Spesifikasi Teknikal LTST-C193KGKT-2A - Dimensi 1.6x0.8x0.35mm - Voltan 1.6-2.2V - Warna Hijau - Dokumen Teknikal MS

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTST-C193KGKT-2A ialah peranti pemasangan permukaan (SMD) LED cip yang direka untuk aplikasi elektronik moden yang mempunyai kekangan ruang. Fungsi utamanya adalah untuk menyediakan sumber cahaya hijau yang terang dan boleh dipercayai. Kelebihan utama komponen ini terletak pada profilnya yang sangat nipis iaitu hanya 0.35mm, menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana ruang menegak adalah terhad, seperti dalam paparan ultra nipis, peranti mudah alih, dan teknologi boleh pakai. Ia menggunakan bahan semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) untuk kawasan pemancar cahaya, yang terkenal dengan penghasilan cahaya berkecekapan tinggi dalam spektrum hijau ke ambar. Peranti ini dibungkus pada pita piawai industri 8mm pada gegelung 7 inci, memastikan keserasian dengan peralatan pemasangan 'pick-and-place' automatik berkelajuan tinggi. Ia diklasifikasikan sebagai produk hijau dan mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya).

2. Tafsiran Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi pada atau melebihi had ini tidak dijamin.

• Pelesapan Kuasa (Pd):75 mW. Ini adalah jumlah kuasa maksimum yang boleh dipancarkan oleh pakej LED sebagai haba pada suhu ambien (Ta) 25°C. Melebihi ini boleh menyebabkan kepanasan berlebihan dan mengurangkan jangka hayat.
• Arus Ulang Alik Terus (IF):30 mA. Arus berterusan maksimum yang boleh dikenakan pada LED.
• Arus Ulang Alik Puncak:80 mA, tetapi hanya di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyutan 0.1ms). Ini membolehkan tempoh kecerahan yang lebih tinggi secara ringkas tanpa kerosakan haba.
• Penurunan Taraf:Arus ulang alik maksimum mesti dikurangkan secara linear sebanyak 0.4 mA untuk setiap darjah Celsius suhu ambien meningkat melebihi 25°C. Ini adalah penting untuk pengurusan haba dalam persekitaran suhu tinggi.
• Voltan Songsang (VR):5 V. Menggunakan voltan songsang yang lebih tinggi daripada ini boleh menyebabkan kegagalan serta-merta dan teruk pada simpang LED.
• Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-55°C hingga +85°C. Peranti ini dinilai untuk operasi dan penyimpanan dalam julat suhu perindustrian yang luas ini.
• Toleransi Suhu Pematerian:LED boleh menahan pematerian reflow gelombang atau inframerah pada 260°C sehingga 5 saat, dan pematerian fasa wap pada 215°C sehingga 3 minit. Ini menentukan keserasiannya dengan proses pemasangan PCB biasa.

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur pada Ta=25°C dan arus ujian piawai (IF) 2mA, melainkan dinyatakan sebaliknya.

• Keamatan Bercahaya (Iv):Julat dari minimum 1.80 mcd hingga maksimum 11.2 mcd. Nilai sebenar untuk unit tertentu bergantung pada kod bin yang ditetapkan (lihat Seksyen 3). Keamatan diukur dengan penapis yang menghampiri lengkung respons fotopik (mata manusia).
• Sudut Pandangan (2θ1/2):130 darjah. Ini adalah sudut pandangan yang sangat luas, bermakna cahaya yang dipancarkan tersebar di kawasan yang luas dan bukannya pancaran sempit. Sudut ditakrifkan sebagai titik di mana keamatan bercahaya turun kepada separuh daripada nilainya secara langsung pada paksi (0 darjah).
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λP):574 nm. Ini adalah panjang gelombang spesifik di mana LED memancarkan kuasa optik yang paling banyak.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):Julat dari 564.5 nm hingga 573.5 nm. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia yang menentukan warna (hijau, dalam kes ini). Ia diperoleh daripada output spektrum penuh dan rajah kromatisiti CIE. Bin tertentu ditakrifkan dalam julat ini.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):15 nm. Ini menunjukkan ketulenan spektrum atau lebar jalur cahaya yang dipancarkan. Nilai yang lebih kecil akan menunjukkan sumber yang lebih monokromatik (warna tulen).
• Voltan Ulang Alik (VF):Julat dari 1.60 V hingga 2.20 V pada IF=2mA. Ini adalah susutan voltan merentasi LED apabila ia mengalirkan arus. Ia adalah parameter kritikal untuk mereka bentuk litar pembatas arus.
• Arus Songsang (IR):Maksimum 10 μA pada VR=5V. Ini adalah arus bocor kecil yang mengalir apabila LED dipincang songsang dalam had penarafan maksimumnya.
• Kapasitans (C):40 pF diukur pada pincang 0V dan 1 MHz. Kapasitans parasit ini boleh relevan dalam aplikasi pensuisan frekuensi tinggi.
• Ambang Nyahcas Elektrostatik (ESD) (HBM):1000 V (Model Badan Manusia). Ini menunjukkan tahap kepekaan ESD yang sederhana. Prosedur pengendalian ESD yang betul adalah wajib untuk mengelakkan kerosakan laten atau serta-merta.

3. Penjelasan Sistem Bin

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran besar-besaran, LED disusun ke dalam bin prestasi berdasarkan parameter utama. Ini membolehkan pereka memilih bahagian yang memenuhi keperluan aplikasi khusus untuk kecerahan dan warna.

3.1 Bin Keamatan Bercahaya

Unit dikategorikan kepada empat bin (G, H, J, K) berdasarkan keamatan bercahaya mereka yang diukur pada 2mA. Setiap bin mempunyai nilai minimum dan maksimum, dengan toleransi +/-15% pada setiap bin keamatan.

• Bin G:1.80 - 2.80 mcd
• Bin H:2.80 - 4.50 mcd
• Bin J:4.50 - 7.10 mcd
• Bin K:7.10 - 11.20 mcd

3.2 Bin Panjang Gelombang Dominan

Unit juga dibin kepada tiga kumpulan (B, C, D) berdasarkan panjang gelombang dominan mereka, yang menentukan nuansa hijau yang tepat. Toleransi untuk setiap bin adalah +/- 1 nm.

• Bin B:564.5 - 567.5 nm
• Bin C:567.5 - 570.5 nm
• Bin D:570.5 - 573.5 nm

Nombor bahagian penuh (cth., LTST-C193KGKT-2A) menggabungkan kod bin ini, membolehkan pemilihan yang tepat. "K" menunjukkan bin keamatan dan huruf berikutnya (tersirat dalam contoh lembaran data) akan menunjukkan bin panjang gelombang.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun lengkung grafik khusus dirujuk dalam lembaran data (Rajah.1, Rajah.6), tingkah laku tipikal mereka boleh diterangkan berdasarkan teknologi.

4.1 Arus Ulang Alik vs. Voltan Ulang Alik (Lengkung I-V)

LED AlInGaP mempamerkan lengkung I-V ciri dengan voltan ulang alik (VF) dalam julat 1.6-2.2V pada arus rendah (2mA). Apabila arus ulang alik meningkat, VF meningkat secara logaritma. Hubungan tidak linear ini adalah sebab mengapa LED mesti didorong oleh sumber arus atau dengan perintang pembatas arus bersiri, bukan sumber voltan malar.

4.2 Keamatan Bercahaya vs. Arus Ulang Alik

Output cahaya (keamatan bercahaya) adalah lebih kurang berkadar dengan arus ulang alik dalam julat operasi yang ketara. Walau bagaimanapun, pada arus yang sangat tinggi, kecekapan menurun disebabkan peningkatan penjanaan haba (kesan droop). Arus DC dinilai 30mA menentukan titik operasi selamat untuk mengekalkan kecekapan dan jangka hayat.

4.3 Ciri-ciri Suhu

Voltan ulang alik (VF) LED mempunyai pekali suhu negatif, bermakna ia berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Sebaliknya, keamatan bercahaya dan panjang gelombang dominan juga berubah dengan suhu; biasanya, keamatan berkurangan dan panjang gelombang mungkin meningkat sedikit (anjakan merah) apabila suhu meningkat. Spesifikasi penurunan taraf (0.4 mA/°C) adalah hasil langsung daripada keperluan untuk menguruskan kesan haba ini.

5. Maklumat Mekanikal & Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej

LED mempunyai faktor bentuk pakej cip piawai EIA. Dimensi utama termasuk panjang 1.6mm, lebar 0.8mm, dan ketinggian kritikal 0.35mm. Semua toleransi dimensi biasanya ±0.10mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Pakej ini mempunyai kanta jernih air, yang tidak mengubah warna cip AlInGaP asas, membolehkan cahaya hijau asli melalui.

5.2 Pengenalpastian Polarity & Rekabentuk Pad

Lembaran data termasuk susunan pad pematerian yang dicadangkan (corak land) untuk reka bentuk PCB. Mematuhi corak ini adalah penting untuk mencapai sambungan pateri yang boleh dipercayai dan penjajaran yang betul semasa reflow. LED itu sendiri mempunyai tanda anod dan katod (biasanya takuk, serong, atau titik berhampiran katod). Polarity yang betul mesti diperhatikan semasa pemasangan, kerana sambungan songsang akan menghalang operasi dan mungkin merosakkan peranti jika penarafan voltan songsang dilebihi.

5.3 Pembungkusan Pita dan Gegelung

Komponen dibekalkan pada pita pembawa timbul lebar 8mm yang dililit pada gegelung diameter 7 inci (178mm). Setiap gegelung mengandungi 5000 keping. Pembungkusan mematuhi piawaian ANSI/EIA 481-1-A-1994, memastikan keserasian dengan feeder automatik. Pita mempunyai meterai penutup untuk melindungi komponen daripada pencemaran. Spesifikasi membenarkan maksimum dua komponen hilang berturut-turut dan kuantiti pembungkusan minimum 500 keping untuk gegelung baki.

6. Panduan Pematerian & Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Reflow

Lembaran data menyediakan profil reflow inframerah (IR) yang dicadangkan untuk kedua-dua proses pateri biasa (timah-plumbum) dan bebas plumbum (SnAgCu). Parameter utama termasuk:

• Pemanasan Awal:Kenaikan beransur-ansur ke suku rendam (cth., 120-150°C) untuk mengaktifkan fluks dan meminimumkan kejutan haba.
• Suhu Puncak:Tidak melebihi 260°C. Masa di atas likuidus (untuk pateri bebas plumbum, ~217°C) dan masa pada suhu puncak mesti dikawal untuk mengelakkan kerosakan pada pakej plastik LED dan ikatan wayar dalaman. Cadangan adalah maksimum 5 saat pada 260°C.
• Kadar Penyejukan:Fasa penyejukan terkawal juga penting untuk kebolehpercayaan sambungan.

6.2 Pematerian Gelombang & Pematerian Tangan

Untuk pematerian gelombang, pemanasan awal sehingga 100°C untuk maksimum 60 saat dicadangkan, dengan gelombang pateri pada maksimum 260°C sehingga 10 saat. Untuk pembaikan manual dengan besi pemateri, suhu hujung tidak boleh melebihi 300°C, dan masa sentuhan harus dihadkan kepada 3 saat setiap sambungan, untuk satu kali sahaja, untuk mengelakkan pemindahan haba berlebihan.

6.3 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pematerian diperlukan, hanya pelarut berasaskan alkohol yang ditetapkan seperti etil alkohol atau isopropil alkohol harus digunakan. LED harus direndam pada suhu biasa selama kurang daripada satu minit. Pembersih kimia yang tidak ditentukan mungkin merosakkan kanta epoksi atau bahan pakej.

6.4 Penyimpanan & Pengendalian

LED harus disimpan dalam persekitaran tidak melebihi 30°C dan 70% kelembapan relatif. Setelah dikeluarkan dari beg penghalang kelembapan asal, komponen harus dipateri reflow dalam masa 672 jam (28 hari) untuk mengelakkan penyerapan kelembapan, yang boleh menyebabkan "popcorning" semasa reflow. Untuk penyimpanan lebih lama di luar beg asal, ia mesti disimpan dalam bekas tertutup dengan bahan pengering atau dalam persekitaran nitrogen. Jika disimpan lebih daripada 672 jam, pembakaran pada 60°C selama sekurang-kurangnya 24 jam diperlukan sebelum pemasangan untuk mengeluarkan kelembapan.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Tipikal

LED hijau ultra nipis dan terang ini adalah sesuai untuk:

• Penunjuk Status:Penunjuk kuasa, sambungan, atau mod dalam elektronik pengguna (telefon pintar, tablet, komputer riba, boleh pakai).
• Pencahayaan Belakang:Pencahayaan tepi untuk panel paparan sangat nipis atau pencahayaan kekunci.
• Pencahayaan Dalaman Automotif:Penunjuk papan pemuka, pencahayaan belakang suis (di mana ruang adalah terhad).
• Panel Kawalan Perindustrian:Penunjuk status dan kerosakan pada unit kawalan dan antara muka manusia-mesin (HMI).

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pendorongan Arus:LED adalah peranti yang didorong arus. Untuk memastikan kecerahan seragam apabila menggunakan berbilang LED secara selari, perintang pembatas arus berasingan mesti digunakan secara bersiri dengan setiap LED (Model Litar A). Menyambungkan LED secara langsung secara selari (Model Litar B) tidak disyorkan kerana variasi dalam voltan ulang alik (VF) mereka, yang akan menyebabkan perkongsian arus tidak sekata dan seterusnya kecerahan tidak sekata.
• Pengurusan Haba:Walaupun dengan kuasa rendahnya, susun atur PCB yang betul untuk memancarkan haba adalah penting, terutamanya apabila beroperasi berhampiran penarafan maksimum atau dalam suhu ambien tinggi. Ikuti lengkung penurunan taraf arus.
• Perlindungan ESD:Laksanakan langkah perlindungan ESD dalam litar jika LED berada di lokasi terdedah (cth., penunjuk panel hadapan). Sentiasa ikuti prosedur pengendalian selamat ESD semasa pemasangan: gunakan gelang pergelangan tangan dibumikan, tikar anti-statik, dan peralatan dibumikan dengan betul.

8. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Faktor pembezaan utama LTST-C193KGKT-2A adalahketinggian 0.35mmdanteknologi AlInGaP. Berbanding teknologi lama seperti LED hijau GaP (Gallium Fosfida) piawai, AlInGaP menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi, menghasilkan output yang lebih terang untuk arus dorongan yang sama. Profil ultra nipis adalah kelebihan utama berbanding banyak LED cip piawai (yang sering 0.6mm atau lebih tinggi), membolehkan reka bentuk dalam peranti nipis generasi akan datang. Keserasiannya dengan proses reflow bebas plumbum, suhu tinggi juga menjadikannya sesuai untuk barisan pembuatan moden yang mematuhi RoHS.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S1: Bolehkah saya mendorong LED ini terus dari bekalan logik 3.3V atau 5V?

J: Tidak. Anda mesti menggunakan perintang bersiri untuk menghadkan arus. Contohnya, dengan bekalan 3.3V dan VF tipikal 1.9V pada 2mA, nilai perintang yang diperlukan ialah R = (3.3V - 1.9V) / 0.002A = 700 Ohm. Sentiasa kira berdasarkan VF maksimum untuk memastikan arus tidak melebihi nilai yang dikehendaki.

S2: Mengapa terdapat julat yang begitu luas dalam keamatan bercahaya (1.8 hingga 11.2 mcd)?

J: Ini adalah sebaran pengeluaran keseluruhan. Sistem bin (G, H, J, K) membolehkan anda memilih julat kecerahan yang lebih sempit dan khusus untuk aplikasi anda untuk memastikan konsistensi merentasi semua unit dalam produk anda.

S3: Adakah LED ini sesuai untuk penggunaan luar?

J: Julat suhu operasi (-55°C hingga +85°C) menyokong banyak persekitaran luar. Walau bagaimanapun, pakej plastik mungkin terdedah kepada degradasi UV dan kemasukan kelembapan dalam tempoh yang sangat lama. Untuk aplikasi luar yang keras, LED dengan pakej luar yang diperakui khusus harus dipertimbangkan.

S4: Apa yang berlaku jika saya melebihi voltan songsang 5V?

J: Simpang LED berkemungkinan akan mengalami pecahan longsoran, menyebabkan kegagalan serta-merta dan kekal (litar terbuka atau pintas). Sentiasa pastikan reka bentuk litar menghalang pincangan songsang melebihi penarafan ini.

10. Kes Reka Bentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk penunjuk status untuk modul sensor IoT berkuasa bateri. Penunjuk mesti sangat kecil, kuasa rendah, dan jelas kelihatan. LED hijau dipilih untuk status "aktif/normal".

Pelaksanaan:

1. Pemilihan Komponen:LTST-C193KGKT-2A dipilih untuk ketinggian 0.35mm dan kecerahan yang baik pada arus rendah.

2. Reka Bentuk Litar:Modul menggunakan bateri syiling 3.0V. Untuk menjimatkan kuasa, arus dorongan 2mA dipilih. Menggunakan VF maksimum 2.20V untuk reka bentuk konservatif: R = (3.0V - 2.20V) / 0.002A = 400 Ohm. Perintang piawai 390 Ohm digunakan.

3. Susun Atur PCB:Dimensi pad pateri yang disyorkan dari lembaran data digunakan. LED diletakkan berhampiran tepi papan untuk keterlihatan. Tuangan bumi kecil di bawah LED dielakkan untuk mengelakkan isu pengedapan pateri semasa reflow.

4. Keputusan:Penunjuk memberikan kecerahan yang mencukupi dengan penggunaan kuasa minimum (lebih kurang 6mW keseluruhan untuk LED dan perintang), dan pakej ultra nipis sesuai dengan selongsong nipis peranti.

11. Pengenalan Prinsip

Pemancaran cahaya dalam LED AlInGaP adalah berdasarkan elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan ulang alik dikenakan, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau aktif (telaga kuantum). Apabila elektron bergabung semula dengan lubang, tenaga dibebaskan dalam bentuk foton. Panjang gelombang spesifik (warna) foton ini ditentukan oleh tenaga jurang jalur komposisi aloi AlInGaP yang digunakan dalam rantau aktif. Jurang jalur yang lebih luas menghasilkan cahaya panjang gelombang lebih pendek (lebih biru); aloi khusus untuk LED ini direka untuk menghasilkan cahaya hijau dengan puncak sekitar 574 nm. Kanta epoksi jernih air membungkus cip, memberikan perlindungan mekanikal, dan membantu membentuk output cahaya kepada sudut pandangan luas 130 darjah.

12. Trend Pembangunan

Trend dalam LED cip untuk elektronik pengguna dan perindustrian terus ke arah:

1. Peningkatan Kecekapan (lm/W):Penambahbaikan berterusan sains bahan dalam teknologi AlInGaP dan InGaN (untuk biru/putih) mendorong lebih banyak output cahaya per unit input elektrik, mengurangkan penggunaan kuasa dan penjanaan haba.

2. Pengecilan:Dorongan untuk peranti yang lebih nipis dan kecil memerlukan LED dengan tapak kaki (dimensi XY) yang semakin berkurangan dan, yang penting, ketinggian (dimensi Z). Ketinggian 0.35mm LED ini mewakili trend ini.

3. Peningkatan Konsistensi Warna & Bin:Toleransi bin yang lebih ketat untuk panjang gelombang dan keintensifan menjadi piawai, membolehkan penampilan visual yang lebih seragam dalam aplikasi yang menggunakan berbilang LED.

4. Kebolehpercayaan Dipertingkatkan:Penambahbaikan dalam bahan pakej (epoksi, silikon) untuk menahan profil reflow suhu lebih tinggi (untuk pemasangan bebas plumbum) dan keadaan persekitaran yang lebih keras.

5. Integrasi:Walaupun LED diskret kekal penting, terdapat trend selari ke arah modul LED bersepadu dengan pemandu terbina dalam, pengawal, dan pelbagai warna dalam satu pakej untuk aplikasi pencahayaan pintar.