LTST-C194TGKT Техническая спецификация SMD светодиода - Высота 0.30 мм - 3.2 В - 76 мВт - Зеленый - Технический документ

1. Обзор продукта

LTST-C194TGKT — это поверхностно-монтируемый (SMD) чип-светодиод, разработанный для современных электронных приложений с ограниченным пространством. Это сверхтонкий компонент с высотой профиля всего 0.30 мм, что делает его подходящим для тонких устройств, таких как смартфоны, планшеты, ультратонкие дисплеи и носимые технологии. Устройство излучает зеленый свет с использованием полупроводникового материала InGaN (нитрид индия-галлия), заключенного в прозрачный линзовый корпус. Он соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ) и классифицируется как экологичный продукт. Светодиод поставляется в стандартной 8-миллиметровой ленте на катушках диаметром 7 дюймов, совместимых с высокоскоростным автоматическим оборудованием для установки и процессами пайки оплавлением в инфракрасном (ИК) диапазоне, что способствует эффективному массовому производству.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют пределы нагрузки, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа в таких условиях не гарантируется. Ключевые ограничения включают максимальную рассеиваемую мощность 76 мВт, постоянный прямой ток 20 мА и пиковый прямой ток 100 мА в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс). Устройство может выдерживать обратное напряжение 5 В, но непрерывная работа при обратном смещении запрещена. Диапазон рабочих температур составляет от -20°C до +80°C, с более широким диапазоном хранения от -30°C до +100°C. Компонент рассчитан на инфракрасную пайку оплавлением при пиковой температуре 260°C в течение максимум 10 секунд.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Эти параметры указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C и стандартном испытательном токе (IF) 20 мА, что обеспечивает базовые данные о производительности. Типичное значение силы света (Iv) составляет 450 милликандел (мкд) с минимумом 71 мкд, что указывает на яркий выходной сигнал. Он имеет широкий угол обзора (2θ1/2) 130 градусов, обеспечивая широкое и равномерное освещение. Доминирующая длина волны (λd) составляет 525 нм, определяя восприятие зеленого цвета, в то время как пиковая длина волны излучения (λp) составляет 530 нм. Ширина спектральной полосы (Δλ) равна 35 нм. Типичное прямое напряжение (VF) составляет 3.2 В, с диапазоном от 2.8 В до 3.6 В. Обратный ток (IR) составляет максимум 10 мкА при полном обратном смещении 5 В.

3. Объяснение системы бинов

Для обеспечения стабильности производства светодиоды сортируются по бинам производительности. LTST-C194TGKT использует трехмерную систему бинов, охватывающую прямое напряжение (Vf), силу света (Iv) и доминирующую длину волны (λd). Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие их конкретным требованиям к схеме и яркости/цвету.

3.1 Биннинг прямого напряжения

Прямое напряжение сортируется с шагом 0.2 В. Доступны коды бинов D7 (2.80-3.00 В), D8 (3.00-3.20 В), D9 (3.20-3.40 В) и D10 (3.40-3.60 В). В пределах каждого бина применяется допуск ±0.1 В. Выбор светодиодов из одного бина Vf помогает поддерживать равномерное распределение тока при параллельном подключении нескольких светодиодов.

3.2 Биннинг силы света

Бины силы света предоставляют диапазон уровней яркости. Бины: Q (71.0-112.0 мкд), R (112.0-180.0 мкд), S (180.0-280.0 мкд) и T (280.0-450.0 мкд). Для каждого бина применяется допуск ±15%. Это позволяет осуществлять экономически эффективный выбор, когда максимальная яркость не критична, или для создания продуктов с разными уровнями характеристик.

3.3 Биннинг доминирующей длины волны

Бины доминирующей длины волны обеспечивают постоянство цвета. Доступные бины: AP (520.0-525.0 нм), AQ (525.0-530.0 нм) и AR (530.0-535.0 нм) с жестким допуском ±1 нм на бин. Это критически важно для приложений, где требуется точное соответствие цветов, например, в многоцветных индикаторах или подсветке дисплеев.

4. Анализ кривых производительности

Хотя в спецификации приведены ссылки на конкретные графические кривые (например, Рисунок 1 для спектрального распределения, Рисунок 6 для угла обзора), предоставленные данные позволяют анализировать ключевые зависимости. Прямое напряжение указано для одного тока (20 мА). На практике Vf имеет логарифмическую зависимость от прямого тока (If) и отрицательный температурный коэффициент, что означает, что Vf уменьшается с увеличением температуры перехода. Сила света также зависит от температуры, обычно уменьшаясь при повышении температуры. Широкий угол обзора 130 градусов предполагает ламбертову или близкую к ламбертовой диаграмму направленности, где интенсивность света примерно пропорциональна косинусу угла обзора.

5. Механическая информация и информация об упаковке

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод соответствует стандартным контурам корпуса EIA (Альянс электронной промышленности). Определяющей особенностью является его сверхнизкая высота профиля 0.30 мм. Подробные чертежи размеров определяют длину, ширину, расстояние между выводами и другие критические механические допуски, обычно со стандартным допуском ±0.10 мм, если не указано иное. Эти размеры необходимы для проектирования посадочного места на печатной плате (PCB) и обеспечения правильной установки автоматическим оборудованием.

5.2 Конструкция контактных площадок для пайки

В спецификацию включены рекомендуемые размеры контактных площадок. Соблюдение этих рекомендаций жизненно важно для получения надежных паяных соединений во время оплавления. Ключевое замечание — рекомендация по максимальной толщине трафарета 0.10 мм для контроля объема паяльной пасты и предотвращения замыканий или эффекта "гробового камня" у этого малого компонента.

5.3 Идентификация полярности

Как и большинство светодиодов, это устройство чувствительно к полярности. Катод обычно маркируется, часто выемкой, зеленой точкой или другой формой вывода. Правильную ориентацию необходимо проверять по чертежу корпуса, чтобы обеспечить корректную работу схемы и предотвратить повреждение от обратного смещения.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением

Предоставлен рекомендуемый профиль инфракрасной (ИК) пайки оплавлением для бессвинцовых процессов. Этот профиль соответствует стандартам JEDEC. Он включает критические параметры: этап предварительного нагрева (обычно 150-200°C до 120 секунд), подъем температуры, зона пиковой температуры (максимум 260°C) и время выше температуры ликвидуса (температуры плавления припоя). Компонент не должен подвергаться воздействию пиковой температуры более 10 секунд. Этот профиль обеспечивает формирование надежных паяных соединений без чрезмерного термического напряжения на корпус светодиода.

6.2 Обращение и хранение

Светодиод чувствителен к электростатическому разряду (ESD). Обязательны меры предосторожности при обращении, такие как использование заземленных браслетов, антистатических ковриков и проводящих контейнеров. Для хранения невскрытые влагозащитные пакеты (с осушителем) должны храниться при температуре ≤30°C и влажности ≤90%, срок годности — один год. После вскрытия компоненты должны храниться при ≤30°C и ≤60% влажности. Если компоненты находились в условиях окружающей среды более 672 часов (28 дней), перед пайкой рекомендуется прогрев при температуре около 60°C в течение не менее 20 часов для удаления поглощенной влаги и предотвращения эффекта "попкорна" во время оплавления.

6.3 Очистка

Если необходима очистка после пайки, следует использовать только указанные растворители. В спецификации рекомендуется погружение в этиловый или изопропиловый спирт при нормальной температуре на время менее одной минуты. Неуказанные химические очистители могут повредить пластиковую линзу или материал корпуса.

7. Упаковка и информация для заказа

Стандартная упаковка — 8-миллиметровая тисненая несущая лента, намотанная на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). Каждая катушка содержит 5000 штук. Пустые ячейки в ленте запечатаны покровной лентой. Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA 481-1-A-1994. Для непрерывности производства максимально допустимое количество последовательно отсутствующих компонентов в ленте — два. Минимальный объем заказа для остатков катушек составляет 500 штук. Номер детали LTST-C194TGKT следует определенной системе кодирования, где элементы, вероятно, указывают на серию, корпус, цвет и коды бинов.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот ультратонкий зеленый светодиод идеально подходит для индикаторов состояния, подсветки клавиш или символов и декоративного освещения в потребительской электронике, где высота является критическим ограничением. Примеры включают индикаторные лампы в смартфонах, планшетах, ноутбуках, ультрабуках, носимых устройствах (умные часы, фитнес-браслеты) и тонких панелях управления. Его совместимость с автоматической установкой и пайкой оплавлением делает его идеальным для крупносерийного производства.

8.2 Соображения по проектированию

Ограничение тока:Внешний токоограничивающий резистор всегда требуется при питании светодиода от источника напряжения, превышающего его прямое напряжение. Значение резистора рассчитывается по закону Ома: R = (Vcc - Vf) / If, где Vf — прямое напряжение (используйте максимальное значение для наихудшего случая), If — желаемый прямой ток (≤20 мА постоянного тока), а Vcc — напряжение питания.
Тепловой менеджмент:Хотя рассеиваемая мощность мала, обеспечение достаточной площади меди на печатной плате или тепловых переходных отверстий может помочь рассеять тепло, особенно при работе при высоких температурах окружающей среды или при максимальном токе, тем самым поддерживая световой выход и долговечность.
Защита от ESD:В средах, подверженных ESD, рассмотрите возможность добавления диодов подавления переходных напряжений (TVS) или других защитных цепей на линиях светодиодов.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Основным отличительным фактором LTST-C194TGKT является его высота 0.30 мм, что значительно тоньше, чем у многих стандартных SMD светодиодов (например, корпуса 0603 или 0805, высота которых часто составляет 0.6-0.8 мм). Это позволяет использовать его в приложениях, где высота по оси Z строго ограничена. По сравнению со старыми выводными светодиодами он обеспечивает значительную экономию места и позволяет автоматизировать сборку. Использование технологии InGaN обеспечивает высокую эффективность и яркий зеленый свет. Его соответствие профилям бессвинцовой пайки оплавлением согласуется с современными экологическими нормами и производственными процессами.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Могу ли я питать этот светодиод током 30 мА для большей яркости?
О: Нет. Абсолютный максимальный постоянный прямой ток составляет 20 мА. Превышение этого значения может вызвать необратимое повреждение из-за перегрева и ускоренной деградации полупроводникового перехода.
В: В чем разница между доминирующей длиной волны и пиковой длиной волны?
О: Доминирующая длина волны (λd) — это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, которая соответствует цвету светодиода, полученная из диаграммы цветности CIE. Пиковая длина волны (λp) — это фактическая длина волны, на которой излучаемая оптическая мощность является наибольшей. Они часто немного различаются.
В: Могу ли я использовать ручную пайку?
О: Ручная пайка паяльником возможна, но требует крайней осторожности. Рекомендуется максимальная температура жала паяльника 300°C и время пайки не более 3 секунд на вывод, и только один раз. Пайка оплавлением является предпочтительным и более надежным методом.
В: Как интерпретировать код бина в номере детали?
О: Суффикс "TGKT", вероятно, содержит закодированную информацию для конкретных бинов прямого напряжения (T?), силы света (G?) и доминирующей длины волны (K?). Необходимо сверить полный список бинов с информацией для заказа, чтобы выбрать точный требуемый класс производительности.

11. Практический пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование индикатора состояния для умных часов.
В конструкции требуется зеленый индикатор зарядки. Внутренняя высота умных часов крайне ограничена. LTST-C194TGKT выбран из-за его профиля 0.30 мм. Разработчик выбирает бин D8 для Vf (3.0-3.2 В) и бин T для силы света (280-450 мкд), чтобы обеспечить видимость. Светодиод питается от шины 3.3 В часов. Используя максимальное Vf 3.6 В для консервативного проектирования, рассчитывается токоограничивающий резистор: R = (3.3 В - 3.6 В) / 0.02 А = -15 Ом. Это отрицательное значение указывает на то, что при наихудшем случае, когда Vf выше напряжения питания, светодиод может не включиться. Поэтому разработчик использует типичное Vf 3.2 В: R = (3.3 В - 3.2 В) / 0.02 А = 5 Ом. Выбран стандартный резистор 5.1 Ом, что дает ток ~19.6 мА. Разводка печатной платы использует рекомендуемые размеры контактных площадок и включает небольшое тепловое соединение с полигоном земли.

12. Введение в технологию

LTST-C194TGKT основан на полупроводниковой технологии InGaN (нитрид индия-галлия). InGaN — это сложный полупроводник, ширина запрещенной зоны которого может настраиваться путем изменения соотношения индия и галлия. Для зеленых светодиодов используется определенное содержание индия для создания запрещенной зоны, соответствующей излучению фотонов в зеленом диапазоне длин волн (около 525 нм). При приложении прямого напряжения электроны и дырки рекомбинируют в активной области полупроводника, высвобождая энергию в виде света — процесс, называемый электролюминесценцией. Прозрачная линза из эпоксидной смолы разработана для эффективного извлечения этого света из полупроводникового чипа с минимальным поглощением, а также обеспечивает механическую и экологическую защиту.

13. Технологические тренды

Тренд в SMD светодиодах для потребительской электроники продолжается в сторону миниатюризации, повышения эффективности и большей интеграции. Высота корпусов продолжает уменьшаться, чтобы обеспечить еще более тонкие конечные продукты. Улучшения эффективности (больше люмен на ватт) снижают энергопотребление, что критически важно для устройств с батарейным питанием. Также наблюдается тренд в сторону более точного контроля цвета и более жесткого бининга для удовлетворения требований высококачественных дисплеев и согласованных массивов из нескольких светодиодов. Кроме того, интеграция управляющей электроники (например, драйверов постоянного тока) непосредственно в корпус светодиода становится все более распространенной, упрощая проектирование схем для конечного пользователя. Фундаментальная наука о материалах продолжает развиваться, с постоянными исследованиями по повышению эффективности зеленых InGaN светодиодов, которая исторически была ниже, чем у синих светодиодов.