Dokumen Teknikal LTST-E683FGBW - LED SMD Tiga Warna (Oren/Hijau/Biru) - 20mA - 80mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk komponen LED peranti permukaan-pasang (SMD) yang dikenal pasti sebagai LTST-E683FGBW. Ini adalah komponen LED pelbagai warna yang menggabungkan tiga cip pemancar cahaya berbeza dalam satu pakej: cip AlInGaP oren, cip InGaN hijau, dan cip InGaN biru. Peranti ini direka untuk proses pemasangan automatik dan serasi dengan pematerian alir balik inframerah, menjadikannya sesuai untuk pembuatan elektronik volum tinggi. Kanta resap memberikan sudut pandangan yang luas, meningkatkan keterlihatan dari pelbagai perspektif.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Rating Mutlak Maksimum

Had operasi peranti ditakrifkan pada suhu ambien (Ta) 25°C. Melebihi rating ini boleh menyebabkan kerosakan kekal.

• Pelesapan Kuasa (Pd):Oren: 72 mW; Hijau/Biru: 80 mW. Parameter ini menunjukkan kuasa maksimum yang boleh diserakkan oleh LED sebagai haba dengan selamat di bawah operasi DC berterusan.
• Arus Hadapan Puncak (IFP):Oren: 80 mA; Hijau/Biru: 100 mA. Ini adalah arus berdenyut maksimum yang dibenarkan, ditentukan di bawah kitaran tugas 1/10 dengan lebar denyut 0.1ms, berguna untuk kilasan intensiti tinggi yang singkat.
• Arus Hadapan DC (IF):Oren: 30 mA; Hijau/Biru: 20 mA. Ini adalah arus hadapan berterusan maksimum yang disyorkan untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai.
• Julat Suhu:Operasi: -40°C hingga +85°C; Penyimpanan: -40°C hingga +100°C. Julat ini mentakrifkan keadaan persekitaran yang boleh ditahan oleh peranti semasa digunakan dan apabila tidak aktif.

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik

Metrik prestasi utama diukur pada Ta=25°C dan arus ujian piawai (IF) 20mA, melainkan dinyatakan sebaliknya.

• Keamatan Bercahaya (Iv):Diukur dalam millicandela (mcd), ia mewakili kecerahan yang dirasakan sumber cahaya. LED oren dan biru mempunyai julat tipikal 140-355 mcd, manakala LED hijau lebih terang, julat dari 355-900 mcd. Pengukuran mengikut keluk tindak balas mata fotopik CIE.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):Biasanya 120 darjah. Ini adalah sudut penuh di mana keamatan bercahaya turun kepada separuh daripada nilai paksi puncaknya, menunjukkan corak pancaran yang sangat luas.
• Parameter Panjang Gelombang:
  • Panjang Gelombang Puncak (λP):Panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum. Nilai tipikal: Oren: 611 nm, Hijau: 518 nm, Biru: 468 nm.
  • Panjang Gelombang Dominan (λd):Panjang gelombang tunggal yang secara persepsi sepadan dengan warna LED. Nilai tipikal: Oren: 605 nm, Hijau: 525 nm, Biru: 470 nm. Ini diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE.
  • Lebar Separuh Spektrum (Δλ):Lebar jalur spektrum yang dipancarkan pada separuh keamatan maksimumnya. Nilai tipikal: Oren: 17 nm (sempit), Hijau: 35 nm, Biru: 25 nm.
• Voltan Hadapan (VF):Susutan voltan merentasi LED apabila mengalirkan arus yang ditentukan. Julat: Oren: 1.8-2.4V; Hijau/Biru: 2.8-3.8V. Toleransi adalah +/- 0.1V. Ini adalah kritikal untuk reka bentuk litar pemacu.
• Arus Songsang (IR):Maksimum 10 μA pada voltan songsang (VR) 5V. Peranti ini tidak direka untuk operasi bias songsang; parameter ini hanya untuk pencirian arus bocor.

3. Penjelasan Sistem Pembin

LED disusun ke dalam bin berdasarkan keamatan bercahaya yang diukur pada 20mA untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam satu kelompok pengeluaran.

• Bin Oren & Biru:Menggunakan kod R2, S1, S2, T1, dengan julat keamatan dari 140.0 mcd (R2 Min) hingga 355.0 mcd (T1 Maks).
• Bin Hijau:Menggunakan kod T2, U1, U2, V1, dengan julat keamatan lebih tinggi dari 355.0 mcd (T2 Min) hingga 900.0 mcd (V1 Maks).
• Toleransi:Setiap bin keamatan mempunyai toleransi +/-11% pada nilai nominal, mengambil kira variasi kecil.

Pereka bentuk harus menentukan kod bin yang diperlukan semasa membuat pesanan untuk menjamin tahap kecerahan yang diingini untuk aplikasi mereka, terutamanya dalam tatasusunan pelbagai LED di mana keseragaman adalah penting.

4. Analisis Keluk Prestasi

Lembaran data merujuk kepada keluk ciri tipikal (tidak diperincikan sepenuhnya dalam petikan yang diberikan). Keluk-keluk ini, biasanya diplot, akan termasuk:

• Keluk I-V (Arus-Voltan):Menunjukkan hubungan antara arus hadapan dan voltan hadapan untuk setiap cip warna. Ia menunjukkan ciri hidup eksponen diod dan membantu dalam memilih perintang pembatas arus atau mereka bentuk pemacu arus malar.
• Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan:Menggambarkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus, biasanya dalam hubungan hampir linear dalam julat operasi yang disyorkan sebelum kecekapan menurun pada arus yang sangat tinggi.
• Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien:Menunjukkan penurunan output cahaya apabila suhu simpang meningkat, yang sangat penting untuk pengurusan haba dalam aplikasi kuasa tinggi atau suhu ambien tinggi.
• Taburan Spektrum:Memplot kuasa sinaran relatif berbanding panjang gelombang untuk setiap LED, mewakili secara visual panjang gelombang puncak, panjang gelombang dominan, dan lebar separuh spektrum.

5. Maklumat Mekanikal & Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej

Peranti ini mematuhi garis besar pakej SMD piawai EIA. Semua dimensi adalah dalam milimeter dengan toleransi umum ±0.2 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Lukisan dimensi khusus akan menunjukkan panjang, lebar, ketinggian, jarak kaki, dan geometri kanta.

5.2 Penetapan Pin

The tri-color LED has a common-cathode or common-anode configuration (implied by single package). The pinout is: Pin 1: Orange Anode, Pin 3: Blue Anode, Pin 4: Green Anode (with a common cathode, likely on pins 2 and/or 5, as per standard 4-pin RGB LED footprints). This must be verified against the detailed package drawing for correct PCB layout.

.3 Tape and Reel Packaging

Komponen dibekalkan dalam pita pembawa timbul piawai industri pada gegelung diameter 7-inci (178 mm) untuk memudahkan pemasangan pick-and-place automatik.

• Dimensi Pita:Lebar pita, padang poket, dan dimensi poket ditentukan untuk serasi dengan peralatan feeder piawai.
• Spesifikasi Gegelung:Gegelung piawai 7-inci mengandungi 2000 keping. Kuantiti pesanan minimum untuk gegelung baki adalah 500 keping.
• Pita Penutup:Poket kosong dimeterai dengan pita penutup atas.
• Kualiti:Mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481. Bilangan maksimum komponen hilang berturut-turut dalam pita yang dibenarkan adalah dua.

6. Panduan Pematerian & Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Alir Balik

Peranti ini serasi dengan proses pematerian alir balik inframerah (IR). Profil pematerian bebas plumbum yang mematuhi J-STD-020B adalah disyorkan.

• Pra-panas:150-200°C untuk maksimum 120 saat untuk memanaskan papan secara beransur-ansur dan mengaktifkan fluks.
• Suhu Puncak:Tidak boleh melebihi 260°C. Masa di atas likuidus (contohnya, 217°C) harus dikawal mengikut cadangan pengeluar pes pemateri.
• Masa Pematerian:Jumlah masa pada suhu puncak harus dihadkan kepada maksimum 10 saat. Alir balik harus dilakukan maksimum dua kali.

Nota:Profil optimum bergantung pada reka bentuk PCB khusus, pes pemateri, dan ketuhar. Profil berasaskan JEDEC berfungsi sebagai sasaran generik.

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan, penjagaan yang sangat teliti mesti diambil:

• Suhu Besi Pemateri:Maksimum 300°C.
• Masa Pematerian:Maksimum 3 saat setiap sambungan.
• Had:Pematerian tangan harus dilakukan hanya sekali untuk mengelakkan kerosakan tekanan haba pada pakej LED atau ikatan wayar.

6.3 Pembersihan

Pembersih kimia yang tidak ditentukan harus dielakkan kerana ia boleh merosakkan kanta epoksi LED atau pakej. Jika pembersihan diperlukan selepas pematerian:

• Gunakan pelarut berasaskan alkohol seperti etil alkohol atau isopropil alkohol.
• Rendam LED pada suhu bilik biasa.
• Hadkan masa rendaman kepada kurang daripada satu minit.

6.4 Penyimpanan & Pengendalian

• Pakej Tertutup:Simpan pada ≤30°C dan ≤70% Kelembapan Relatif (RH). Jangka hayat rak adalah satu tahun apabila disimpan dalam beg kalis lembapan asal dengan penyerap lembapan.
• Pakej Terbuka:Komponen yang terdedah kepada udara ambien harus disimpan pada ≤30°C dan ≤60% RH. Sangat disyorkan untuk menyelesaikan proses alir balik IR dalam masa 168 jam (7 hari) selepas membuka beg untuk mengelakkan penyerapan lembapan, yang boleh menyebabkan "popcorning" semasa alir balik.
• Penyimpanan Lanjutan (Terbuka):Untuk penyimpanan melebihi 168 jam, letakkan komponen dalam bekas tertutup dengan penyerap lembapan atau dalam pengering yang disucikan nitrogen.
• Pembakaran:Komponen yang disimpan di luar pembungkusan asalnya selama lebih daripada 168 jam mesti dibakar pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 48 jam sebelum pematerian untuk membuang lembapan yang diserap.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Biasa

LED SMD tiga warna ini direka untuk aplikasi penunjuk dan lampu latar tujuan am dalam elektronik pengguna dan perindustrian di mana pelbagai warna status diperlukan daripada satu komponen padat. Contoh termasuk:

• Penunjuk pelbagai status pada peralatan rangkaian, penghala, atau pelayan (contohnya, kuasa/aktiviti/ralat).
• Lampu latar untuk butang atau ikon pada panel kawalan, alat kawalan jauh, atau perkakas.
• Pencahayaan hiasan atau paparan status dalam interior automotif (fungsi bukan kritikal).
• Penunjuk status peranti elektronik mudah alih.

Sekatan Aplikasi Penting:Lembaran data dengan jelas menyatakan LED ini adalah untuk "peralatan elektronik biasa." Ia tidak layak untuk aplikasi kritikal keselamatan di mana kegagalan boleh membahayakan nyawa atau kesihatan, seperti dalam penerbangan, sokongan hayat perubatan, atau sistem keselamatan pengangkutan. Untuk aplikasi sedemikian, komponen dengan kelayakan kebolehpercayaan yang sesuai mesti diperoleh.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pembatas Arus:Sentiasa gunakan perintang pembatas arus luaran atau pemacu arus malar untuk setiap saluran warna. Kira nilai perintang berdasarkan voltan bekalan, voltan hadapan LED (VF, gunakan nilai Maks. untuk keselamatan), dan arus hadapan yang dikehendaki (IF, jangan melebihi rating DC).
• Pengurusan Haba:Walaupun pelesapan kuasa adalah rendah, pastikan kawasan kuprum PCB atau via haba yang mencukupi jika beroperasi pada suhu ambien tinggi atau arus maksimum untuk mengekalkan suhu simpang dalam had dan memastikan kebolehpercayaan jangka panjang dan output cahaya yang stabil.
• Reka Bentuk Pad PCB:Ikuti susun atur pad yang disyorkan daripada lukisan pakej lembaran data untuk memastikan pembentukan sambungan pateri yang betul dan kestabilan mekanikal semasa alir balik.
• Perlindungan ESD:Walaupun tidak dinyatakan secara jelas, langkah berjaga-jaga pengendalian ESD piawai untuk peranti semikonduktor adalah disyorkan semasa pemasangan.

8. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Walaupun perbandingan langsung dengan nombor bahagian lain tidak disediakan dalam lembaran data tunggal ini, ciri pembezaan utama komponen ini boleh disimpulkan:

• Tiga Warna dalam Satu Pakej:Menggabungkan tiga warna diskret, menjimatkan ruang PCB dan kos pemasangan berbanding menggunakan tiga LED satu warna berasingan.
• Sudut Pandangan Luas (120°):Kanta resap memberikan keterlihatan omnidirectional, lebih baik daripada LED sudut sempit yang digunakan untuk pancaran fokus.
• Kecerahan Hijau Tinggi:Cip hijau menawarkan keamatan bercahaya yang jauh lebih tinggi (sehingga 900 mcd) berbanding oren dan biru, yang mungkin direka untuk mengimbangi kecerahan yang dirasakan merentasi warna kerana kepekaan mata manusia.
• Pembungkusan Teguh:Keserasian dengan alir balik IR dan penempatan automatik menunjukkan pakej yang direka untuk proses pemasangan SMT moden dan boleh dipercayai.
• Pembin Piawai:Struktur pembin yang ditakrifkan membolehkan prestasi optik yang boleh diramal dan konsisten dalam pengeluaran.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S1: Bolehkah saya memandu ketiga-tiga warna pada arus DC maksimum mereka (30mA Oren, 20mA Hijau/Biru) serentak?

J: Tidak. Rating Mutlak Maksimum untuk jumlah Pelesapan Kuasa (Pd) tidak boleh dilebihi. Operasi serentak pada arus maksimum akan mengakibatkan jumlah pelesapan kuasa melebihi had 80mW untuk pakej (dikira sebagai VF*IF untuk setiap cip dan dijumlahkan). Anda mesti menurunkan arus operasi atau menggunakan operasi berdenyut untuk kekal dalam had jumlah Pd.

S2: Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Puncak dan Panjang Gelombang Dominan?

J: Panjang Gelombang Puncak (λP) adalah puncak fizikal spektrum cahaya yang dipancarkan oleh LED. Panjang Gelombang Dominan (λd) adalah nilai yang dikira yang mewakili warna yang dirasakan sebagai panjang gelombang tunggal pada carta CIE. Untuk LED monokromatik, ia sering hampir; untuk spektrum yang lebih luas (seperti hijau), ia boleh berbeza lebih banyak. λd lebih relevan untuk pemadanan warna.

S3: Mengapakah rating arus songsang penting jika LED bukan untuk operasi songsang?

J: Rating IR (10 μA maks pada 5V) adalah spesifikasi bocor. Ia memastikan jika voltan songsang kecil secara tidak sengaja dikenakan (contohnya, semasa transien litar atau dalam reka bentuk berbilang), peranti tidak akan menarik arus berlebihan. Ia adalah parameter kebolehpercayaan, bukan keadaan operasi.

S4: Betapa kritikalnya jangka hayat lantai 168 jam selepas membuka beg?

J: Sangat kritikal untuk pematerian alir balik. Lembapan yang diserap ke dalam pakej plastik boleh mengewap dengan cepat semasa kitaran alir balik suhu tinggi, menyebabkan delaminasi dalaman, retak, atau "popcorning," yang membawa kepada kegagalan. Mematuhi tetingkap 168 jam atau mengikuti prosedur pembakaran adalah penting untuk hasil dan kebolehpercayaan.

10. Kes Reka Bentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk penunjuk status untuk peranti yang dikuasakan oleh rel 5V. Penunjuk mesti menunjukkan Oren untuk "Siap Sedia," Hijau untuk "Operasi Normal," dan Biru untuk "Ralat." Hanya satu warna menyala pada satu masa.

Langkah Reka Bentuk:

1. Pilih Arus Operasi:Pilih nilai piawai yang selamat seperti 15mA untuk semua warna, jauh di bawah maksimum DC, memastikan jangka hayat panjang dan mengurangkan beban haba.
2. Kira Perintang Pembatas Arus:
   • Gunakan VF maksimum daripada lembaran data untuk margin keselamatan: Oren: 2.4V, Hijau: 3.8V, Biru: 3.8V.
   • Voltan Bekalan (Vs) = 5V. Formula: R = (Vs - VF) / IF.
     • R_Oren = (5V - 2.4V) / 0.015A ≈ 173 Ω (gunakan nilai piawai 180 Ω).
     • R_Hijau = (5V - 3.8V) / 0.015A ≈ 80 Ω (gunakan nilai piawai 82 Ω).
     • R_Biru = (5V - 3.8V) / 0.015A ≈ 80 Ω (gunakan nilai piawai 82 Ω).
   • Kira semula arus sebenar dengan perintang piawai: I_Oren = (5-2.4)/180 ≈ 14.4mA (selamat).
3. Semak Pelesapan Kuasa:
   • Kuasa LED tunggal kes terburuk: P = VF * IF. Menggunakan VF tipikal untuk anggaran: P_Hijau ≈ 3.3V * 0.0144A ≈ 47.5 mW, yang berada di bawah had 80 mW untuk cip Hijau/Biru. Cip Oren melesapkan lebih kurang. Oleh kerana hanya satu menyala pada satu masa, jumlah Pd pakej tidak dilebihi.
4. Susun Atur PCB:Letakkan LED dan tiga perintangnya berdekatan. Gunakan susun atur pad yang disyorkan daripada lukisan mekanikal. Pastikan penetapan pin yang betul (1=Oren, 3=Biru, 4=Hijau) dipetakan ke litar pemacu (contohnya, pin GPIO mikropengawal dengan perintang siri).
5. Litar Pemacu:Gunakan pin mikropengawal yang dikonfigurasikan sebagai salur terbuka atau dengan perintang siri untuk menyalurkan arus ke tanah (jika katod sepunya) atau sumber arus (jika anod sepunya).

11. 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 di kawasan aktif.

• LED Oren:Menggunakan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP), yang mempunyai jurang jalur sepadan dengan cahaya merah/oren/amber.
• LED Hijau & Biru:Menggunakan semikonduktor Indium Gallium Nitrida (InGaN). Dengan mengubah nisbah indium/gallium, jurang jalur boleh ditala untuk memancar merentasi spektrum biru, hijau, dan sian. Mencapai pancaran hijau yang cekap dengan InGaN adalah lebih mencabar daripada biru, yang tercermin dalam ciri prestasi yang berbeza (contohnya, voltan hadapan, kecekapan).

Ketiga-tiga cip dipasang di dalam rongga reflektif dalam pakej plastik. Kanta epoksi resap membungkus cip-cip, memberikan perlindungan persekitaran, membentuk pancaran output cahaya (sudut pandangan 120°), dan mencampurkan cahaya dari cip individu jika berbilang dinyalakan serentak untuk mencipta warna lain (seperti putih, jika fosfor hadir, yang tidak ada dalam peranti RGB ini).

12. Trend Teknologi

Teknologi yang diwakili oleh komponen ini berada dalam trend yang lebih luas dalam optoelektronik:

• Kecekapan Meningkat:Peningkatan berterusan dalam sains bahan dan reka bentuk cip terus meningkatkan kecekapan bercahaya (lumen per watt) LED, membolehkan output yang lebih terang pada arus yang lebih rendah atau penggunaan kuasa yang dikurangkan.
• Pengecilan:Walaupun ini adalah pakej piawai, industri mendorong ke arah LED pakej skala cip (CSP) yang lebih kecil untuk reka bentuk ultra-padat, walaupun sering mengorbankan prestasi haba dan kemudahan pengendalian.
• Konsistensi Warna yang Lebih Baik:Kemajuan dalam pertumbuhan epitaksial dan proses pembin menghasilkan taburan panjang gelombang dan keamatan yang lebih ketat, penting untuk aplikasi yang memerlukan penampilan warna seragam merentasi berbilang unit.
• Integrasi:Selain daripada pelbagai cip dalam satu pakej, terdapat trend ke arah mengintegrasikan IC pemacu LED (sumber arus malar, pengawal PWM) ke dalam pakej LED itu sendiri, memudahkan reka bentuk litar.
• Kebolehpercayaan & Kekukuhan:Bahan pakej dan teknik pembinaan yang dipertingkatkan meningkatkan rintangan kepada kitaran haba, kelembapan, dan tekanan mekanikal, memanjangkan jangka hayat operasi jauh melebihi had tradisional, menjadikan LED sesuai untuk persekitaran yang lebih mencabar.

Komponen khusus ini menggambarkan aplikasi teknologi LED yang matang dan kos efektif untuk tujuan penunjuk piawai, mengimbangi prestasi, kebolehpercayaan, dan kebolehpengilangan.