjang gelombang persepsi. Ia diperoleh daripada gambar rajah kromatisiti CIE dan mewakili panjang gelombang tunggal cahaya spektrum tulen yang akan dilihat oleh mata manusia sebagai paling hampir dengan warna LED. Untuk LED dengan spektrum luas, λ_ddan λ_Pboleh berbeza.

8.4 Bagaimanakah saya mentafsir kod bin semasa membuat pesanan?

Apabila menentukan komponen ini untuk pengeluaran, anda harus meminta kod bin keamatan pencahayaan yang dikehendaki untuk setiap warna (contohnya, Biru: N, Merah: M, Hijau: Q). Ini memastikan anda menerima LED dengan tahap kecerahan dalam julat yang boleh diramal dan sempit, yang kritikal untuk aplikasi yang memerlukan penampilan seragam atau percampuran warna tepat. Jika tiada bin dinyatakan, anda mungkin menerima komponen dari mana-mana bin pengeluaran.