LTST-C193TBKT-2A LED Biru Spesifikasi - Dimensi 1.6x0.8x0.35mm - Voltan 2.55-2.95V - Kuasa 76mW - Dokumen Teknikal MS

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk LTST-C193TBKT-2A, iaitu diod pemancar cahaya (LED) peranti permukaan-pasang (SMD). Komponen ini tergolong dalam kategori peranti optoelektronik ultra-miniatur yang direka untuk pemasangan elektronik moden yang mempunyai ruang terhad. Fungsi utamanya adalah untuk menyediakan sumber cahaya biru yang boleh dipercayai dan cekap untuk aplikasi penunjuk status, lampu latar, dan pencahayaan hiasan.

Kelebihan teras LED ini ditakrifkan oleh profilnya yang sangat rendah dan output kecerahan tinggi. Dengan ketinggian hanya 0.35 milimeter, ia dikelaskan sebagai LED cip ekstra nipis, membolehkan penggunaannya dalam elektronik pengguna ultra-nipis, peranti boleh pakai, dan aplikasi lain di mana ruang menegak sangat terhad. Peranti ini menggunakan cip semikonduktor InGaN (Indium Gallium Nitride), iaitu teknologi piawai industri untuk menghasilkan LED biru dan hijau yang berkecekapan tinggi. Teknologi cip ini terkenal dengan kestabilan dan prestasinya.

Pasaran sasaran untuk komponen ini adalah luas, merangkumi pengeluar peralatan automasi pejabat, peranti komunikasi, perkakas rumah, dan pelbagai elektronik pengguna. Keserasiannya dengan peralatan pemungut dan letak automatik serta proses pematerian reflow inframerah (IR) piawai menjadikannya sesuai untuk barisan pengeluaran automatik volum tinggi, memastikan kualiti konsisten dan mengurangkan kos pemasangan.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan Maksimum Mutlak mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ini bukan keadaan operasi. Untuk LTST-C193TBKT-2A, had utama adalah:

• Pelesapan Kuasa (Pd):76 mW. Ini adalah jumlah kuasa maksimum yang boleh dilesapkan oleh pakej LED sebagai haba tanpa menjejaskan prestasi atau jangka hayatnya. Melebihi had ini, biasanya dengan mengendalikan LED dengan arus berlebihan, akan menyebabkan suhu simpang meningkat tanpa kawalan.
• Arus Kehadapan DC (I_F):20 mA. Ini adalah arus kehadapan berterusan maksimum yang disyorkan untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai. Arus operasi biasa untuk menguji parameter optik adalah lebih rendah pada 2 mA.
• Arus Kehadapan Puncak:100 mA, tetapi hanya di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1 ms. Penarafan ini penting untuk aplikasi yang memerlukan kilasan intensiti tinggi yang singkat.
• Julat Suhu:Peranti boleh beroperasi dalam suhu ambien dari -20°C hingga +80°C dan boleh disimpan dalam suhu dari -30°C hingga +100°C.
• Keadaan Pematerian Inframerah:Pakej ini boleh menahan suhu reflow puncak 260°C untuk maksimum 10 saat, yang merupakan piawai untuk proses pateri bebas plumbum (Pb-free).

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik

Parameter ini diukur pada suhu ambien piawai 25°C dan mentakrifkan prestasi peranti di bawah keadaan operasi biasa.

• Keamatan Pencahayaan (I_V):Julat dari minimum 4.50 millicandelas (mcd) hingga maksimum 18.0 mcd apabila dikendalikan pada arus kehadapan (I_F) 2 mA. Keamatan diukur menggunakan sensor yang ditapis untuk sepadan dengan respons fotopik mata manusia (keluk CIE).
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):130 darjah. Sudut pandangan luas ini, ciri kanta jernih air tanpa penyebar, bermaksud cahaya yang dipancarkan tersebar di kawasan yang luas, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan kawasan luas dan bukannya pancaran fokus.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_P):468 nanometer (nm). Ini adalah panjang gelombang spesifik di mana output kuasa spektrum adalah tertinggi.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Julat dari 465.0 nm hingga 480.0 nm pada I_F=2mA. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia yang mentakrifkan warna cahaya, diperoleh daripada gambar rajah kromatisiti CIE.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):25 nm. Ini menunjukkan ketulenan spektrum; nilai yang lebih kecil bermaksud cahaya yang lebih monokromatik.
• Voltan Kehadapan (V_F):Julat dari 2.55V hingga 2.95V pada I_F=2mA. Ini adalah susutan voltan merentasi LED apabila ia mengalirkan arus. Ia adalah parameter kritikal untuk mereka bentuk litar had arus.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 10 mikroampere (μA) apabila voltan songsang (V_R) 5V dikenakan.Penting:LED ini tidak direka untuk operasi pincang songsang; ujian ini hanya untuk pencirian kebocoran.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran besar-besaran, LED disusun ke dalam bin prestasi. LTST-C193TBKT-2A menggunakan sistem binning tiga dimensi.

3.1 Binning Voltan Kehadapan

Unit diukur dalam Volt (V) pada arus ujian 2 mA. Bin memastikan LED dalam litar akan mempunyai susutan voltan yang serupa, menggalakkan kecerahan seragam apabila disambung secara selari.

• Bin A: 2.55V (Min) hingga 2.65V (Maks)
• Bin 1: 2.65V hingga 2.75V
• Bin 2: 2.75V hingga 2.85V
• Bin 3: 2.85V hingga 2.95V

Toleransi dalam setiap bin adalah ±0.1V.

3.2 Binning Keamatan Pencahayaan

Unit adalah dalam millicandelas (mcd) pada I_F=2mA. Ini membolehkan pemilihan LED untuk aplikasi yang memerlukan tahap kecerahan tertentu.

• Bin J: 4.50 mcd hingga 7.10 mcd
• Bin K: 7.10 mcd hingga 11.20 mcd
• Bin L: 11.20 mcd hingga 18.0 mcd

Toleransi dalam setiap bin adalah ±15%.

3.3 Binning Panjang Gelombang Dominan

Unit adalah dalam nanometer (nm) pada I_F=2mA. Ini mengawal warna biru yang tepat.

• Bin AC: 465.0 nm hingga 470.0 nm (lebih biru, panjang gelombang lebih pendek)
• Bin AD: 470.0 nm hingga 475.0 nm
• Bin AE: 475.0 nm hingga 480.0 nm (sedikit lebih hijau, panjang gelombang lebih panjang)

Toleransi dalam setiap bin adalah ±1 nm.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun graf spesifik dirujuk dalam datasheet (cth., Rajah 1 untuk taburan spektrum, Rajah 6 untuk sudut pandangan), tingkah laku biasa LED InGaN sedemikian boleh diterangkan:

• Keluk Arus vs. Voltan (I-V):Voltan kehadapan (V_F) mempunyai pekali suhu positif; ia berkurangan sedikit apabila suhu simpang meningkat untuk arus tertentu. Keluk adalah eksponen berhampiran voltan hidup (~2.5V) dan menjadi lebih linear pada arus yang lebih tinggi.
• Keamatan Pencahayaan vs. Arus (Keluk L-I):Output cahaya adalah lebih kurang berkadar dengan arus kehadapan dalam julat operasi biasa (cth., sehingga 20mA). Walau bagaimanapun, kecekapan (lumen per watt) biasanya memuncak pada arus yang lebih rendah daripada penarafan maksimum dan kemudian berkurangan disebabkan oleh kesan haba dan droop.
• Ciri-ciri Suhu:Keamatan pencahayaan LED biru InGaN umumnya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Panjang gelombang dominan juga beralih sedikit (biasanya ke panjang gelombang lebih panjang) dengan peningkatan suhu.
• Taburan Spektrum:Spektrum adalah keluk seperti Gaussian berpusat di sekitar panjang gelombang puncak 468 nm, dengan separuh lebar yang ditakrifkan 25 nm.

5. Maklumat Mekanikal & Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej

LED mematuhi tapak kaki pakej piawai EIA. Dimensi utama (dalam milimeter) termasuk panjang 1.6mm, lebar 0.8mm, dan ketinggian ultra nipis penentu 0.35mm. Lukisan mekanikal terperinci menentukan lokasi pad, garis besar komponen, dan toleransi (biasanya ±0.10mm).

5.2 Pengenalpastian Polarity

Katod biasanya ditanda, selalunya oleh takuk, tanda hijau pada pita, atau sudut serong pada peranti itu sendiri. Polarity yang betul mesti diperhatikan semasa pemasangan untuk mengelakkan kerosakan pincang songsang.

5.3 Cadangan Reka Bentuk Pad Pateri

Cadangan corak land disediakan untuk memastikan pembentukan sendi pateri yang boleh dipercayai dan penjajaran yang betul semasa reflow. Ketebalan stensil yang dicadangkan untuk aplikasi pes pateri adalah maksimum 0.10mm untuk mengelakkan jambatan pateri antara pad yang berjarak rapat.

6. Panduan Pematerian & Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Reflow

Profil reflow inframerah (IR) yang dicadangkan untuk proses bebas plumbum disediakan, mematuhi piawaian JEDEC. Parameter utama termasuk:

• Pra-panas:150°C hingga 200°C.
• Masa Pra-panas:Maksimum 120 saat untuk mengaktifkan fluks dengan betul dan mengurangkan kejutan haba.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C.
• Masa Atas Likuidus:Profil sampel pada halaman 3 menunjukkan masa kritikal pateri cair, yang mesti dikawal untuk pembentukan sendi yang betul.
• Jumlah Masa Pematerian di Puncak:Maksimum 10 saat. Proses ini tidak boleh diulang lebih daripada dua kali.

Oleh kerana reka bentuk papan, pes, dan ciri-ciri ketuhar berbeza, profil ini adalah sasaran generik yang mesti disahkan untuk persediaan pengeluaran tertentu.

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian manual diperlukan, gunakan besi pemateri dengan suhu tidak melebihi 300°C, dan hadkan masa sentuhan kepada maksimum 3 saat untuk satu operasi sahaja. Haba berlebihan boleh merosakkan pakej plastik dan die semikonduktor.

6.3 Pembersihan

Jangan gunakan bahan pembersih kimia yang tidak ditentukan. Jika pembersihan diperlukan selepas pematerian, rendam LED dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu biasa selama kurang daripada satu minit. Pelarut agresif boleh merosakkan kanta epoksi dan pakej.

6.4 Penyimpanan & Pengendalian

• Langkah Berjaga-jaga ESD:LED sensitif kepada nyahcas elektrostatik (ESD). Gunakan tali pergelangan tangan, tikar anti-statik, dan peralatan yang dibumikan dengan betul semasa pengendalian.
• Kepekaan Kelembapan:Semasa dalam beg kalis lembap asal yang dimeterai dengan desikan, peranti mempunyai jangka hayat satu tahun apabila disimpan pada ≤30°C dan ≤90% RH. Sebaik sahaja beg dibuka, LED harus disimpan pada ≤30°C dan ≤60% RH.
• Jangka Hayat Lantai:Komponen yang terdedah kepada udara ambien harus menjalani reflow IR dalam masa 672 jam (28 hari). Untuk pendedahan lebih lama, simpan dalam bekas tertutup dengan desikan atau dalam desikator nitrogen. Jika terdedah lebih daripada 672 jam, pembakaran pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam disyorkan sebelum pematerian untuk mengeluarkan kelembapan yang diserap dan mengelakkan "popcorning" semasa reflow.

7. Maklumat Pembungkusan & Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

LED dibekalkan dalam pita pembawa timbul piawai industri, dimeterai dengan pita penutup atas.

• Saiz Gegelung:7 inci diameter.
• Kuantiti per Gegelung:5000 keping.
• Kuantiti Pembungkusan Minimum:500 keping untuk baki kuantiti.
• Komponen Hilang:Maksimum dua poket kosong berturut-turut dalam pita dibenarkan.
• Piawai:Pembungkusan mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481-1-A-1994.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

• Penunjuk Status:Hidup, pengecasan bateri, aktiviti rangkaian, dan penunjuk mod dalam telefon pintar, tablet, komputer riba, dan peranti IoT.
• Lampu Latar:Untuk suis membran, paparan LCD kecil, atau panel hiasan dalam elektronik pengguna dan perkakas.
• Pencahayaan Hiasan:Pencahayaan aksen dalam dalaman automotif, periferal permainan, dan elektronik rumah.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Had Arus:Sentiasa gunakan perintang siri atau pemacu arus malar untuk menghadkan arus kehadapan ke tahap yang dikehendaki (cth., 2mA untuk kecerahan biasa atau sehingga 20mA untuk maksimum). Jangan sambung terus ke sumber voltan.
• Pengurusan Haba:Walaupun pelesapan kuasa rendah, pastikan kawasan kuprum PCB yang mencukupi atau via haba di bawah pad jika beroperasi pada suhu ambien tinggi atau berhampiran arus maksimum untuk membantu melesapkan haba dan mengekalkan jangka hayat LED dan kestabilan warna.
• Reka Bentuk Optik:Kanta jernih air menghasilkan corak pancaran Lambertian (sudut pandangan luas). Untuk pancaran yang lebih fokus, optik sekunder luaran (kanta atau pandu cahaya) diperlukan.
• Skop Aplikasi:Komponen ini bertujuan untuk aplikasi komersial dan industri piawai. Untuk aplikasi yang memerlukan kebolehpercayaan luar biasa di mana kegagalan boleh membahayakan keselamatan (cth., penerbangan, sokongan hayat perubatan), perundingan dengan pengeluar komponen untuk penilaian kesesuaian adalah wajib.

9. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Faktor pembezaan utama LTST-C193TBKT-2A ialahketinggian 0.35mm. Berbanding dengan LED piawai 0603 atau 0402 yang biasanya setinggi 0.6-0.8mm, ini mewakili pengurangan profil sebanyak 40-50%. Ini adalah kelebihan kritikal dalam trend miniaturisasi peranti yang berterusan, terutamanya untuk telefon pintar, komputer riba ultra-nipis, dan teknologi boleh pakai di mana ruang dalaman sangat terhad.

Selain itu, gabungan faktor bentuk ultra nipis ini dengan keamatan pencahayaan yang agak tinggi (sehingga 18.0 mcd pada hanya 2mA) adalah ketara. Banyak LED nipis yang serupa mungkin mengorbankan kecerahan. Penggunaan cip InGaN yang terbukti memastikan konsistensi warna dan kebolehpercayaan yang baik dalam bin yang ditentukan.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

10.1 Apakah nilai perintang yang perlu saya gunakan dengan bekalan 5V?

Menggunakan Hukum Ohm (R = (V_bekalan- V_F) / I_F) dan mengandaikan V_Fbiasa 2.8V dan I_Fyang dikehendaki 10mA: R = (5V - 2.8V) / 0.010A = 220 Ohm. Sentiasa gunakan V_Fmaksimum dari datasheet (2.95V) untuk reka bentuk konservatif untuk memastikan arus tidak melebihi had: R_min= (5V - 2.95V) / 0.010A = 205 Ohm (gunakan nilai piawai 220Ω atau 240Ω).

10.2 Bolehkah saya mengendalikan LED ini pada arus maksimum 20mA secara berterusan?

Ya, tetapi dengan pertimbangan penting. Pada 20mA, pelesapan kuasa adalah kira-kira 2.8V * 0.020A = 56mW, yang berada di bawah maksimum mutlak 76mW. Walau bagaimanapun, beroperasi pada penarafan maksimum akan menghasilkan lebih banyak haba, berpotensi mengurangkan jangka hayat LED dan menyebabkan peralihan warna sedikit dan penurunan kecekapan pencahayaan dari masa ke masa. Untuk jangka hayat dan kestabilan optimum, pengendalian pada arus yang lebih rendah (cth., 5-10mA) adalah disyorkan jika kecerahan mencukupi.

10.3 Mengapakah sudut pandangan begitu luas (130°)?

Kanta epoksi jernih air (tidak tersebar) dibentuk untuk mencipta bentuk hemisfera di atas cip LED kecil. Bentuk ini bertindak sebagai kanta yang membiasakan cahaya dari sumber titik kecil, menyebarkannya pada sudut yang sangat luas. Ini adalah ideal untuk aplikasi di mana LED perlu kelihatan dari banyak kedudukan pandangan yang berbeza, bukan hanya dari hadapan.

10.4 Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Puncak dan Panjang Gelombang Dominan?

Panjang Gelombang Puncak (λ_P):Panjang gelombang fizikal di mana LED memancarkan kuasa optik paling banyak. Ia adalah sifat bahan semikonduktor.Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Panjang gelombang persepsi. Ia adalah panjang gelombang tunggal cahaya monokromatik yang akan kelihatan mempunyai warna yang sama dengan cahaya LED kepada pemerhati manusia piawai. Disebabkan bentuk keluk kepekaan mata manusia dan lebar spektrum LED, kedua-dua nilai ini berbeza. Panjang gelombang dominan lebih relevan untuk spesifikasi warna dalam reka bentuk.

11. Kes Penggunaan dan Reka Bentuk Praktikal

Senario: Mereka bentuk bar status LED pelbagai untuk pembesar suara Bluetooth mudah alih.Reka bentuk memerlukan 5 LED biru untuk menunjukkan tahap bateri. Ruang sangat terhad di belakang penyebar plastik nipis.

Pemilihan Komponen:LTST-C193TBKT-2A dipilih untuk ketinggian 0.35mmnya, membolehkannya muat dalam selongsong nipis. Sudut pandangan luas 130° memastikan bar cahaya kelihatan dari pelbagai sudut.

Reka Bentuk Litar:LED akan dikendalikan dari pengatur 3.3V pada papan utama. Mensasarkan tahap kecerahan di tengah-tengah Bin K (~9 mcd), arus kehadapan 5mA dipilih untuk keterlihatan dan kecekapan kuasa yang baik. Menggunakan V_Fmaksimum 2.95V untuk reka bentuk konservatif: R = (3.3V - 2.95V) / 0.005A = 70 Ohm. Perintang piawai 68Ω dipilih, menghasilkan arus yang sedikit lebih tinggi ~5.1mA.

Susun Atur PCB:Susun atur pad pateri yang disyorkan dari datasheet digunakan. Sejumlah kecil tuangan kuprum disambungkan ke pad katod (yang biasanya disambungkan secara terma ke substrat LED) untuk membantu dalam pelesapan haba, terutamanya kerana lima LED akan dikumpulkan rapat bersama.

Pemasangan:LED diletakkan menggunakan peralatan automatik dari pita 8mm. Barisan pemasangan menggunakan profil reflow bebas plumbum yang disahkan terhadap cadangan mematuhi JEDEC dalam datasheet, dengan pemantauan berhati-hati suhu puncak dan masa atas likuidus untuk mengelakkan kerosakan haba pada pakej ultra nipis.

12. Pengenalan Prinsip Teknologi

LTST-C193TBKT-2A adalah berdasarkan cip semikonduktor InGaN (Indium Gallium Nitride). Prinsip pancaran cahaya adalah elektroluminesens. Apabila voltan kehadapan dikenakan merentasi simpang p-n semikonduktor, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau aktif. Di sana, mereka bergabung semula, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang spesifik (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor. Dengan melaraskan nisbah Indium kepada Gallium dalam sebatian InGaN, jurang jalur boleh ditala untuk menghasilkan cahaya merentasi spektrum biru, hijau, dan hampir ultraungu. Cip kemudiannya disalut dalam resin epoksi jernih yang membentuk kanta, melindungi struktur semikonduktor halus daripada kerosakan mekanikal dan persekitaran, dan membantu mengeluarkan cahaya dengan cekap dari cip.

13. Trend dan Perkembangan Industri

Pembangunan LED seperti LTST-C193TBKT-2A didorong oleh beberapa trend utama dalam industri elektronik:

• Miniaturisasi:Dorongan tanpa henti untuk peranti pengguna yang lebih nipis dan kecil memerlukan komponen dengan tapak kaki dan ketinggian yang semakin berkurangan. Profil 0.35mm mewakili penanda aras semasa untuk LED cip dalam aplikasi volum tinggi.
• Peningkatan Kecekapan:Penambahbaikan berterusan dalam pertumbuhan epitaksial InGaN dan reka bentuk cip terus meningkatkan kecekapan pencahayaan (lumen per watt) LED biru, membolehkan output yang lebih terang pada arus yang lebih rendah, yang mengurangkan penggunaan kuasa dan penjanaan haba.
• Pembungkusan Lanjutan:Teknologi pembungkusan adalah kritikal untuk peranti ultra nipis. Perkembangan dalam sebatian acuan, bahan lekat die, dan teknik pembungkusan peringkat wafer (WLP) membolehkan komponen miniatur yang lebih teguh dan boleh dipercayai.
• Automasi dan Pemiawaian:Keserasian dengan pembungkusan pita-dan-gegelung, penempatan automatik, dan profil reflow piawai adalah penting untuk integrasi ke dalam ekosistem pembuatan automatik global, mengekalkan kos pemasangan rendah dan kualiti tinggi.

Arah masa depan mungkin termasuk pakej yang lebih nipis, litar pemacu bersepadu dalam pakej LED (LED pintar), dan penambahbaikan lanjut dalam konsistensi warna dan prestasi haba.