Spesifikasi Teknikal SMD LED LTST-E142TGKEKT - Pakej 2.0x1.25x0.8mm - Voltan 2.8-3.8V/1.7-2.5V - Kuasa 76mW/75mW - Hijau/Merah - Dokumen Teknikal MS

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk komponen LED permukaan dipasang yang direka untuk pemasangan papan litar bercetak automatik. Peranti ini amat sesuai untuk aplikasi yang mempunyai ruang terhad merentasi pelbagai peralatan elektronik. Saiznya yang kecil dan keserasian dengan proses pembuatan moden menjadikannya pilihan serba boleh untuk fungsi penunjuk dan lampu latar.

1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran

Kelebihan utama komponen ini termasuk pematuhannya kepada arahan RoHS, pembungkusan dalam pita 8mm standard industri pada gegelung 7 inci untuk penempatan automatik, dan keserasian penuh dengan proses pateri alir balik inframerah. Ia telah dipra-pengkondisikan kepada piawaian kepekaan kelembapan JEDEC Tahap 3, memastikan kebolehpercayaan semasa pemasangan.

Aplikasi sasaran adalah pelbagai, merangkumi telekomunikasi, automasi pejabat, perkakas rumah, dan peralatan industri. Kegunaan khusus termasuk penunjuk status, lampu isyarat dan simbol, serta lampu latar panel hadapan, di mana pencahayaan yang padat dan boleh dipercayai diperlukan.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

Bahagian ini memberikan pecahan terperinci tentang ciri-ciri elektrik, optik, dan terma peranti. Semua parameter dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C melainkan dinyatakan sebaliknya.

2.1 Penarafan Mutlak Maksimum

Penarafan ini mentakrifkan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada keadaan ini tidak dijamin.

• Pelesapan Kuasa (Pd):76 mW (Hijau), 75 mW (Merah). Ini adalah kuasa maksimum yang boleh dilesapkan oleh LED secara berterusan.
• Arus Hadapan Puncak (I_F(PEAK)):80 mA untuk kedua-dua warna. Ini dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms).
• Arus Hadapan DC (I_F):20 mA (Hijau), 30 mA (Merah). Ini adalah arus hadapan berterusan maksimum yang disyorkan untuk operasi yang boleh dipercayai.
• Julat Suhu:Julat suhu operasi dan penyimpanan adalah -40°C hingga +100°C.

2.2 Ciri-ciri Terma

Memahami prestasi terma adalah kritikal untuk kebolehpercayaan dan jangka hayat.

• Suhu Simpang Maksimum (T_j):115°C untuk kedua-dua warna. Simpang semikonduktor tidak boleh melebihi suhu ini.
• Rintangan Terma, Simpang-ke-Ambien (R_θJA):Nilai tipikal ialah 145 °C/W (Hijau) dan 155 °C/W (Merah). Parameter ini menunjukkan seberapa berkesan haba dipindahkan dari simpang LED ke udara sekeliling. Nilai yang lebih rendah menandakan penyingkiran haba yang lebih baik.

2.3 Ciri-ciri Elektrik dan Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal di bawah keadaan ujian piawai (I_F= 20mA).

• Keamatan Pencahayaan (I_V):Hijau: 710-1540 mcd (min-maks). Merah: 140-420 mcd (min-maks). Diukur dengan penapis yang menghampiri tindak balas mata fotopik CIE.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):Biasanya 120 darjah untuk LED Hijau. Ini adalah sudut penuh di mana keamatan pencahayaan turun kepada separuh nilai paksi.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_P):Tipikal 523 nm (Hijau), 630 nm (Merah).
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Hijau: 515-530 nm. Merah: 619-629 nm. Ini mentakrifkan warna yang dilihat dengan toleransi ±1 nm.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):Tipikal 25 nm (Hijau), 15 nm (Merah). Menunjukkan ketulenan spektrum cahaya yang dipancarkan.
• Voltan Hadapan (V_F):Hijau: 2.8-3.8 V. Merah: 1.7-2.5 V. Toleransi ialah ±0.1V. Ini adalah susut voltan merentasi LED apabila digerakkan pada 20mA.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 10 µA pada V_R= 5V. Peranti ini tidak direka untuk operasi songsang; parameter ini adalah untuk rujukan ujian inframerah sahaja.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Peranti-peranti ini disusun ke dalam bin berdasarkan parameter optik utama untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam satu kelompok pengeluaran.

3.1 Pembin Keamatan Pencahayaan (I_V)

LED dikategorikan berdasarkan keamatan pencahayaan yang diukur pada 20mA.

Bin LED Hijau:

• V1: 710 - 910 mcd
• V2: 910 - 1185 mcd
• W1: 1185 - 1540 mcd

Toleransi dalam setiap bin ialah ±11%.

Bin LED Merah:

• R2: 140 - 185 mcd
• S1: 185 - 240 mcd
• S2: 240 - 315 mcd
• T1: 315 - 420 mcd

Toleransi dalam setiap bin ialah ±11%.

3.2 Pembin Panjang Gelombang Dominan (λ_d)

Untuk LED Hijau, peranti juga dibin mengikut panjang gelombang dominan untuk mengawal konsistensi warna.

Bin Panjang Gelombang LED Hijau:

• AP: 515 - 520 nm
• AQ: 520 - 525 nm
• AR: 525 - 530 nm

Toleransi untuk setiap bin panjang gelombang ialah ±1 nm.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun lengkung grafik khusus dirujuk dalam lembaran data (cth., Rajah 1 untuk taburan spektrum, Rajah 5 untuk sudut pandangan), tafsiran tipikal mereka adalah penting untuk reka bentuk.

4.1 Arus Hadapan vs Voltan Hadapan (Lengkung I-V)

Hubungannya adalah eksponen. Untuk LED Hijau, V_Fbiasanya berada dalam julat ~2.8V hingga 3.8V pada 20mA. Untuk LED Merah, V_Flebih rendah, dalam julat ~1.7V hingga 2.5V pada 20mA. Pereka bentuk mesti menggunakan perintang pembatas arus atau pemacu yang sesuai berdasarkan voltan bekalan dan V_Fspesifik bin LED yang digunakan.

4.2 Keamatan Pencahayaan vs Arus Hadapan

Keamatan pencahayaan umumnya meningkat dengan arus hadapan tetapi tidak secara linear. Beroperasi melebihi arus hadapan DC yang disyorkan (20mA/30mA) boleh menyebabkan penyusutan lumen yang dipercepatkan, anjakan warna, dan pengurangan jangka hayat disebabkan oleh haba dan ketumpatan arus yang berlebihan.

4.3 Ciri-ciri Suhu

Prestasi LED bergantung pada suhu. Biasanya, voltan hadapan (V_F) berkurangan dengan peningkatan suhu simpang. Lebih kritikal, keamatan pencahayaan berkurangan apabila suhu meningkat. Pengurusan terma yang berkesan (melalui susun atur PCB, kawasan kuprum, dll.) adalah penting untuk mengekalkan output cahaya yang stabil dan jangka hayat yang panjang, terutamanya apabila beroperasi berhampiran penarafan maksimum.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Peranti ini mematuhi garis besar pakej standard EIA. Dimensi utama (dalam milimeter, toleransi ±0.2mm melainkan dinyatakan) mentakrifkan tapaknya: panjang, lebar, dan tinggi. Penugasan pin khusus ialah: Pin 2 dan 3 adalah untuk cip LED Hijau (InGaN), dan Pin 1 dan 4 adalah untuk cip LED Merah (AlInGaP). Kanta adalah jernih.

5.2 Susun Atur Pad Lekatan PCB yang Disyorkan

Reka bentuk corak land disediakan untuk memastikan pateri yang betul dan kestabilan mekanikal. Mematuhi tapak yang disyorkan ini memudahkan pembentukan sendi pateri yang baik semasa alir balik, mencegah tombstoning, dan membantu dalam penyingkiran haba dari pakej LED ke PCB.

5.3 Pengenalpastian Polarity

Orientasi yang betul adalah penting. Lembaran data menentukan penugasan pin (Hijau: pin 2,3; Merah: pin 1,4). Skrin sutera PCB dan tapak harus menunjukkan dengan jelas lokasi katod/anod atau pin 1 untuk mengelakkan ralat pemasangan.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Parameter Pateri Alir Balik IR

Komponen ini serasi dengan proses alir balik IR bebas plumbum (Pb-free). Profil yang dicadangkan mematuhi J-STD-020B dirujuk. Parameter utama termasuk:

• Pra-pemanasan:150-200°C maksimum.
• Masa di atas likuidus:120 saat maksimum.
• Suhu Puncak:260°C maksimum.
• Masa pada puncak:10 saat maksimum (maksimum dua kitaran alir balik).

Profil mesti dicirikan untuk pemasangan PCB khusus.

6.2 Pateri Tangan (Besi Pateri)

Jika pateri tangan diperlukan, penjagaan yang melampau diperlukan:

• Suhu Besi:300°C maksimum.
• Masa Pateri:3 saat maksimum setiap sendi.
• Had:Hanya satu kitaran pateri untuk mengelakkan kerosakan terma.

6.3 Keadaan Penyimpanan

Kepekaan kelembapan adalah faktor kritikal (JEDEC Tahap 3).

• Beg Tertutup:Simpan pada ≤30°C dan ≤70% RH. Gunakan dalam tempoh satu tahun dari tarikh meterai beg.
• Selepas Beg Dibuka:Simpan pada ≤30°C dan ≤60% RH. Adalah disyorkan untuk melengkapkan alir balik IR dalam masa 168 jam (7 hari).
• Penyimpanan Lanjutan (Dibuka):Simpan dalam bekas tertutup dengan desikan atau dalam desikator nitrogen.
• Pembakaran Semula:Jika terdedah selama lebih daripada 168 jam, bakar pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 48 jam sebelum pateri.

6.4 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pemasangan diperlukan, gunakan hanya pelarut yang ditentukan. Rendam LED dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu biasa selama kurang daripada satu minit. Jangan gunakan bahan kimia yang tidak ditentukan.

7. Pembungkusan dan Maklumat Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

Komponen ini dibekalkan dalam pita pembawa timbul untuk mesin pick-and-place automatik.

• Lebar Pita:8 mm.
• Diameter Gegelung:7 inci (178 mm).
• Kuantiti per Gegelung:4000 keping.
• Kuantiti Pesanan Minimum (MOQ):500 keping untuk kuantiti baki.
• Piawaian Pembungkusan:Mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481. Poket kosong dimeterai dengan pita penutup.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Litar Aplikasi Biasa

LED memerlukan mekanisme pembatas arus. Kaedah paling mudah ialah perintang siri. Nilai perintang (R_s) dikira sebagai: R_s= (V_bekalan- V_F) / I_F. Gunakan V_Fmaksimum dari lembaran data untuk reka bentuk konservatif untuk memastikan I_Ftidak melebihi had walaupun dengan toleransi komponen. Untuk peranti dwi-warna, kawalan arus bebas untuk setiap saluran warna adalah perlu untuk operasi warna campuran atau berselang-seli.

8.2 Pertimbangan dan Langkah Berjaga-jaga Reka Bentuk

• Pemacu Arus:Sentiasa gerakkan dengan arus malar atau gunakan perintang siri. Jangan sekali-kali sambungkan terus ke sumber voltan.
• Pengurusan Terma:Maksimumkan kawasan kuprum yang disambungkan ke pad LED pada PCB untuk bertindak sebagai penyingkir haba, terutamanya untuk bin kecerahan tinggi atau operasi berterusan.
• Perlindungan ESD:Walaupun tidak dinyatakan secara eksplisit sebagai sensitif, pengendalian dengan langkah berjaga-jaga ESD adalah amalan yang baik untuk semua peranti semikonduktor.
• Voltan Songsang:Peranti ini tidak direka untuk operasi bias songsang. Pastikan polarity yang betul dalam litar.
• Skop Aplikasi:Komponen ini bertujuan untuk peralatan elektronik standard. Untuk aplikasi yang memerlukan kebolehpercayaan yang luar biasa (cth., penerbangan, perubatan, sistem keselamatan), kelayakan dan perundingan khusus adalah perlu.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

SMD LED dwi-warna ini menawarkan penyelesaian pakej tunggal yang padat untuk aplikasi yang memerlukan dua warna penunjuk yang berbeza (Hijau dan Merah), menjimatkan ruang PCB berbanding menggunakan dua LED satu warna yang berasingan. Penggunaan InGaN untuk hijau dan AlInGaP untuk merah memberikan warna yang cekap dan tepu. Keserasiannya dengan pemasangan alir balik IR automatik volum tinggi membezakannya dari LED yang memerlukan pateri manual atau gelombang. Struktur pembin terperinci membolehkan pereka bentuk memilih tahap konsistensi yang sesuai untuk sasaran kos dan prestasi mereka.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

10.1 Bolehkah saya menggerakkan LED Hijau dan Merah secara serentak pada arus penuh mereka?

Tidak, bukan dari pin yang sama. Cip Hijau dan Merah adalah elektrik berasingan, disambungkan kepada pasangan pin yang berbeza (2,3 untuk Hijau; 1,4 untuk Merah). Mereka mesti digerakkan oleh sumber arus bebas atau dengan perintang siri berasingan. Jumlah pelesapan kuasa untuk pakej tidak boleh dilebihi, yang memerlukan pertimbangan haba gabungan dari kedua-dua cip jika dioperasikan serentak.

10.2 Mengapakah voltan hadapan berbeza untuk Hijau dan Merah?

Voltan hadapan adalah sifat asas jurang jalur bahan semikonduktor. Cahaya hijau dari InGaN mempunyai tenaga foton yang lebih tinggi (panjang gelombang lebih pendek) daripada cahaya merah dari AlInGaP, yang berkorelasi dengan jurang jalur semikonduktor yang lebih besar. Jurang jalur yang lebih besar biasanya menghasilkan voltan hadapan yang lebih tinggi, menjelaskan julat V_Fyang lebih tinggi untuk LED Hijau (2.8-3.8V) berbanding LED Merah (1.7-2.5V).

10.3 Apakah maksud "Pra-pengkondisian kepada Tahap JEDEC 3"?

Ia bermaksud komponen telah diklasifikasikan sebagai Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL) 3 mengikut piawaian JEDEC. Ini menunjukkan peranti boleh terdedah kepada keadaan lantai kilang (≤30°C/60% RH) sehingga 168 jam (7 hari) selepas beg perlindungan kelembapan dibuka tanpa memerlukan pembakaran sebelum pateri alir balik. Melebihi jangka hayat lantai ini memerlukan prosedur pembakaran seperti yang digariskan dalam bahagian penyimpanan.

10.4 Bagaimanakah saya mentafsir kod bin keamatan pencahayaan (V1, W1, R2, T1, dll.)?

Ini adalah label sewenang-wenangnya yang diberikan kepada julat khusus output pencahayaan yang diukur. Sebagai contoh, LED Hijau dari bin "W1" akan mempunyai keamatan antara 1185 dan 1540 mcd apabila digerakkan pada 20mA. Memesan kod bin tertentu memastikan anda menerima LED dengan kecerahan dalam julat yang ditakrifkan itu, menggalakkan konsistensi dalam penampilan produk anda.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Senario: Penunjuk Status Dwi untuk Penghala Rangkaian
Seorang pereka bentuk memerlukan satu komponen untuk menunjukkan "Kuasa/Aktiviti" (Hijau) dan "Ralat/Amaran" (Merah) pada panel hadapan penghala. Menggunakan LTST-E142TGKEKT menjimatkan ruang. Pin GPIO mikropengawal menggerakkan setiap warna melalui perintang pembatas arus berasingan. LED Hijau (digerakkan dari pin 2, dengan pin 3 ke tanah) menunjukkan operasi normal dengan cahaya tetap atau berkelip. LED Merah (digerakkan dari pin 1, dengan pin 4 ke tanah) menyala apabila berlaku ralat sistem. Sudut pandangan 120 darjah memastikan keterlihatan dari pelbagai sudut. Pereka bentuk memilih bin keamatan pertengahan (cth., V2 untuk Hijau, S1 untuk Merah) untuk kecerahan yang mencukupi tanpa penggunaan kuasa yang berlebihan. Susun atur PCB mengikuti reka bentuk pad yang disyorkan dan termasuk pelega terma yang luas yang disambungkan ke satah tanah.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Diod Pemancar Cahaya (LED) adalah 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 di kawasan aktif. Penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang khusus (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor yang digunakan. Dalam komponen ini, Indium Gallium Nitrida (InGaN) digunakan untuk pemancar hijau, dan Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) digunakan untuk pemancar merah, setiap satu dipilih untuk kecekapan dan ciri warna mereka dalam kawasan spektrum masing-masing.

13. Trend Teknologi

Bidang SMD LED terus berkembang ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih lumen per watt), rendering warna yang lebih baik, dan peminaturan yang lebih besar. Terdapat trend untuk mengintegrasikan pelbagai cip warna (RGB, RGBW) ke dalam satu pakej untuk aplikasi putih boleh ditala atau warna penuh. Tambahan pula, kemajuan dalam bahan pembungkusan dan teknik pengurusan terma mendorong had ketumpatan kuasa dan kebolehpercayaan, membolehkan SMD LED digunakan dalam aplikasi yang semakin mencabar, termasuk pencahayaan automotif dan penunjuk industri khusus. Dorongan untuk kelestarian juga menekankan bahan dan proses dengan impak alam sekitar yang lebih rendah.