LTST-C170TBKT-5A LED Biru SMD - Dimensi 3.2x1.6x1.1mm - Voltan 2.8V - Kuasa 76mW - Dokumen Teknikal MS

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTST-C170TBKT-5A ialah diod pemancar cahaya (LED) peranti permukaan-pasang (SMD) yang direka untuk aplikasi elektronik moden dan padat. Ia tergolong dalam keluarga LED cip nipis tambahan, dengan ketinggian hanya 1.10 mm, menjadikannya sesuai untuk aplikasi dengan kekangan ruang yang ketat. Peranti ini menggunakan cip semikonduktor InGaN (Indium Gallium Nitride), yang terkenal dengan kecekapan menghasilkan cahaya biru berkeamatan tinggi. Ia dibungkus dalam pita 8mm piawai industri pada gegelung berdiameter 7 inci, memastikan keserasian dengan peralatan pemilihan dan pemasangan automatik berkelajuan tinggi yang biasa digunakan dalam pembuatan elektronik.

LED ini diklasifikasikan sebagai produk hijau, bermakna ia mematuhi arahan Sekatan Bahan Berbahaya (RoHS). Ia juga direka untuk serasi dengan proses pematerian reflow inframerah (IR), yang merupakan piawaian untuk memasang komponen permukaan-pasang ke papan litar bercetak (PCB). Ciri-ciri elektriknya serasi dengan tahap logik litar bersepadu (IC), memudahkan rekabentuk litar pemacu.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ia dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C.

• Pelesapan Kuasa (Pd):76 mW. Ini ialah jumlah kuasa maksimum yang boleh dipancarkan dengan selamat oleh pakej LED sebagai haba di bawah operasi berterusan.
• Arus Kehadapan Puncak (I_FP):100 mA. Ini ialah arus kehadapan segera maksimum yang dibenarkan, biasanya dinyatakan di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms) untuk mengelakkan pemanasan berlebihan.
• Arus Kehadapan DC (I_F):20 mA. Ini ialah arus kehadapan berterusan maksimum yang disyorkan untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai.
• Julat Suhu Operasi:-20°C hingga +80°C. Peranti ini dijamin berfungsi dalam julat suhu ambien ini.
• Julat Suhu Penyimpanan:-30°C hingga +100°C. Peranti ini boleh disimpan tanpa kemerosotan dalam had ini.
• Keadaan Pematerian Inframerah:260°C selama 10 saat. Ini mentakrifkan toleransi suhu puncak dan masa untuk proses pematerian reflow.

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik

Ini ialah parameter prestasi tipikal yang diukur pada Ta=25°C dan arus ujian piawai (I_F) 5 mA, melainkan dinyatakan sebaliknya.

• Keamatan Pencahayaan (I_V):11.2 - 45.0 mcd (millicandela). Ini ialah ukuran kecerahan LED yang dilihat oleh mata manusia. Julat yang luas menunjukkan peranti ini tersedia dalam bin kecerahan yang berbeza (lihat Seksyen 3).
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):130 darjah. Ini ialah sudut penuh di mana keamatan pencahayaan jatuh kepada separuh nilainya pada paksi tengah (0°). Sudut 130° menunjukkan corak pandangan yang sangat luas.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_P):468 nm. Ini ialah panjang gelombang di mana kuasa output optik berada pada maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):470.0 - 475.0 nm. Ini ialah panjang gelombang tunggal yang paling mewakili warna cahaya yang dilihat, diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE. Julat ini sepadan dengan warna biru.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):25 nm. Ini ialah lebar spektrum yang dipancarkan pada separuh kuasa maksimumnya, menunjukkan ketulenan spektrum cahaya biru.
• Voltan Kehadapan (V_F):2.65 - 3.05 V (Tipikal 2.80V). Ini ialah susutan voltan merentasi LED apabila dikendalikan pada arus ujian yang ditentukan. Ia adalah parameter utama untuk mereka bentuk litar penghad arus.
• Arus Songsang (I_R):10 μA (maks) pada V_R=5V. LED tidak direka untuk operasi pincang songsang. Parameter ini diuji untuk jaminan kualiti sahaja.

Nota Penting:Keamatan pencahayaan diukur dengan penapis yang mensimulasikan tindak balas mata manusia (keluk CIE). Peranti ini sensitif kepada Nyahcas Elektrostatik (ESD); langkah berjaga-jaga ESD yang betul (tali pergelangan tangan, peralatan dibumikan) adalah wajib semasa pengendalian.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran besar-besaran, LED disusun ke dalam bin prestasi. LTST-C170TBKT-5A menggunakan sistem binning tiga dimensi.

3.1 Binning Voltan Kehadapan

Unit dalam Volt (V) diukur pada I_F= 5 mA. Toleransi pada setiap bin ialah ±0.1V.

• Kod Bin 1: 2.65V (Min) hingga 2.75V (Maks)
• Kod Bin 2: 2.75V hingga 2.85V
• Kod Bin 3: 2.85V hingga 2.95V
• Kod Bin 4: 2.95V hingga 3.05V

Ini membolehkan pereka memilih LED dengan V_F yang hampir sama untuk aplikasi yang memerlukan kecerahan seragam apabila dikendalikan secara selari.

3.2 Binning Keamatan Pencahayaan

Unit dalam millicandelas (mcd) diukur pada I_F= 5 mA. Toleransi pada setiap bin ialah ±15%.

• L1: 11.2 hingga 14.0 mcd
• L2: 14.0 hingga 18.0 mcd
• M1: 18.0 hingga 22.4 mcd
• M2: 22.4 hingga 28.0 mcd
• N1: 28.0 hingga 35.5 mcd
• N2: 35.5 hingga 45.0 mcd

Julat bin yang luas ini membolehkan pemilihan berdasarkan keperluan kecerahan aplikasi, daripada lampu penunjuk kepada lampu latar.

3.3 Binning Panjang Gelombang Dominan

Unit dalam nanometer (nm) diukur pada I_F= 5 mA. Toleransi ialah ±1 nm.

• Kod Bin AD: 470.0 nm hingga 475.0 nm

Ini memastikan warna biru yang konsisten merentasi semua peranti dalam nombor bahagian ini.

4. Analisis Keluk Prestasi

Dokumen teknikal merujuk kepada keluk prestasi tipikal yang penting untuk memahami tingkah laku peranti di bawah keadaan yang berbeza. Walaupun graf khusus tidak diterbitkan semula dalam teks, implikasinya dianalisis di bawah.

4.1 Keluk Arus vs. Voltan (I-V)

Keluk I-V untuk LED InGaN seperti ini menunjukkan kenaikan eksponen ciri. Voltan kehadapan (V_F) agak malar untuk arus tertentu tetapi mempunyai pekali suhu negatif—ia berkurangan sedikit apabila suhu simpang meningkat. Ini mesti dipertimbangkan dalam skim pemacu voltan malar untuk mengelakkan pelarian haba.

4.2 Keamatan Pencahayaan vs. Arus Kehadapan

Output cahaya (keamatan pencahayaan) adalah hampir berkadar dengan arus kehadapan dalam julat operasi tipikal (sehingga 20mA). Walau bagaimanapun, kecekapan (lumen per watt) biasanya memuncak pada arus yang lebih rendah daripada penarafan maksimum dan berkurangan pada arus yang lebih tinggi disebabkan peningkatan penjanaan haba dan kesan "droop" dalam semikonduktor.

4.3 Taburan Spektrum

Keluk output spektrum akan menunjukkan satu puncak berpusat sekitar 468-470 nm dengan separuh lebar tipikal 25 nm. Panjang gelombang dominan (warna yang dilihat) diperoleh daripada spektrum ini. Spektrum ini sebahagian besarnya stabil dengan arus, tetapi panjang gelombang puncak mungkin beralih sedikit (biasanya 0.1-0.2 nm/°C) dengan perubahan suhu simpang.

5. Maklumat Mekanikal & Pakej

5.1 Dimensi Pakej

LED ini mempunyai garis luar pakej piawai industri EIA. Dimensi utama termasuk saiz badan kira-kira 3.2mm (panjang) x 1.6mm (lebar) dan profil nipis ultra penentu 1.10mm (tinggi). Semua toleransi dimensi biasanya ±0.10mm melainkan dinyatakan sebaliknya pada lukisan mekanikal terperinci. Kanta adalah jernih air, yang optimum untuk LED biru kerana ia tidak mengubah warna.

5.2 Pengenalpastian Polarity & Rekabentuk Pad

Komponen ini mempunyai anod dan katod. Polarity biasanya ditunjukkan oleh tanda pada pakej, seperti takuk, titik, atau sudut terpotong. Dokumen teknikal termasuk dimensi pad pematerian yang dicadangkan untuk susun atur PCB. Mengikuti cadangan ini adalah penting untuk mencapai sambungan pateri yang boleh dipercayai, penjajaran yang betul semasa reflow, dan menguruskan tekanan haba. Rekabentuk pad juga membantu mencegah "tombstoning" (satu hujung terangkat semasa pematerian).

6. Panduan Pematerian & Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Reflow

Peranti ini serasi dengan pematerian reflow inframerah untuk pes pateri bebas plumbum (Pb-free). Profil yang dicadangkan disediakan, yang umumnya mengikuti piawaian JEDEC. Parameter utama termasuk:

• Pra-panas:150-200°C sehingga 120 saat untuk memanaskan papan secara beransur-ansur dan mengaktifkan fluks.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C.
• Masa Atas Likuidus (TAL):Masa dalam 5°C suhu puncak harus dihadkan kepada maksimum 10 saat. Reflow tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali.

Profil tepat mesti dicirikan untuk rekabentuk PCB khusus, komponen, dan ketuhar yang digunakan.

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan, penjagaan yang sangat mesti diambil:

• Suhu besi pemateri tidak boleh melebihi 300°C.
• Masa sentuhan harus dihadkan kepada maksimum 3 saat per pad.
• Pematerian tangan harus dilakukan hanya sekali untuk mengelakkan kerosakan haba pada pakej plastik dan die semikonduktor.

6.3 Penyimpanan & Pengendalian

Penyimpanan (Beg Tertutup):LED sensitif kelembapan (MSL). Apabila disimpan dalam beg kalis lembapan asal dengan desiccant, ia harus disimpan pada ≤30°C dan ≤90% RH dan digunakan dalam tempoh satu tahun dari tarikh meterai beg.Penyimpanan (Selepas Buka Beg):Setelah dibuka, ambien tidak boleh melebihi 30°C / 60% RH. Adalah disyorkan untuk menyelesaikan reflow IR dalam 672 jam (28 hari) pendedahan. Untuk pendedahan lebih lama, pembakaran pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam diperlukan sebelum pematerian untuk membuang kelembapan yang diserap dan mencegah "popcorning" (retak pakej semasa reflow).

6.4 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pematerian diperlukan, hanya pelarut berasaskan alkohol yang ditentukan seperti isopropil alkohol (IPA) atau etil alkohol harus digunakan. LED harus direndam pada suhu normal selama kurang daripada satu minit. Pembersih kimia yang tidak ditentukan boleh merosakkan bahan pakej plastik atau kanta.

7. Pembungkusan & Maklumat Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

LED dibekalkan dalam pita pembawa timbul, dimeterai dengan pita penutup, dan dililit pada gegelung berdiameter 7 inci (178mm).

• Kuantiti per Gegelung:3000 keping.
• Kuantiti Pesanan Minimum (MOQ):500 keping untuk kuantiti baki.
• Piawaian Pembungkusan:Mematuhi ANSI/EIA-481-1-A-1994.
• Kualiti:Bilangan maksimum komponen hilang berturut-turut ("lampu hilang") dalam pita ialah dua.

Pembungkusan ini dioptimumkan untuk talian pemasangan SMT automatik.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

Disebabkan profil nipis ultra, sudut pandangan luas, dan warna biru, LED ini sangat sesuai untuk:

• Penunjuk Status:Penunjuk kuasa, sambungan, atau aktiviti dalam elektronik pengguna, peralatan rangkaian, dan perkakas.
• Lampu Latar:Pencahayaan tepi untuk paparan LCD kecil, pencahayaan kekunci, atau pencahayaan hiasan dalam peranti nipis.
• Elektronik Pengguna:Pencahayaan hiasan dalam telefon pintar, tablet, periferal permainan, dan peranti boleh pakai di mana ketinggian adalah kritikal.
• Pencahayaan Dalaman Automotif:Untuk penunjuk papan pemuka atau pencahayaan ambien, mempertimbangkan julat suhu operasi.

8.2 Pertimbangan Rekabentuk

Pemacu Arus:Sentiasa gunakan perintang penghad arus siri atau litar pemacu arus malar. Mengendalikan LED terus dari sumber voltan akan mengakibatkan arus berlebihan dan kegagalan pantas. Nilai perintang boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Pengurusan Haba:Walaupun pelesapan kuasa rendah, memastikan kawasan kuprum PCB yang mencukupi di sekitar pad haba (jika ada) atau penyejukan papan umum akan membantu mengekalkan kecekapan dan jangka hayat LED, terutamanya apabila beroperasi berhampiran arus maksimum atau pada suhu ambien tinggi.Rekabentuk Optik:Kanta jernih air dan sudut pandangan luas menyediakan corak cahaya yang luas dan meresap. Untuk cahaya fokus, kanta luaran atau pandu cahaya mungkin diperlukan. Output cahaya biru berada dalam julat yang boleh digunakan dengan fosfor untuk mencipta cahaya putih dalam beberapa aplikasi.

9. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Faktor pembezaan utama LTST-C170TBKT-5A ialahketinggian nipis ultra 1.10mmdan penggunaannya padacip InGaN berkeamatan tinggi. Berbanding teknologi lama seperti LED biru GaP (Gallium Phosphide), InGaN menawarkan kecekapan pencahayaan yang jauh lebih tinggi dan warna biru yang lebih tepu. Profil nipis adalah kelebihan utama berbanding LED SMD piawai (yang sering setinggi 1.5-2.0mm) dalam elektronik moden dengan kekangan ruang. Sudut pandangan luas 130 darjah juga ketara berbanding LED sudut sempit yang digunakan untuk pencahayaan fokus.

10. Soalan Lazim (FAQ)

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

Panjang Gelombang Puncak (λ_P):Panjang gelombang khusus di mana kuasa output optik secara literal berada pada maksimum. Ia adalah ukuran fizikal.
Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Nilai yang dikira daripada carta warna CIE yang mewakili panjang gelombang tunggal cahaya monokromatik yang kelihatan mempunyai warna yang sama dengan output LED kepada mata manusia. Ia mentakrifkan warna yang dilihat. Untuk LED biru, mereka sering hampir, seperti dalam kes ini (468nm vs. 470-475nm).

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

Ya, 20mA ialahArus Kehadapan DC maksimum yang disyorkan. Untuk jangka hayat dan kecekapan optimum, mengendalikannya pada arus yang lebih rendah, seperti 5mA (keadaan ujian) atau 10mA, sering mencukupi untuk tujuan penunjuk dan mengurangkan penjanaan haba.

10.3 Mengapakah perlindungan ESD sangat penting untuk LED?

Simpang semikonduktor dalam LED, terutamanya jenis InGaN berkeamatan tinggi, sangat sensitif kepada nyahcas elektrostatik voltan tinggi. Kejutan statik yang tidak dapat dirasai oleh manusia boleh merosakkan atau memusnahkan keupayaan output cahaya LED serta-merta dengan merosakkan lapisan semikonduktor mikroskopik. Sentiasa kendalikan dalam persekitaran selamat ESD.

11. Kajian Kes Rekabentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk penunjuk status kuasa rendah untuk pembesar suara Bluetooth mudah alih. Penunjuk mesti kelihatan pada siang hari, mempunyai sudut pandangan luas, dan muat dalam selungkup setinggi 1.5mm.
Rasional Pemilihan:LTST-C170TBKT-5A dipilih untuk ketinggian 1.10mm dan sudut pandangan 130°. Warna biru memberikan kontras yang baik dan biasa dikaitkan dengan teknologi Bluetooth.
Rekabentuk Litar:Papan utama pembesar suara mempunyai rel 3.3V. Mensasarkan arus kehadapan 10mA untuk kecerahan dan kecekapan yang baik. Menggunakan V_F tipikal 2.8V: R = (3.3V - 2.8V) / 0.01A = 50 Ohm. Perintang piawai 51-ohm dipilih. Pelesapan kuasa dalam LED ialah P = V_F* I_F= 2.8V * 0.01A = 28mW, jauh di bawah maksimum 76mW.
Susun Atur:Susun atur pad yang dicadangkan daripada dokumen teknikal digunakan pada PCB. Kawasan larangan kecil di bawah LED dikekalkan untuk mencegah wicking pateri.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Diod pemancar cahaya ialah peranti semikonduktor yang menukar tenaga elektrik terus kepada cahaya melalui proses yang dipanggil elektroluminesens. LTST-C170TBKT-5A menggunakan struktur hetero berasaskan InGaN. Apabila voltan kehadapan dikenakan, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke rantau aktif (telaga kuantum). Apabila elektron bergabung semula dengan lubang dalam rantau ini, tenaga dibebaskan dalam bentuk foton (zarah cahaya). Jurang jalur tenaga khusus bahan InGaN menentukan panjang gelombang (warna) foton yang dipancarkan, yang dalam kes ini berada dalam spektrum biru (~470 nm). Pakej epoksi jernih air bertindak sebagai kanta, membentuk output cahaya dan memberikan perlindungan alam sekitar.

13. Trend Teknologi

Pembangunan LED biru InGaN adalah kejayaan asas dalam pencahayaan keadaan pepejal, membolehkan penciptaan LED putih (melalui penukaran fosfor) dan paparan warna penuh. Trend semasa dalam LED SMD seperti ini terus memberi tumpuan kepada:

• Peningkatan Kecekapan (lm/W):Mengurangkan penggunaan tenaga untuk output cahaya yang sama.
• Pengecilan:Pengurangan lanjut dalam saiz pakej (tapak kaki dan ketinggian) untuk peranti ultra-padat generasi seterusnya.
• Peningkatan Konsistensi Warna:Toleransi binning yang lebih ketat untuk aplikasi yang memerlukan warna seragam, seperti lampu latar kawasan besar atau dinding video.
• Kebolehpercayaan & Jangka Hayat Lebih Tinggi:Penambahbaikan dalam bahan pakej dan rekabentuk cip untuk menahan suhu operasi yang lebih tinggi dan persekitaran yang lebih keras, berkembang ke aplikasi automotif dan perindustrian.

Peralihan ke arah bahan bebas plumbum dan bebas halogen mematuhi peraturan alam sekitar juga merupakan amalan industri piawai.