Техническая документация на SMD светодиод LTST-C194KGKT - Размеры 1.6x0.8x0.3мм - Напряжение 1.8-2.4В - Зеленый цвет - Мощность 75мВт

1. Обзор продукта

LTST-C194KGKT — это чип-светодиод для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для современных компактных электронных устройств. Его основное назначение — использование в качестве высокоинтенсивного индикатора или компонента подсветки с ультранизким профилем. Ключевое преимущество продукта заключается в исключительно малой высоте корпуса — всего 0,30 миллиметра, что позволяет использовать его в конструкциях с ограниченным пространством, таких как ультратонкие мобильные устройства, носимые гаджеты и панели с боковой подсветкой. Это зеленый светодиод, использующий технологию полупроводника AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия), известную высокой эффективностью и хорошей чистотой цвета. Целевой рынок включает потребительскую электронику, панели промышленного управления, внутреннее освещение автомобилей и приложения общего назначения, где требуются надежная работа и соответствие директиве RoHS.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Максимальная рассеиваемая мощность устройства составляет 75 мВт при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Абсолютный максимальный постоянный прямой ток — 30 мА, при этом более высокий пиковый прямой ток 80 мА допустим в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0,1 мс). Это различие критически важно для проектирования: лимит 30 мА предназначен для непрерывной работы, а значение 80 мА позволяет использовать кратковременные импульсы высокой интенсивности в схемах с мультиплексированным управлением. Максимальное обратное напряжение составляет 5В, что является стандартным уровнем защиты. Диапазоны рабочих температур и температур хранения составляют от -30°C до +85°C и от -40°C до +85°C соответственно, что указывает на надежную работу в широком диапазоне условий окружающей среды. Условия инфракрасной пайки определены как 260°C в течение 10 секунд, что соответствует стандартному профилю для бессвинцовых (Pb-free) процессов оплавления.

2.2 Электрооптические характеристики

Измеренные при Ta=25°C и стандартном испытательном токе (IF) 20 мА ключевые параметры определяют производительность светодиода. Сила света (Iv) имеет типичный диапазон от 18,0 до 112,0 милликандел (мкд). Этот широкий диапазон регулируется системой бининга. Угол обзора (2θ1/2) составляет 130 градусов, обеспечивая очень широкую, рассеянную диаграмму направленности, подходящую для освещения площади, а не для сфокусированных лучей. Пиковая длина волны излучения (λP) обычно составляет 574 нм. Доминирующая длина волны (λd), определяющая воспринимаемый цвет, находится в диапазоне от 567,5 нм до 576,5 нм при 20 мА, что соответствует чистому зеленому оттенку. Полуширина спектральной линии (Δλ) составляет 15 нм, что указывает на относительно узкую полосу пропускания и хорошую насыщенность цвета. Прямое напряжение (VF) при 20 мА находится в диапазоне от 1,80 В до 2,40 В, что важно для расчета значений последовательных резисторов и проектирования источника питания. Обратный ток (IR) составляет максимум 10 мкА при обратном напряжении (VR) 5 В, что указывает на хорошие характеристики p-n перехода.

3. Объяснение системы бининга

Продукт использует двухмерную систему бининга для обеспечения согласованности цвета и яркости в рамках одного приложения. Это крайне важно для приложений, использующих несколько светодиодов, где требуется визуальная однородность.

3.1 Биннинг по силе света

Сила света классифицируется на четыре бина (M, N, P, Q), измеряемые в мкд при 20 мА. Каждый бин имеет минимальное и максимальное значение: M (18,0-28,0), N (28,0-45,0), P (45,0-71,0), Q (71,0-112,0). Для каждого бина по интенсивности применяется допуск +/-15%. Конструкторы должны указывать требуемый код бина, чтобы гарантировать необходимый уровень яркости для своего приложения.

3.2 Биннинг по доминирующей длине волны

Цвет (доминирующая длина волны) также разделен на три кода: C (567,5-570,5 нм), D (570,5-573,5 нм) и E (573,5-576,5 нм). Для каждого бина по длине волны поддерживается строгий допуск +/- 1 нм. Комбинируя код бина по интенсивности и код бина по длине волны, можно выбрать конкретное, согласованное подмножество характеристик продукта LTST-C194KGKT.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в техническом описании приведены ссылки на конкретные графические кривые (например, Рис.1, Рис.6), их типичное поведение можно описать на основе технологии. Зависимость между прямым током (IF) и силой света (Iv) в рабочем диапазоне, как правило, линейна, что означает пропорциональное увеличение яркости с ростом тока вплоть до максимального номинального значения. Прямое напряжение (VF) имеет отрицательный температурный коэффициент; оно немного уменьшается с ростом температуры перехода. Доминирующая длина волны (λd) также может незначительно смещаться (обычно в сторону более длинных волн) с увеличением температуры перехода, что является общей характеристикой полупроводниковых светодиодов. Широкая кривая угла обзора 130 градусов подразумевает близкую к ламбертовской диаграмму направленности, где интенсивность максимальна в центре и постепенно уменьшается к краям.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод имеет стандартный форм-фактор EIA. Ключевые размеры включают типичную длину и ширину, а определяющей характеристикой является ультратонкая высота 0,30 мм. Все размерные допуски, если не указано иное, обычно составляют ±0,10 мм. Материал линзы — прозрачный, что позволяет излучению нативного зеленого цвета кристалла AlInGaP выходить без цветовой фильтрации или рассеивания, максимизируя световой поток.

5.2 Конструкция контактных площадок и полярность

Техническое описание включает рекомендуемые размеры контактных площадок для обеспечения правильного формирования паяного соединения и механической стабильности во время оплавления. Для нанесения паяльной пасты рекомендуется максимальная толщина трафарета 0,10 мм. Компонент имеет маркировку анода и катода; при установке необходимо соблюдать правильную полярность для обеспечения корректной работы. Конструкция площадки способствует хорошему смачиванию припоем и помогает компоненту самоцентрироваться во время оплавления.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Профиль оплавления припоя

Предоставлен рекомендуемый профиль инфракрасного (ИК) оплавления, соответствующий стандартам JEDEC для бессвинцовых процессов. Ключевые параметры включают зону предварительного нагрева (150-200°C), время предварительного нагрева (макс. 120 сек), пиковую температуру (макс. 260°C) и время выше температуры ликвидуса (конкретное время при пиковой температуре, макс. 10 сек). Этот профиль критически важен для предотвращения теплового удара, обеспечения правильного оплавления припоя и избежания повреждения корпуса светодиода или полупроводникового кристалла.

6.2 Условия хранения и обращения

Светодиоды чувствительны к влаге. В оригинальной заводской упаковке с осушителем их следует хранить при температуре ≤30°C и влажности ≤90% и использовать в течение одного года. После вскрытия влагозащитного пакета условия хранения не должны превышать 30°C и 60% относительной влажности. Компоненты, подвергавшиеся воздействию окружающей среды более 672 часов (28 дней), рекомендуется прокаливать при температуре около 60°C в течение не менее 20 часов перед пайкой для удаления поглощенной влаги и предотвращения эффекта "попкорна" во время оплавления.

6.3 Очистка

Если очистка после пайки необходима, следует использовать только указанные растворители. Рекомендуется погружать светодиод в этиловый или изопропиловый спирт при комнатной температуре на время менее одной минуты. Неуказанные химические очистители могут повредить материал эпоксидного корпуса или линзу.

7. Упаковка и информация для заказа

Продукт поставляется в ленточной упаковке на катушках, совместимой с автоматическим оборудованием для установки компонентов. Ширина ленты составляет 8 мм, намотка производится на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). Каждая катушка содержит 5000 штук. Для меньших объемов доступна минимальная упаковка от 500 штук для остатков партий. Спецификации ленты и катушки соответствуют стандартам ANSI/EIA 481-1-A-1994. Упаковка включает верхнюю покровную ленту для герметизации пустых ячеек, максимальное количество последовательно отсутствующих компонентов в ленте — два.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот светодиод идеально подходит для индикаторов состояния в ультратонких ноутбуках, планшетах и смартфонах. Он хорошо служит в качестве подсветки для мембранных переключателей, клавиатур и небольших графических дисплеев в промышленных пультах управления или медицинских устройствах. Его широкий угол обзора делает его подходящим для общего освещения панелей, где требуется равномерный, рассеянный свет.

8.2 Особенности проектирования схемы управления

Светодиоды — это устройства с токовым управлением. Для обеспечения равномерной яркости, особенно при параллельном подключении нескольких светодиодов, настоятельно рекомендуется использовать индивидуальный токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым светодиодом. Не рекомендуется подключать светодиоды непосредственно к источнику напряжения без ограничения тока, так как незначительные вариации прямого напряжения могут привести к существенным различиям в токе и, как следствие, в яркости. Значение последовательного резистора (R) можно рассчитать по закону Ома: R = (Vcc - VF) / IF, где Vcc — напряжение питания, VF — прямое напряжение светодиода (используйте максимальное значение для расчета тока в наихудшем случае), а IF — желаемый прямой ток (≤30 мА постоянного тока).

9. Техническое сравнение и отличия

Основным отличительным фактором LTST-C194KGKT является его высота 0,30 мм, что значительно тоньше, чем у многих стандартных чип-светодиодов (часто 0,6 мм или выше). Это позволяет интегрировать его в устройства следующего поколения с тонким корпусом. Использование технологии AlInGaP для зеленого света обеспечивает более высокую эффективность и лучшую температурную стабильность по сравнению со старыми технологиями, такими как традиционный GaP. Сочетание широкого угла обзора 130 градусов и прозрачной линзы обеспечивает яркое, чистое зеленое пятно с хорошей видимостью под разными углами, в отличие от рассеивающих линз, которые сильнее рассеивают свет, но снижают пиковую интенсивность.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

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

О: Пиковая длина волны (λP) — это длина волны, на которой оптическая выходная мощность максимальна. Доминирующая длина волны (λd) — это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, рассчитанная на основе диаграммы цветности CIE. λd более актуальна для спецификации цвета.

В: Могу ли я питать этот светодиод током 30 мА непрерывно?

О: Да, 30 мА — это максимальный номинальный постоянный прямой ток. Для оптимального срока службы и надежности часто рекомендуется работа при более низком токе, например, 20 мА (испытательное условие).

В: Почему важен бининг?

О: Технологические вариации вызывают небольшие различия в яркости и цвете. Биннинг сортирует светодиоды на группы с жестко контролируемыми характеристиками. Указание кода бина гарантирует визуальную согласованность при использовании нескольких светодиодов в одном изделии.

В: Как интерпретировать бин "Q" для силы света?

О: Бин "Q" содержит светодиоды с наивысшей яркостью, в диапазоне от 71,0 до 112,0 мкд при 20 мА. Гарантируется, что любой светодиод из бина Q будет находиться в этом диапазоне (с допуском +/-15% для отдельных единиц).

11. Практический пример проектирования и использования

Рассмотрим проектирование панели индикаторов состояния для сетевого маршрутизатора, требующей десяти зеленых светодиодов. Чтобы все десять индикаторов имели одинаковую яркость и цвет, конструктор должен указать LTST-C194KGKT с конкретной комбинацией бинов, например, бин интенсивности "P" и бин длины волны "D". Каждый светодиод будет питаться от источника 5В через отдельный последовательный резистор. Расчет значения резистора с использованием максимального VF (2,4 В) и целевого IF 20 мА: R = (5В - 2,4В) / 0,020А = 130 Ом. Можно использовать стандартный резистор 130 Ом или 150 Ом. Ультратонкий профиль позволяет размещать печатную плату очень близко к тонкому пластиковому корпусу маршрутизатора. Широкий угол обзора обеспечивает видимость индикатора под разными углами в помещении.

12. Введение в технологический принцип

Этот светодиод основан на полупроводниковом материале AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия), выращенном на подложке. При приложении прямого напряжения электроны и дырки рекомбинируют в активной области полупроводника, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlInGaP определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны (цвету) излучаемого света — в данном случае, зеленому. Прозрачный эпоксидный корпус действует как линза, формируя световой поток и обеспечивая защиту от окружающей среды для хрупкого полупроводникового кристалла и проводящих перемычек.

13. Тенденции и развитие в отрасли

Тенденция в области SMD светодиодов продолжается в направлении миниатюризации, повышения эффективности и увеличения надежности. Высота корпусов уменьшается для создания более тонких конечных продуктов. Улучшение эффективности (больше люмен на ватт) снижает энергопотребление и тепловыделение. Также уделяется внимание ужесточению допусков бининга и улучшению согласованности цвета между производственными партиями. Кроме того, совместимость с автоматизированными процессами сборки и высокотемпературными бессвинцовыми профилями пайки остается фундаментальным требованием для широкого внедрения на рынке глобального производства электроники.