LTST-E683RGBW SMD LED Spesifikasi - 3.2x2.8x1.9mm - Merah 2.4V/Hijau 3.8V/Biru 3.8V - 72-80mW - Dokumentasi Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTST-E683RGBW ialah peranti permukaan-pasang (SMD) LED yang menggabungkan tiga sumber cahaya semikonduktor berbeza dalam satu pakej padat. Ia menggabungkan cip AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) untuk pancaran merah dengan dua cip InGaN (Indium Gallium Nitrida) untuk pancaran hijau dan biru, semuanya dilindungi oleh lensa resap. Konfigurasi ini membolehkan penjanaan spektrum warna yang luas, termasuk cahaya putih apabila ketiga-tiga warna dicampur pada keamatan yang sesuai. Aplikasi utamanya ialah dalam lampu latar, penunjuk status, pencahayaan hiasan, dan modul paparan penuh warna di mana penjimatan ruang dan pemasangan automatik adalah kritikal. Kelebihan terasnya termasuk keserasian dengan proses pateri inframerah dan reflow standard, pembinaan bebas plumbum yang mematuhi arahan RoHS, dan pembungkusan yang sesuai untuk peralatan pick-and-place automatik volum tinggi pada gegelung pita 8mm.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Pengendalian LED secara berterusan pada atau berhampiran had ini tidak disyorkan. Parameter utama termasuk:

• Pelesapan Kuasa (Pd):Merah: 72mW, Hijau/Biru: 80mW. Ini ialah kuasa maksimum yang dibenarkan yang boleh dilesapkan oleh LED sebagai haba di bawah operasi DC berterusan pada suhu ambien 25°C. Melebihi had ini berisiko menyebabkan lari haba dan mengurangkan jangka hayat.
• Arus Hadapan Puncak (Ifp):Merah: 80mA, Hijau/Biru: 100mA. Ini ialah arus berdenyut maksimum yang dibenarkan, ditentukan pada kitaran tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1ms. Ia jauh lebih tinggi daripada penarafan DC, membenarkan kilasan intensiti tinggi yang singkat.
• Arus Hadapan DC (If):Merah: 30mA, Hijau/Biru: 20mA. Ini ialah arus hadapan berterusan maksimum yang disyorkan untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai. Menggerakkan LED melebihi nilai ini akan meningkatkan output cahaya tetapi juga menjana lebih banyak haba, berpotensi merosakkan bahan semikonduktor dan fosfor (jika ada) dari masa ke masa.
• Julat Suhu:Operasi: -40°C hingga +85°C; Penyimpanan: -40°C hingga +100°C. Julat ini memastikan integriti mekanikal dan elektrik LED semasa penggunaan dan tempoh tidak beroperasi.

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik

Ini ialah parameter prestasi tipikal yang diukur di bawah keadaan ujian standard (Ta=25°C, If=20mA).

• Keamatan Bercahaya (Iv):Diukur dalam millicandelas (mcd), ia mewakili kecerahan LED yang dilihat oleh mata manusia (menggunakan penapis fotopik CIE). Julat yang ditentukan ialah: Merah: 71-224 mcd, Hijau: 355-900 mcd, Biru: 140-355 mcd. Cip hijau biasanya menunjukkan keberkesanan bercahaya tertinggi.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):Nilai tipikal 120 darjah menunjukkan corak pancaran cahaya yang luas dan resap. Sudut ini ditakrifkan sebagai sudut penuh di mana keamatan bercahaya turun kepada separuh daripada nilainya pada paksi tengah (0 darjah).
• Panjang Gelombang Puncak (λp) & Panjang Gelombang Dominan (λd):λp (Merah: 639nm, Hijau: 518nm, Biru: 468nm) ialah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum. λd (Merah: 631nm, Hijau: 525nm, Biru: 470nm) ialah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia untuk sepadan dengan warna LED, diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE. Ia berkait rapat tetapi tidak sama, terutamanya untuk sumber spektrum luas.
• Lebar Separuh Garisan Spektrum (Δλ):Parameter ini, biasanya 20nm (Merah), 35nm (Hijau), dan 25nm (Biru), menunjukkan ketulenan spektrum atau lebar jalur cahaya yang dipancarkan. Nilai yang lebih kecil bermaksud sumber cahaya yang lebih monokromatik.
• Voltan Hadapan (Vf):Susut voltan merentasi LED apabila digerakkan pada 20mA. Julat ialah: Merah: 1.8-2.4V, Hijau: 2.8-3.8V, Biru: 2.8-3.8V. Vf yang lebih tinggi untuk cip InGaN hijau dan biru berbanding cip AlInGaP merah adalah disebabkan oleh tenaga jurang jalur semikonduktor mereka yang berbeza. Perintang had arus atau pemacu arus malar adalah penting untuk operasi yang betul.
• Arus Songsang (Ir):Maksimum 10μA pada VR=5V. LED ini tidak direka untuk operasi bias songsang. Menggunakan voltan songsang boleh menyebabkan kegagalan serta-merta dan bencana disebabkan oleh voltan pecah songsang yang rendah pada simpang semikonduktor.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin prestasi. Datasheet menyediakan kod bin untuk keamatan bercahaya sahaja untuk setiap warna.

• Bin Keamatan Bercahaya Merah:Q1 (71-90 mcd), Q2 (90-112 mcd), R1 (112-140 mcd), R2 (140-180 mcd), S1 (180-224 mcd). Toleransi dalam setiap bin ialah ±11%.
• Bin Keamatan Bercahaya Hijau:T2 (355-450 mcd), U1 (450-560 mcd), U2 (560-710 mcd), V1 (710-900 mcd). Toleransi dalam setiap bin ialah ±11%.
• Bin Keamatan Bercahaya Biru:R2 (140-180 mcd), S1 (180-224 mcd), S2 (224-280 mcd), T1 (280-355 mcd). Toleransi dalam setiap bin ialah ±11%.

Apabila membuat pesanan atau mereka bentuk, menentukan kod bin yang diperlukan adalah penting untuk mencapai rupa seragam dalam tatasusunan atau paparan. Mencampurkan bin boleh menyebabkan variasi kecerahan atau warna yang ketara.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun PDF merujuk kepada keluk ciri tipikal pada halaman 5, graf khusus tidak disediakan dalam teks. Berdasarkan tingkah laku LED standard, keluk ini biasanya termasuk:

• Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Keluk I-V):Menunjukkan hubungan eksponen. Voltan "lutut" adalah di mana konduksi bermula, selepas itu arus meningkat dengan cepat dengan peningkatan voltan yang kecil.
• Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan (Keluk I-L):Secara amnya linear pada arus yang lebih rendah, tetapi mungkin tepu pada arus yang lebih tinggi disebabkan oleh kesan droop haba dan kecekapan.
• Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien:Menunjukkan bagaimana output cahaya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. LED AlInGaP merah biasanya mempunyai kesan pemadaman haba yang lebih ketara berbanding LED InGaN biru/hijau.
• Taburan Kuasa Spektrum:Graf yang menunjukkan keamatan relatif cahaya yang dipancarkan merentasi spektrum panjang gelombang untuk setiap cip warna.

Keluk ini adalah penting untuk memahami tingkah laku LED di bawah keadaan bukan standard (arus pemacu berbeza, suhu) dan untuk reka bentuk pengurusan haba.

5. Maklumat Mekanikal & Pakej

5.1 Dimensi Pakej

LED mematuhi tapak kaki pakej SMD standard EIA. Dimensi utama (dalam mm, toleransi ±0.2mm melainkan dinyatakan) mentakrifkan penempatannya pada PCB. Penetapan pin ialah: Pin 1: Anod untuk Merah, Pin 4: Anod untuk Hijau, Pin 3: Anod untuk Biru. Katod sepunya berkemungkinan disambungkan secara dalaman kepada pin lain atau pad haba (sambungan khusus perlu pengesahan daripada lukisan dimensi). Lensa resap membantu mencapai sudut pandangan yang lebih luas dan seragam.

5.2 Reka Bentuk Pad PCB yang Disyorkan

Gambar rajah corak landasan dicadangkan untuk pateri reflow inframerah atau fasa wap. Mengikuti cadangan ini memastikan pembentukan sendi pateri yang betul, konduksi haba yang baik dari simpang LED, dan kestabilan mekanikal. Reka bentuk pad mengambil kira pembentukan fillet pateri dan mencegah "tombstoning" semasa reflow.

6. Panduan Pateri & Pemasangan

6.1 Profil Pateri Reflow

Untuk proses bebas plumbum, profil yang mematuhi J-STD-020B dicadangkan. Parameter utama termasuk:

• Pra-panas:150-200°C untuk maksimum 120 saat untuk memanaskan papan secara beransur-ansur dan mengaktifkan fluks.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C. Masa di atas likuidus (biasanya ~217°C untuk pateri bebas plumbum) harus dikawal untuk membentuk sendi yang boleh dipercayai tanpa terlalu panas LED.
• Jumlah Masa Pateri:Maksimum 10 saat pada suhu puncak, dengan maksimum dua kitaran reflow dibenarkan.

Pematuhan kepada profil ini menghalang kejutan haba, yang boleh memecahkan lensa epoksi atau die semikonduktor, dan menghalang pertumbuhan interlogam yang berlebihan pada sendi pateri.

6.2 Pateri Tangan

Jika perlu, pateri tangan dengan besi pateri dibenarkan dengan had ketat: suhu hujung besi tidak melebihi 300°C, dan masa pateri tidak melebihi 3 saat setiap sendi. Hanya satu kitaran pateri tangan dibenarkan. Menggunakan besi terus ke badan LED mesti dielakkan; haba harus dikenakan pada pad PCB.

6.3 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pateri diperlukan, hanya pelarut berasaskan alkohol yang ditentukan seperti etil alkohol atau isopropil alkohol harus digunakan pada suhu normal selama kurang daripada satu minit. Bahan kimia keras atau tidak ditentukan boleh merosakkan bahan lensa epoksi, menyebabkan kekaburan, keretakan, atau perubahan warna.

6.4 Penyimpanan & Kepekaan Kelembapan

Pakej LED adalah sensitif kepada kelembapan. Jika beg kalis lembap tertutup asal (dengan desiccant) tidak dibuka, penyimpanan harus pada ≤30°C dan ≤70% RH, dengan tempoh penggunaan-dalam yang disyorkan satu tahun. Sebaik sahaja beg dibuka, komponen harus disimpan pada ≤30°C dan ≤60% RH. Komponen yang terdedah kepada kelembapan ambien selama lebih daripada 168 jam (7 hari) harus dibakar pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 48 jam sebelum pateri reflow untuk mengeluarkan kelembapan yang diserap dan mencegah "popcorning" (keretakan pakej disebabkan oleh pengembangan wap pantas semasa reflow).

7. Pembungkusan & Maklumat Pesanan

Produk dibekalkan dalam pembungkusan standard industri untuk pemasangan automatik:

• Pita & Gegelung:Komponen diletakkan dalam pita pembawa lebar 8mm.
• Saiz Gegelung:7 inci (178mm) diameter.
• Kuantiti per Gegelung:2000 keping.
• Kuantiti Pesanan Minimum (MOQ):500 keping untuk kuantiti baki.
• Pita Penutup:Poket kosong dimeterai dengan pita penutup atas.
• Komponen Hilang:Maksimum dua LED hilang berturut-turut dibenarkan setiap spesifikasi gegelung.
• Standard:Pembungkusan mematuhi spesifikasi EIA-481-1-B.

Nombor bahagian LTST-E683RGBW mengikuti sistem pengekodan dalaman pengilang, di mana "RGBW" menunjukkan gabungan warna yang mampu menghasilkan cahaya putih.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

• Panel Paparan Penuh Warna:Digunakan sebagai piksel individu atau sub-piksel dalam dinding video besar atau papan tanda dalaman.
• Lampu Latar:Untuk panel LCD dalam elektronik pengguna, papan pemuka automotif, atau kawalan industri, sering digabungkan dengan panduan cahaya dan penyebar.
• Lampu Status & Penunjuk:Dalam peralatan rangkaian, perkakas, dan instrumentasi di mana pengekodan status pelbagai warna diperlukan.
• Pencahayaan Hiasan & Seni Bina:Dalam jalur atau modul untuk kesan perubahan warna.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pemacu Arus:Sentiasa gunakan pemacu arus malar atau perintang had arus bersiri dengan setiap saluran warna. Kira nilai perintang menggunakan R = (Vsupply - Vf_LED) / If. Gunakan Vf maksimum dari datasheet untuk memastikan arus tidak melebihi had walaupun dengan LED Vf tinggi.
• Pengurusan Haba:Walaupun pelesapan kuasa adalah rendah, susun atur PCB yang betul dengan kawasan kuprum yang mencukupi (pad haba) adalah penting untuk mengalirkan haba dari simpang LED, terutamanya apabila digerakkan pada arus tinggi atau dalam suhu ambien tinggi. Ini mengekalkan output cahaya dan jangka hayat.
• Pencampuran & Kawalan Warna:Untuk mencapai warna tertentu atau titik putih, modulasi lebar denyut (PWM) adalah kaedah pilihan untuk kawalan keamatan setiap saluran, kerana ia mengekalkan voltan hadapan dan kromatisiti warna yang konsisten tidak seperti pendim analog.
• Perlindungan ESD:LED sensitif kepada nyahcas elektrostatik. Laksanakan prosedur pengendalian selamat ESD semasa pemasangan.

9. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Walaupun perbandingan langsung dengan model lain tidak terdapat dalam PDF, pembeza utama LTST-E683RGBW boleh disimpulkan:

• Pakej RGB Bersepadu:Menggabungkan tiga cip dalam satu tapak kaki 3.2x2.8mm, menjimatkan ruang PCB berbanding menggunakan tiga LED satu warna diskret.
• Lensa Sudut Luas Resap:Sudut pandangan 120 darjah menyediakan corak pancaran yang luas dan seragam sesuai untuk aplikasi yang memerlukan kon pandangan luas tanpa optik sekunder.
• Keserasian Proses:Keserasian eksplisit dengan pateri reflow inframerah/standard dan penempatan automatik menjadikannya sesuai untuk pembuatan volum tinggi, kos efektif.
• Pilihan Bahan:Penggunaan AlInGaP untuk merah menawarkan kecekapan lebih tinggi dan kestabilan suhu lebih baik berbanding teknologi lama seperti GaAsP pada GaP.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

10.1 Bolehkah saya menggerakkan LED merah pada 30mA dan hijau/biru pada 20mA secara serentak?

Ya, anda boleh menggerakkan setiap saluran secara bebas pada arus hadapan DC maksimum masing-masing. Walau bagaimanapun, jumlah pelesapan kuasa untuk pakej mesti dipertimbangkan. Jika ketiga-tiganya menyala pada arus maks, kira jumlah kuasa: Pred = 30mA * 2.4V(maks) = 72mW; Phijau = 20mA * 3.8V(maks) = 76mW; Pbiru = 20mA * 3.8V(maks) = 76mW. Jumlah (224mW) berkemungkinan melebihi keupayaan pelesapan jumlah pakej. Oleh itu, operasi kuasa penuh serentak mungkin memerlukan penyahkadar atau pengurusan haba dipertingkatkan. Rujuk data rintangan haba terperinci jika ada.

10.2 Mengapakah voltan hadapan berbeza untuk setiap warna?

Voltan hadapan terutamanya ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor. AlInGaP (merah) mempunyai jurang jalur lebih rendah (~1.9-2.0 eV) daripada InGaN (hijau/~2.4 eV, biru/~2.7 eV). Jurang jalur lebih tinggi memerlukan lebih banyak tenaga untuk elektron melintasi, menghasilkan susut voltan hadapan yang lebih tinggi.

10.3 Bagaimanakah saya mencapai cahaya putih dengan LED RGB ini?

Cahaya putih dicipta dengan mencampurkan tiga warna utama (merah, hijau, biru) dalam nisbah keamatan tertentu. Tiada nisbah "betul" tunggal, kerana ia bergantung pada titik putih sasaran (contohnya, putih sejuk, putih suam). Anda perlu bereksperimen dengan tahap arus berbeza atau kitaran tugas PWM untuk setiap saluran. Menggunakan mikropengawal dengan output PWM adalah pendekatan paling fleksibel. Perhatikan bahawa pencampuran RGB sering menghasilkan cahaya putih dengan Indeks Penghasilan Warna (CRI) lebih rendah berbanding LED putih penukaran fosfor.

10.4 Apakah yang berlaku jika saya menyambung kekutuban dengan salah?

Menggunakan voltan songsang, walaupun kecil (seperti 5V seperti dalam keadaan ujian Ir), boleh menyebabkan arus songsang tinggi mengalir, berpotensi membawa kepada kerosakan serta-merta dan tidak boleh balik (pecahan simpang). Sentiasa sahkan kekutuban sebelum menggunakan kuasa. Menggabungkan diod bersiri untuk perlindungan kekutuban songsang pada talian bekalan adalah amalan baik untuk litar keseluruhan.

11. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk penunjuk status pelbagai warna untuk peranti mudah alih. Penunjuk mesti menunjukkan merah (ralat), hijau (ok), biru (aktif), dan sian (aktif+ok) menggunakan satu LTST-E683RGBW untuk menjimatkan ruang.

Pelaksanaan:

1. Litar Pemacu:Gunakan mikropengawal dengan tiga pin GPIO berkebolehan PWM. Setiap pin disambungkan ke tapak transistor NPN isyarat kecil (contohnya, 2N3904). Kolektor setiap transistor disambungkan ke katod (sepunya) warna LED masing-masing melalui perintang had arus. Anod LED disambungkan ke rel bekalan 3.3V.
2. Pengiraan Perintang (untuk Hijau, kes terburuk Vf=3.8V):R = (3.3V - 3.8V) / 0.02A = Nilai negatif. Ini menunjukkan 3.3V tidak mencukupi untuk membias hadapan LED hijau/biru pada Vf tipikal mereka. Penyelesaian: Gunakan voltan bekalan lebih tinggi (contohnya, 5V) untuk litar LED. Kira semula untuk Hijau pada 5V: R = (5.0V - 3.8V) / 0.02A = 60 Ohm. Gunakan perintang standard 62-ohm. Untuk Merah: R = (5.0V - 2.4V) / 0.03A ≈ 87 Ohm, gunakan 91 ohm.
3. Kawalan Perisian:Aturcara mikropengawal untuk menetapkan kitaran tugas PWM: 100% untuk warna pepejal. Untuk sian (biru+hijau), tetapkan kedua-dua saluran biru dan hijau kepada 100%. Keseimbangan keintensian antara hijau dan biru boleh dilaraskan melalui PWM untuk menala warna sian.
4. Semakan Haba:Senario kuasa maksimum ialah sian (Hijau+Biru kedua-duanya pada 20mA). Pjumlah ≈ (5V-3.8V)*0.02A * 2 = 48mW, berada dalam had pakej. Pastikan PCB mempunyai tuangan kuprum kecil di bawah LED untuk penyebaran haba.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Pancaran cahaya dalam LED adalah berdasarkan elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan hadapan dikenakan, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau aktif (simpang). Apabila elektron bergabung semula dengan lubang, ia membebaskan tenaga. Dalam semikonduktor jurang jalur langsung seperti AlInGaP dan InGaN, tenaga ini dibebaskan terutamanya dalam bentuk foton (zarah cahaya). Panjang gelombang (warna) foton yang dipancarkan ditentukan oleh tenaga jurang jalur (Eg) bahan semikonduktor, mengikut persamaan λ ≈ 1240 / Eg (di mana λ dalam nm dan Eg dalam eV). Lensa epoksi resap berfungsi untuk melindungi die semikonduktor, membentuk pancaran output cahaya, dan meningkatkan pengekstrakan cahaya dari cip.

13. Trend Teknologi

Bidang LED RGB SMD didorong oleh beberapa trend utama:

• Peningkatan Kecekapan & Pencahayaan:Penambahbaikan berterusan dalam pertumbuhan epitaksial, reka bentuk cip, dan teknik pengekstrakan cahaya terus meningkatkan keberkesanan bercahaya (lumen per watt), membolehkan paparan lebih terang atau penggunaan kuasa lebih rendah.
• Pengecilan:Pakej menjadi lebih kecil (contohnya, 2.0x1.6mm, 1.6x1.6mm) sambil mengekalkan atau meningkatkan prestasi optik, membolehkan paparan resolusi lebih tinggi.
• Konsistensi Warna & Binning Dipertingkatkan:Toleransi binning yang lebih ketat untuk keamatan bercahaya, panjang gelombang dominan, dan voltan hadapan menjadi standard, mengurangkan keperluan untuk kalibrasi dalam produk akhir.
• Pemacu Bersepadu & LED Pintar:Trend yang semakin berkembang ialah integrasi litar kawalan (seperti antara muka I2C atau SPI) dalam pakej LED itu sendiri, mencipta LED RGB "pintar" boleh dialamatkan yang memudahkan reka bentuk sistem dan pendawaian.
• Kebolehpercayaan & Jangka Hayat Dipertingkatkan:Penambahbaikan dalam bahan pembungkusan (contohnya, silikon suhu tinggi menggantikan epoksi) dan teknik lekatan die meningkatkan suhu operasi maksimum dan jangka hayat keseluruhan LED, terutamanya untuk aplikasi automotif dan industri.