LTST-C193KRKT-2A SMD LED Spesifikasi - Ketinggian 0.35mm - Voltan Hadapan 1.6-2.2V - Warna Merah - Kuasa 75mW - Dokumen Teknikal MS

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk LTST-C193KRKT-2A, sebuah LED cip permukaan berprestasi tinggi yang direka untuk aplikasi elektronik moden yang memerlukan ketinggian komponen minimum dan prestasi yang boleh dipercayai. Peranti ini merupakan LED ekstra nipis yang menggunakan teknologi semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) termaju untuk menghasilkan output cahaya merah yang terang. Matlamat reka bentuk utamanya adalah untuk membolehkan integrasi ke dalam pemasangan yang terhad ruang tanpa menjejaskan prestasi optik atau kebolehhasilan.

Kelebihan teras komponen ini termasuk profilnya yang sangat rendah iaitu 0.35mm, yang merupakan parameter kritikal untuk elektronik pengguna nipis, paparan, dan aplikasi penunjuk. Ia direka untuk serasi dengan barisan pemasangan automatik pick-and-place standard dan proses pematerian reflow volum tinggi, termasuk kedua-dua kaedah inframerah (IR) dan fasa wap. Produk ini diklasifikasikan sebagai Produk Hijau dan mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), menjadikannya sesuai untuk reka bentuk yang peka terhadap alam sekitar dan pasaran global.

1.1 Ciri Utama dan Sasaran Pasaran

LTST-C193KRKT-2A dicirikan oleh beberapa ciri utama yang menentukan ruang aplikasinya. Penggunaan cip AlInGaP adalah teras kepada prestasinya, menawarkan kecekapan bercahaya yang lebih tinggi dan kestabilan suhu yang lebih baik berbanding bahan LED tradisional untuk pancaran merah. Pakej ini distandardkan mengikut norma EIA (Electronic Industries Alliance), memastikan keserasian luas dengan pustaka reka bentuk industri dan peralatan pemasangan.

Sasaran pasaran untuk LED ini merangkumi pelbagai peralatan elektronik. Aplikasi utamanya terdapat dalam peranti automasi pejabat (pencetak, pengimbas, mesin salin), peralatan komunikasi (penghala, modem, suis), dan perkakas rumah di mana penunjukan status, lampu latar untuk butang, atau pencahayaan fungsi diperlukan. Profil nipisnya menjadikannya sangat menarik untuk peranti mudah alih, bingkai ultra-nipis pada monitor dan TV, dan sebarang aplikasi di mana ketinggian-Z adalah kekangan reka bentuk kritikal. Keserasian peranti dengan penempatan automatik dan pematerian reflow menjadikannya sesuai untuk pembuatan kos efektif volum tinggi.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Pemahaman menyeluruh tentang parameter elektrik, optik, dan terma adalah penting untuk reka bentuk litar dan integrasi sistem yang boleh dipercayai. Semua spesifikasi ditakrifkan 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 operasi.

• Pelesapan Kuasa (Pd):75 mW. Ini adalah jumlah maksimum kuasa yang boleh dipancarkan oleh pakej LED sebagai haba. Melebihi had ini berisiko merosakkan sambungan semikonduktor dan kanta epoksi secara terma.
• Arus Hadapan DC (IF):30 mA. Arus hadapan berterusan maksimum yang boleh digunakan. Untuk operasi berdenyut, Arus Hadapan Puncak yang lebih tinggi iaitu 80 mA dibenarkan di bawah keadaan tertentu (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms).
• Penurunan Arus Hadapan:0.4 mA/°C linear dari 25°C. Ini adalah parameter kritikal untuk pengurusan terma. Apabila suhu ambien meningkat melebihi 25°C, arus berterusan maksimum yang dibenarkan mesti dikurangkan. Contohnya, pada 50°C, arus maksimum ialah 30 mA - [0.4 mA/°C * (50-25)°C] = 20 mA.
• Voltan Songsang (VR):5 V. Menggunakan voltan pincang songsang lebih besar daripada ini boleh menyebabkan kerosakan sambungan.
• Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-55°C hingga +85°C. Julat luas ini memastikan kebolehpercayaan dalam persekitaran yang sukar.
• Toleransi Suhu Pematerian:Peranti ini boleh menahan pematerian gelombang pada 260°C selama 5 saat, reflow IR pada 260°C selama 5 saat, dan reflow fasa wap pada 215°C selama 3 minit. Parameter ini adalah penting untuk mentakrifkan tetingkap proses pemasangan.

2.2 Ciri Elektrik & Optik

Parameter ini mentakrifkan prestasi tipikal LED di bawah keadaan operasi normal.

• Keamatan Bercahaya (Iv):Julat dari minimum 1.80 mcd hingga maksimum 11.2 mcd pada arus ujian (IF) 2 mA. Keamatan sebenar untuk unit tertentu ditentukan oleh Kod Binnya (lihat Seksyen 3). Pengukuran menggunakan sensor yang ditapis untuk menghampiri lengkung tindak balas mata fotopik CIE.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):130 darjah. Ini adalah sudut penuh di mana keamatan bercahaya turun kepada separuh nilainya pada paksi tengah (0 darjah). Sudut pandangan luas seperti ini sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan luas dan meresap berbanding pancaran fokus.
• Panjang Gelombang Puncak (λP):639 nm. Ini adalah panjang gelombang di mana output kuasa spektrum adalah maksimum. Ia mentakrifkan warna merah yang dilihat.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):629 nm. Diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE, ini adalah panjang gelombang tunggal yang paling mewakili warna yang dilihat oleh mata manusia. Ia biasanya sedikit lebih pendek daripada panjang gelombang puncak untuk LED AlInGaP merah.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):20 nm. Ini menunjukkan ketulenan spektrum atau lebar jalur cahaya yang dipancarkan. Nilai yang lebih kecil menunjukkan sumber cahaya yang lebih monokromatik.
• Voltan Hadapan (VF):1.60 V hingga 2.20 V pada IF = 2 mA. Ini adalah susutan voltan merentasi LED semasa beroperasi. Ia adalah penting untuk mereka bentuk litar penghad arus. Variasi adalah disebabkan oleh toleransi pembuatan semikonduktor biasa.
• Arus Songsang (IR):10 µA maksimum pada VR = 5 V. Ini adalah arus bocor kecil yang mengalir apabila peranti dipincang songsang dalam had penarafan maksimumnya.
• Kapasitans (C):40 pF tipikal pada VF = 0V, f = 1 MHz. Kapasitans parasit ini boleh relevan dalam aplikasi pensuisan frekuensi tinggi.
• Ambang ESD (HBM):1000 V. Penarafan Model Badan Manusia ini menunjukkan sensitiviti LED kepada nyahcas elektrostatik. Ia diklasifikasikan sebagai sederhana sensitif; prosedur pengendalian ESD yang betul adalah wajib.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk mengurus variasi semula jadi dalam pembuatan semikonduktor, LED disusun ke dalam bin prestasi. LTST-C193KRKT-2A menggunakan sistem pembin terutamanya untuk Keamatan Bercahaya.

Keamatan diukur pada keadaan ujian standard IF = 2 mA. Unit disusun ke dalam bin berikut:

• Bin G:1.80 mcd (Min) hingga 2.80 mcd (Maks)
• Bin H:2.80 mcd hingga 4.50 mcd
• Bin J:4.50 mcd hingga 7.10 mcd
• Bin K:7.10 mcd hingga 11.20 mcd

Toleransi +/-15% digunakan pada had setiap bin. Pembin ini membolehkan pereka memilih LED dengan kecerahan minimum yang dijamin untuk aplikasi mereka, memastikan konsistensi dalam penampilan produk akhir, terutamanya apabila berbilang LED digunakan bersebelahan. Untuk aplikasi padanan warna kritikal, adalah disyorkan untuk berunding dengan pengilang untuk maklumat pembin kromatisiti khusus, kerana datasheet terutamanya memperincikan bin keamatan.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun datasheet menyediakan data jadual, memahami hubungan antara parameter melalui lengkung ciri adalah penting untuk reka bentuk yang teguh.

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

Hubungan antara arus hadapan (IF) dan voltan hadapan (VF) adalah tidak linear dan bersifat eksponen, tipikal untuk diod. Julat VF yang ditetapkan iaitu 1.6V-2.2V pada 2mA memberikan titik operasi utama. Pereka mesti ambil perhatian bahawa VF akan berkurangan dengan peningkatan suhu untuk arus tertentu, yang boleh menjejaskan arus yang ditarik dalam litar terhad perintang mudah jika tidak diambil kira dengan betul.

4.2 Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan

Output cahaya (keamatan bercahaya) adalah lebih kurang berkadar dengan arus hadapan dalam julat operasi tipikal. Walau bagaimanapun, kecekapan (lumen per watt) mungkin memuncak pada arus tertentu dan kemudian berkurangan disebabkan kesan terma dan elektrik. Beroperasi pada atau di bawah arus DC yang disyorkan memastikan kecekapan dan jangka hayat optimum.

4.3 Kebergantungan Suhu

Prestasi LED dipengaruhi dengan ketara oleh suhu. Kesan utama termasuk:

• Keamatan Bercahaya:Output berkurangan apabila suhu sambungan meningkat. Penurunan arus hadapan berkait langsung dengan mengurus kesan terma ini untuk mengekalkan kecerahan dan kebolehpercayaan.
• Voltan Hadapan:VF biasanya berkurangan dengan peningkatan suhu (pekali suhu negatif).
• Panjang Gelombang:Panjang gelombang puncak dan dominan akan beralih sedikit (biasanya ke panjang gelombang yang lebih panjang) apabila suhu meningkat, yang boleh menjejaskan persepsi warna dalam aplikasi ketepatan.

5. Maklumat Mekanikal & Pakej

5.1 Dimensi Pakej dan Polarity

LED ini dibungkus dalam pakej permukaan yang sangat padat. Ciri mekanikal penentunya ialah ketinggiannya hanya 0.35 mm. Lukisan berdimensi terperinci disediakan dalam datasheet, termasuk panjang, lebar, dan lokasi kanta optik. Pakej ini mengikut tapak kaki LED cip standard. Polarity ditunjukkan oleh tanda atau sudut serong pada pakej. Orientasi yang betul semasa pemasangan adalah kritikal, kerana menggunakan pincang songsang boleh merosakkan peranti.

5.2 Reka Bentuk Pad Pateri Disyorkan

Untuk memastikan sambungan pateri yang boleh dipercayai dan penjajaran yang betul semasa reflow, susun atur pad pateri khusus (corak tanah) dicadangkan. Datasheet menyediakan dimensi ini. Pematuhan kepada corak ini membantu mengelakkan isu seperti "tombstoning" (di mana satu hujung komponen terangkat dari pad) atau salah jajaran. Ketebalan stensil disyorkan maksimum 0.10mm ditetapkan untuk mengawal jumlah pes pateri yang didepositkan.

6. Panduan Pematerian & Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Reflow

Datasheet menyediakan dua profil reflow inframerah (IR) yang dicadangkan: satu untuk proses pateri biasa (timah-plumbum) dan satu untuk proses pateri bebas Pb. Profil bebas Pb biasanya mempunyai suhu puncak yang lebih tinggi (contohnya, 260°C) untuk menampung takat lebur yang lebih tinggi bagi aloi bebas Pb seperti SAC (Sn-Ag-Cu). Kedua-dua profil termasuk parameter kritikal:

• Pra-panas/Peningkatan:Fasa pemanasan terkawal untuk membawa papan dan komponen ke suhu secara beransur-ansur, meminimumkan kejutan terma dan mencegah percikan pes pateri.
• Rendam/Pra-reflow:Dataran suhu untuk membolehkan fluks dalam pes pateri diaktifkan dan bahan meruap keluar, dan menyamakan suhu merentasi pemasangan.
• Reflow/Puncak:Suhu melebihi titik cecair pateri, membolehkannya cair, membasahkan pad dan terminal komponen, dan membentuk sambungan metalurgi yang betul. Masa di atas cecair (TAL) dan suhu puncak mesti dikawal dalam toleransi LED (5 saat pada 260°C maks).
• Penyejukan:Penyejukan terkawal untuk memejalkan sambungan dan meminimumkan tekanan terma.

6.2 Langkah Berjaga-jaga Penyimpanan dan Pengendalian

Penyimpanan yang betul adalah penting untuk mengekalkan kebolehpaterian. LED yang dikeluarkan dari pembungkusan halangan kelembapan asalnya adalah higroskopik dan boleh menyerap kelembapan. Jika disimpan untuk tempoh lanjutan (lebih daripada 672 jam atau 28 hari) di luar pek kering, ia mesti dibakar (contohnya, pada 60°C selama 24 jam) sebelum reflow untuk mengeluarkan kelembapan dan mencegah "popcorning" atau keretakan pakej semasa proses pematerian suhu tinggi. Untuk penyimpanan jangka panjang, gunakan bekas tertutup dengan bahan pengering atau atmosfera nitrogen.

6.3 Pembersihan

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

7. Pembungkusan dan Maklumat Pesanan

LTST-C193KRKT-2A dibekalkan dalam pembungkusan standard industri untuk pemasangan automatik.

• Pita dan Gegelung:Komponen diletakkan dalam pita pembawa timbul, yang kemudiannya dimeterai dengan pita penutup. Lebar pita ialah 8mm.
• Saiz Gegelung:7 inci diameter.
• Kuantiti per Gegelung:5000 keping.
• Kuantiti Pesanan Minimum (MOQ):500 keping untuk baki kuantiti.
• Piawaian Pembungkusan:Mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481-1-A, memastikan keserasian dengan pemakan pita standard pada mesin penempatan.

Nombor bahagian LTST-C193KRKT-2A itu sendiri menyandikan atribut produk khusus, walaupun butiran konvensyen penamaan penuh biasanya terdapat dalam panduan pemilihan produk berasingan.

8. Cadangan Reka Bentuk Aplikasi

8.1 Reka Bentuk Litar Pemacu

LED adalah peranti didorong arus. Aspek paling kritikal litar pemacu ialah kawalan arus. Perintang siri ringkas adalah kaedah paling biasa, tetapi reka bentuknya memerlukan perhatian.

Mengira Perintang Siri (R_S):

R_S= (V_SUPPLY- V_F) / I_F

Di mana:

V_SUPPLY= Voltan bekalan kuasa

V_F= Voltan hadapan LED (gunakan nilai maksimum dari datasheet, 2.2V, untuk reka bentuk konservatif)

I_F= Arus hadapan yang dikehendaki (mesti ≤ 30 mA DC)

Contoh:Untuk bekalan 5V dan arus sasaran 20 mA:

R_S= (5V - 2.2V) / 0.020 A = 140 Ω. Nilai standard terdekat (contohnya, 150 Ω) akan dipilih, menghasilkan arus yang sedikit lebih rendah.

Pertimbangan Penting - Sambungan Selari:Menyambungkan berbilang LED secara langsung secara selari dengan satu perintang penghad arus tidak disyorkan (Litar B dalam datasheet). Disebabkan variasi semula jadi dalam ciri I-V LED individu (walaupun dari bin yang sama), satu LED mungkin menarik arus yang jauh lebih tinggi daripada yang lain, membawa kepada kecerahan tidak sekata dan tekanan berlebihan berpotensi pada satu peranti. Amalan yang disyorkan ialah menggunakan perintang siri berasingan untuk setiap LED (Litar A). Untuk memacu berbilang LED dengan cekap, pemacu IC arus malar atau litar pemacu LED khusus adalah lebih disukai.

8.2 Pengurusan Terma

Walaupun kuasanya rendah, pengurusan terma yang berkesan adalah penting untuk jangka hayat dan prestasi stabil. Faktor penurunan 0.4 mA/°C mesti digunakan dalam reka bentuk di mana suhu ambien berhampiran LED dijangka meningkat dengan ketara (contohnya, di dalam bekas tertutup, berhampiran komponen lain yang menjana haba). Memastikan aliran udara yang mencukupi atau pelepasan terma dalam susun atur PCB boleh membantu mengurangkan kenaikan suhu.

8.3 Perlindungan ESD

Dengan ambang ESD 1000V (HBM), LED adalah terdedah kepada kerosakan daripada nyahcas elektrostatik biasa. Pelaksanaan langkah perlindungan ESD adalah tidak boleh dirunding:

• Gunakan stesen kerja dibumikan, tikar lantai konduktif, dan tali pergelangan tangan.
• Simpan dan pindahkan komponen dalam pembungkusan anti-statik.
• Pertimbangkan untuk memasukkan diod penindasan voltan sementara (TVS) atau litar perlindungan lain pada PCB jika LED disambungkan ke antara muka luar yang boleh terdedah kepada peristiwa ESD.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

LTST-C193KRKT-2A membezakannya dalam pasaran terutamanya melalui profil ultra-nipis 0.35mmnya. Berbanding dengan LED cip standard yang selalunya 0.6mm atau 1.0mm tinggi, ini mewakili pengurangan 40-65%, membolehkan kemungkinan reka bentuk industri baru. Penggunaan teknologi AlInGaP memberikan kelebihan berbanding LED merah GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide) lama, menawarkan kecekapan lebih tinggi (lebih output cahaya per mA), kestabilan suhu lebih baik, dan warna merah yang lebih tepu dan "lebih tulen". Keserasiannya dengan proses reflow suhu tinggi bebas plumbum (Pb-free) menjadikannya tahan masa depan untuk peraturan dan barisan pembuatan moden.

10. Soalan Lazim (FAQ)

S1: Bolehkah saya memacu LED ini terus dari pin mikropengawal 3.3V?

J: Mungkin, tetapi ia memerlukan pengiraan. Dengan VF tipikal ~1.9V, perintang siri diperlukan untuk menghadkan arus. Walau bagaimanapun, anda mesti memastikan pin MCU boleh membekalkan arus yang diperlukan (contohnya, 20mA) tanpa melebihi spesifikasi sendiri. Menggunakan transistor sebagai suis selalunya pendekatan yang lebih selamat dan fleksibel.

S2: Mengapakah keamatan bercahaya ditetapkan pada arus rendah (2mA)?

J: 2mA adalah keadaan ujian standard untuk LED penunjuk arus rendah. Ia membolehkan perbandingan mudah antara produk berbeza dan menyediakan garis asas. Keamatan akan lebih tinggi pada arus yang lebih tinggi, tetapi hubungannya tidak linear sempurna, dan kecekapan mungkin turun.

S3: Datasheet menunjukkan sudut pandangan luas (130°). Bagaimana jika saya memerlukan pancaran yang lebih fokus?

J: Pakej khusus ini direka untuk pancaran sudut luas. Untuk pancaran yang lebih sempit, anda perlu memilih LED dalam pakej berbeza (contohnya, dengan kanta lebih kecil atau pemantul terbina dalam) atau menggunakan optik sekunder luaran (seperti kanta pengkolimatan).

S4: Bagaimanakah saya mentafsir kod bin semasa membuat pesanan?

J: Nyatakan bin keamatan yang diperlukan (G, H, J, atau K) berdasarkan kecerahan minimum yang diperlukan untuk aplikasi anda. Contohnya, jika reka bentuk anda memerlukan sekurang-kurangnya 5.0 mcd, anda mesti memesan Bin J (4.50-7.10 mcd) atau Bin K (7.10-11.20 mcd). Memesan "kecerahan standard" mungkin menghasilkan sebarang bin, berpotensi menyebabkan ketidakpadanan kecerahan dalam produk anda.

11. Contoh Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Contoh 1: Penunjuk Status pada Peranti Mudah Alih

Dalam telefon pintar atau tablet nipis, ruang di belakang fasad kaca atau plastik adalah sangat terhad. Ketinggian 0.35mm LED ini membolehkannya diletakkan terus pada PCB utama di bawah pandu cahaya nipis atau filem penyebar, menunjukkan status pengecasan, amaran pemberitahuan, atau lampu latar butang kapasitif tanpa meningkatkan ketebalan peranti.

Contoh 2: Lampu Latar untuk Suis Membran

Untuk panel kawalan industri atau peralatan perubatan dengan papan kekunci membran, pencahayaan sekata di bawah setiap kekunci adalah penting. Berbilang LED LTST-C193KRKT-2A boleh diletakkan di sekeliling tepi panel suis. Sudut pandangan luas mereka membantu mencipta lampu latar seragam merentasi kawasan kekunci. Kaedah pemacu perintang-berasingan-setiap-LED memastikan semua kekunci mempunyai kecerahan konsisten tanpa mengira variasi VF.

Contoh 3: Integrasi ke dalam Paparan Bingkai Ultra-Nipis

Monitor dan TV moden berusaha untuk bingkai yang hanya beberapa milimeter lebar. LED ini boleh dipasang pada litar bercetak fleksibel (FPC) yang berjalan di sepanjang tepi panel paparan untuk menyediakan pencahayaan pincang ambien atau penunjuk kuasa halus, menyumbang kepada estetik yang anggun tanpa menjejaskan profil nipis.

12. Pengenalan Prinsip Teknologi

LTST-C193KRKT-2A adalah berdasarkan teknologi semikonduktor AlInGaP. Sistem bahan ini ditumbuhkan secara epitaksial pada substrat. Apabila voltan hadapan digunakan merentasi sambungan p-n, elektron dan lubang disuntik ke dalam rantau aktif di mana mereka bergabung semula. Dalam AlInGaP, penggabungan semula ini terutamanya membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya) dalam bahagian merah hingga kuning-oren spektrum boleh lihat. Nisbah khusus Aluminium, Indium, Gallium, dan Fosfida dalam kekisi kristal menentukan tenaga jurang jalur dan seterusnya panjang gelombang cahaya yang dipancarkan. Kanta "jernih air" biasanya diperbuat daripada epoksi atau silikon yang telus kepada panjang gelombang yang dipancarkan dan dibentuk untuk membentuk corak output cahaya (dalam kes ini, sudut pandangan luas).

13. Trend dan Perkembangan Industri

Trend dalam LED penunjuk dan pencahayaan fungsi terus ke arah pengecilan, kecekapan lebih tinggi, dan integrasi lebih besar. Ketinggian 0.35mm komponen ini mewakili usaha berterusan untuk pakej yang lebih nipis. Perkembangan masa depan mungkin termasuk pakej skala cip (CSP) yang lebih nipis di mana die LED dipasang terus tanpa pakej plastik tradisional. Terdapat juga trend kuat ke arah kebolehpercayaan lebih tinggi dan jangka hayat lebih panjang di bawah keadaan operasi suhu lebih tinggi, didorong oleh aplikasi automotif dan industri. Tambahan pula, permintaan untuk konsistensi warna tepat dan toleransi pembin yang lebih ketat semakin meningkat untuk aplikasi dalam lampu latar paparan dan pencahayaan seni bina di mana padanan warna adalah kritikal. Teknologi AlInGaP asas terus diperhalusi untuk kecekapan lebih tinggi, berpotensi mengurangkan penggunaan kuasa untuk output cahaya tertentu dalam generasi akan datang.