LTST-C193KRKT-5A SMD LED Технический паспорт - Размеры 1.6x0.8x0.35мм - Прямое напряжение 1.7-2.3В - Красный цвет - Мощность 50мВт

1. Обзор продукта

Настоящий документ содержит полные технические характеристики сверхтонкого поверхностно-монтируемого чип-светодиода LTST-C193KRKT-5A, предназначенного для современных электронных приложений с ограниченным пространством. Устройство использует передовой полупроводниковый материал AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для получения яркого красного света. Основные цели проектирования: миниатюризация, совместимость с автоматизированными процессами сборки и надежная работа в стандартных условиях. Светодиод поставляется на стандартной 8-мм ленте, намотанной на 7-дюймовые катушки, что облегчает крупносерийное производство с использованием автоматов установки.

2. Подробный анализ технических параметров

Рабочие характеристики LTST-C193KRKT-5A определяются комплексом электрических, оптических и тепловых параметров, измеренных при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за их пределами не гарантируется.

• Рассеиваемая мощность (Pd):50 мВт. Это максимальная общая мощность, которую корпус может рассеивать в виде тепла.
• Пиковый прямой ток (I_F(PEAK)):40 мА. Этот ток допустим только в импульсном режиме со скважностью 1/10 и длительностью импульса 0.1 мс.
• Постоянный прямой ток (I_F):20 мА. Это максимальный рекомендуемый ток для работы на постоянном токе.
• Обратное напряжение (V_R):5 В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать пробой p-n перехода.
• Диапазон рабочих температур:от -30°C до +85°C. Устройство функционирует в этом диапазоне температур окружающей среды.
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +85°C.
• Условия пайки оплавлением в ИК-печи:Выдерживает пиковую температуру 260°C в течение максимум 10 секунд, совместим с бессвинцовыми (Pb-free) процессами сборки.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры определяют световой поток и электрическое поведение в типичных рабочих условиях (I_F= 5мА, Ta=25°C).

• Сила света (I_V):Диапазон от минимум 7.1 мкд до максимум 45.0 мкд. Фактическое значение определяется кодом бина (см. Раздел 3). Интенсивность измеряется с помощью датчика с фильтром, соответствующим кривой спектральной чувствительности человеческого глаза (кривая видности CIE).
• Угол обзора (2θ_1/2):130 градусов. Такой широкий угол обзора указывает на ламбертовскую или близкую к ней диаграмму направленности, что подходит для применений, требующих широкого освещения, а не сфокусированного луча.
• Пиковая длина волны излучения (λ_P):639 нм. Это длина волны, на которой спектральная плотность мощности максимальна.
• Доминирующая длина волны (λ_d):631 нм. Рассчитывается из цветовой диаграммы CIE и представляет собой одну длину волны, которая наилучшим образом соответствует воспринимаемому цвету (красному) светодиода.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):20 нм. Этот параметр указывает на спектральную чистоту; более узкая ширина указывала бы на более монохроматический источник света.
• Прямое напряжение (V_F):Диапазон от 1.70 В до 2.30 В при токе 5мА. Конкретный диапазон определяется кодом бина по прямому напряжению.
• Обратный ток (I_R):Максимум 10 мкА при приложенном обратном напряжении 5В.

3. Объяснение системы бининга

Для обеспечения стабильности при массовом производстве светодиоды сортируются по бинам на основе ключевых рабочих параметров. LTST-C193KRKT-5A использует двухмерную систему бининга.

3.1 Бининг по прямому напряжению

Устройства сортируются по падению прямого напряжения при испытательном токе 5мА. Это позволяет разработчикам выбирать светодиоды со схожими электрическими характеристиками для равномерной яркости при питании от источника постоянного напряжения или упрощает расчет токоограничивающих резисторов.

• Код бина E2: V_F= 1.70В - 1.90В
• Код бина E3: V_F= 1.90В - 2.10В
• Код бина E4: V_F= 2.10В - 2.30В
• Допуск внутри каждого бина составляет ±0.1В.

3.2 Бининг по силе света

Это основной параметр бининга, классифицирующий светодиоды по их световому потоку при токе 5мА. Разработчики могут выбрать бин для соответствия конкретным требованиям к яркости.

• Код бина K: I_V= 7.1 мкд - 11.2 мкд
• Код бина L: I_V= 11.2 мкд - 18.0 мкд
• Код бина M: I_V= 18.0 мкд - 28.0 мкд
• Код бина N: I_V= 28.0 мкд - 45.0 мкд
• Допуск внутри каждого бина составляет ±15%.

Полный номер детали обычно включает эти коды бинов для указания точного класса производительности.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в паспорте приведены ссылки на конкретные графические данные, типичные зависимости можно описать:

• Прямой ток vs. Прямое напряжение (Вольт-амперная характеристика):Материал AlInGaP имеет характерное пороговое напряжение около 1.7-2.3В, после которого ток растет экспоненциально с увеличением напряжения. Для стабильного светового потока необходим драйвер постоянного тока.
• Сила света vs. Прямой ток:В рекомендуемом рабочем диапазоне (до 20мА) интенсивность обычно линейно возрастает с увеличением тока. Превышение максимального тока приводит к снижению эффективности и ускоренной деградации.
• Сила света vs. Температура окружающей среды:Как и у всех светодиодов, световой поток уменьшается при повышении температуры перехода. Правильный тепловой менеджмент в конструкции печатной платы критически важен для поддержания стабильной яркости и долговечности.
• Спектральное распределение:Спектр излучения сосредоточен вокруг 639 нм (пик) с типичной полушириной 20 нм, что характерно для красных светодиодов на основе AlInGaP, которые обеспечивают высокую эффективность и хорошую насыщенность цвета.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

LTST-C193KRKT-5A имеет сверхтонкий корпус чипового масштаба.

• Высота корпуса (H):максимум 0.35 мм. Этот сверхнизкий профиль критически важен для применений в тонких устройствах, таких как смартфоны, планшеты и сверхтонкие дисплеи.
• Площадь основания:Корпус соответствует стандартным размерам EIA (Альянс электронной промышленности) для чип-светодиодов, что обеспечивает совместимость со стандартными посадочными местами на печатной плате и системами автоматического оптического контроля (AOI).

5.2 Идентификация полярности и проектирование контактных площадок

В паспорте содержится подробный чертеж с размерами. Полярность обычно указывается маркировкой на верхней части корпуса или асимметричной конструкцией контактных площадок (катодная площадка может быть больше или иметь уникальную форму). Предоставлена рекомендуемая разводка контактных площадок для обеспечения надежного формирования паяного соединения и правильного позиционирования во время оплавления. Рекомендуемая максимальная толщина трафарета для нанесения паяльной пасты составляет 0.10 мм.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением

Светодиод совместим с процессами пайки оплавлением в ИК-печах, в частности, предназначенными для бессвинцовой (Pb-free) паяльной пасты. Предоставлен рекомендуемый профиль, который в целом соответствует стандартам JEDEC:

• Предварительный нагрев:Плавный подъем от комнатной температуры до 150-200°C.
• Время выдержки/предварительного нагрева:Максимум 120 секунд для активации флюса и выравнивания температуры платы.
• Оплавление (жидкая фаза):Пиковая температура не должна превышать 260°C.
• Время выше температуры плавления (TAL):Продолжительность при температуре плавления припоя или выше должна контролироваться, с максимумом 10 секунд при пиковой температуре.
• Количество циклов оплавления:Максимум два раза.

Поскольку тепловые профили зависят от конкретной конструкции печатной платы, паяльной пасты и печи, предоставленный профиль следует использовать в качестве целевого, и рекомендуется проводить характеристику на уровне платы.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, необходимо соблюдать крайнюю осторожность:

• Температура паяльника:Максимум 300°C.
• Время пайки:Максимум 3 секунды на одну контактную площадку.
• Количество раз:Только один раз. Повторный нагрев может повредить светодиод или паяное соединение.

6.3 Очистка

Следует использовать только указанные чистящие средства. Неуказанные химикаты могут повредить пластиковый корпус.

• Рекомендуемые средства:Этиловый спирт или изопропиловый спирт.
• Процедура:При необходимости очистки после пайки погрузите светодиод при комнатной температуре на время менее одной минуты.

6.4 Хранение и обращение

• Меры предосторожности от электростатического разряда (ESD):Светодиоды чувствительны к ESD. Используйте антистатические браслеты, коврики и правильно заземленное оборудование при обращении.
• Чувствительность к влаге:Корпус чувствителен к влаге.
  • Запечатанная упаковка:Хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤90%. Использовать в течение одного года.
  • Вскрытая упаковка:Для компонентов, извлеченных из влагозащитного пакета, условия хранения не должны превышать 30°C / 60% относительной влажности. Рекомендуется завершить пайку оплавлением в течение 672 часов (28 дней).
  • Длительное хранение/прокаливание:Если компоненты находились на открытом воздухе более 672 часов, перед пайкой требуется прокалка при температуре около 60°C в течение не менее 20 часов, чтобы предотвратить "вспучивание" ("popcorning") во время оплавления.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации на ленте и в катушках

Продукт поставляется для автоматизированной сборки.

• Ширина несущей ленты:8 мм.
• Диаметр катушки:7 дюймов.
• Количество на катушке:5000 штук.
• Минимальный объем заказа (MOQ):500 штук для остаточных количеств.
• Стандарт упаковки:Соответствует спецификациям ANSI/EIA-481. Пустые ячейки запечатаны покровной лентой.
• Качество:Максимальное количество последовательно отсутствующих компонентов в ленте — два.

8. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

8.1 Типичные сценарии применения

Сверхтонкий профиль и высокая яркость делают этот светодиод подходящим для:

• Подсветка:Подсветка клавиатуры, значков или небольших дисплеев в мобильных телефонах, пультах дистанционного управления и портативной потребительской электронике.
• Индикаторы состояния:Индикаторы питания, заряда, подключения и рабочего состояния в широком спектре устройств.
• Панельные индикаторы:Подсветка кнопок, переключателей и символов на панелях управления.
• Потребительская электроника:Общее освещение и сигнализация в бытовой технике, офисном оборудовании и устройствах связи.

Важное примечание:В паспорте указано, что эти светодиоды предназначены для обычного электронного оборудования. Для применений, требующих исключительной надежности, где отказ может угрожать жизни или здоровью (авиация, медицина, системы безопасности), перед внедрением требуется консультация с производителем.

8.2 Метод управления и проектирование схемы

Светодиод — это устройство, управляемое током. Для обеспечения равномерной силы света и предотвращения повреждений он должен управляться стабилизированным током, а не напряжением.

• Управление постоянным током:Предпочтительный метод. Используйте специализированную микросхему драйвера светодиодов или простую схему с токоограничивающим резистором.
• Токоограничивающий резистор:При использовании источника напряжения (V_CC) последовательный резистор (R_S) обязателен. Рассчитайте его по закону Ома: R_S= (V_CC- V_F) / I_F. Используйте максимальное значение V_Fиз бина, чтобы гарантировать, что I_Fне превысит предел даже при разбросе параметров между устройствами.
• ШИМ-диммирование:Для регулировки яркости эффективна широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Убедитесь, что частота достаточно высока, чтобы избежать видимого мерцания (обычно >100 Гц).

8.3 Тепловой менеджмент

Хотя рассеиваемая мощность мала (макс. 50 мВт), правильное тепловое проектирование увеличивает срок службы и поддерживает стабильность цвета.

• Разводка печатной платы:Используйте контактные площадки с тепловыми перемычками, соединенные с медным полигоном, чтобы помочь рассеивать тепло.
• Избегайте перегрузки:Работа на максимальном постоянном токе (20мА) или близком к нему будет генерировать больше тепла. Снижение рабочего тока (например, до 10-15мА) значительно повышает долговечность и надежность.

9. Обзор технологии и материалов

9.1 Полупроводниковая технология AlInGaP

LTST-C193KRKT-5A использует чип на основе AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия). Эта система материалов известна производством высокоэффективных светодиодов в желто-оранжево-красном диапазоне длин волн. По сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP, AlInGaP предлагает значительно более высокую световую отдачу (больше света на ватт), лучшую температурную стабильность и превосходную долгосрочную надежность. Материал линзы "водянисто-прозрачный" позволяет видеть истинный цвет чипа, обеспечивая насыщенный красный вид.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

10.1 В чем разница между пиковой длиной волны и доминирующей длиной волны?

Пиковая длина волны (λ_P):Единственная длина волны, на которой светодиод излучает максимальную оптическую мощность. Это физическое измерение из спектра.
Доминирующая длина волны (λ_d):Расчетное значение из цветовых координат CIE, которое представляет воспринимаемый цвет. Для монохроматического источника они идентичны. Для светодиодов с шириной спектра λ_d— это то, что человеческий глаз воспринимает как цвет, и это стандартный параметр, используемый для цветового бининга.

10.2 Можно ли использовать источник питания 3.3В для прямого управления этим светодиодом?

Нет, подключать напрямую нельзя.При типичном V_F~2.0В, подключение к 3.3В без токоограничивающего резистора вызовет чрезмерный ток, который почти мгновенно разрушит светодиод. Всегда используйте последовательный резистор или драйвер постоянного тока.

10.3 Почему существует ограничение в 672 часа (28 дней) после вскрытия упаковки?

Пластиковый корпус светодиода поглощает влагу из воздуха. Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта захваченная влага может быстро испаряться, создавая внутреннее давление, которое может привести к растрескиванию корпуса ("вспучивание", "popcorning"). Ограничение в 672 часа — это время, в течение которого компонент может находиться в условиях цеха (≤30°C/60% относительной влажности) до того, как этот риск станет неприемлемым. По истечении этого времени требуется прокаливание для удаления влаги.

10.4 Как выбрать правильный код бина?

Выбор зависит от требований вашего приложения:

• Для равномерной яркости в массиве:Укажите одинаковый бин по силе света (K, L, M, N) для всех устройств. Возможно, также стоит указать одинаковый бин по прямому напряжению (E2, E3, E4), если используется простая схема с резистором.
• Для чувствительных к стоимости применений:Более широкий бин (например, K-N) может быть приемлемым и дешевле.
• Для точных требований к цвету:Убедитесь, что спецификация доминирующей длины волны соответствует вашим потребностям. В паспорте приведено типичное значение; для критичных к цвету применений обратитесь к производителю за подробной информацией о цветовом бининге.