Техническая спецификация LTST-S115KETBKT - Двухцветный SMD светодиод (красный/синий) - Бокового свечения

1. Обзор продукта

Настоящий документ содержит полные технические характеристики двухцветного SMD (Surface Mount Device) светодиода бокового свечения. Этот компонент предназначен для автоматизированного монтажа на печатную плату (PCB) и подходит для применений, где критически важен размер. В одном корпусе интегрированы два различных полупроводниковых кристалла: один излучает в красном спектре, другой — в синем.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основные преимущества данного светодиода включают миниатюрные габариты, совместимость с автоматическим оборудованием для установки компонентов (pick-and-place) и пригодность для процессов пайки оплавлением в инфракрасном (ИК) спектре. Он изготовлен из бессвинцовых материалов (соответствует директиве ROHS) и имеет луженые выводы для улучшенной паяемости. В устройстве используются передовые полупроводниковые материалы: AlInGaP для красного излучателя и InGaN для синего, известные своей высокой эффективностью и яркостью.

Области применения охватывают широкий спектр потребительской и промышленной электроники. Он особенно хорошо подходит для индикации состояния, подсветки клавиатур или клавиатурных панелей, подсветки символов и интеграции в микродисплеи в таких устройствах, как мобильные телефоны, ноутбуки, сетевое оборудование, бытовая техника и различные системы офисной автоматизации.

2. Технические параметры: Подробная объективная интерпретация

2.1 Предельно допустимые параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Не рекомендуется эксплуатировать светодиод в условиях, выходящих за эти значения.

• Рассеиваемая мощность (Pd):Максимально допустимая мощность, которая может рассеиваться в виде тепла. Для красного кристалла этот показатель составляет 62,5 мВт, для синего — 76 мВт. Превышение этого предела грозит тепловой деградацией.
• Прямой ток:Указаны два предельных значения тока.Постоянный прямой ток (IF)— это максимальный непрерывный ток: 25 мА для красного кристалла и 20 мА для синего.Пиковый прямой ток— это более высокий импульсный ток (60 мА для красного, 100 мА для синего), допустимый только в определенных условиях (скважность 1/10, длительность импульса 0,1 мс) в течение коротких периодов.
• Температурные диапазоны:Устройство предназначено для работы в диапазоне температуры окружающей среды (Ta) от -20°C до +80°C. Хранение должно осуществляться в диапазоне от -30°C до +100°C.
• Условия пайки:Компонент может выдерживать пиковую температуру при пайке оплавлением 260°C в течение максимум 10 секунд, что является стандартом для бессвинцовых процессов сборки.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Эти параметры измеряются при стандартных условиях испытаний: Ta=25°C и прямой ток (IF) 20 мА, если не указано иное. Они определяют типичные характеристики устройства.

• Сила света (Iv):Это мера воспринимаемой яркости излучаемого света. Для красного кристалла интенсивность варьируется от минимум 45,0 мкд до максимум 180,0 мкд. Для синего кристалла диапазон составляет от 28,0 мкд до 112,0 мкд. Фактическое значение для конкретного экземпляра определяется его бином.
• Угол обзора (2θ1/2):Определяется как полный угол, при котором сила света составляет половину от измеренной на центральной оси. Данный светодиод имеет очень широкий угол обзора 130 градусов для обоих цветов, что делает его подходящим для применений, требующих широкой видимости.
• Параметры длины волны: Длина волны пикового излучения (λP)— это длина волны, на которой оптическая выходная мощность наибольшая (обычно 631 нм для красного, 468 нм для синего).Доминирующая длина волны (λd)— это единственная длина волны, которая наилучшим образом представляет воспринимаемый цвет, с указанными диапазонами мин/тип/макс (например, 615-635 нм для красного).Полуширина спектральной линии (Δλ)— это ширина спектра на половине пиковой мощности, обычно 15 нм для красного и 20 нм для синего, что указывает на чистоту цвета.
• Прямое напряжение (VF):Падение напряжения на светодиоде при работе на указанном токе. Красный кристалл имеет диапазон VF от 1,6В до 2,4В, в то время как синий кристалл имеет более высокий диапазон от 2,7В до 3,9В при 20 мА. Эта разница обусловлена различной шириной запрещенной зоны материалов AlInGaP и InGaN.
• Обратный ток (IR):Максимальный ток утечки при приложении обратного напряжения (VR) 5В. Для обоих кристаллов он указан как макс. 10 мкА. В спецификации прямо указано, что устройство не предназначено для работы в обратном направлении; этот параметр предназначен только для целей тестирования.

3. Объяснение системы бининга

Для обеспечения стабильности производства светодиоды сортируются по бинам производительности. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты с жестко контролируемыми характеристиками.

3.1 Биннинг по силе света (Iv)

Светодиоды группируются на основе измеренной силы света при 20 мА. Каждый бин имеет минимальное и максимальное значение с допуском +/-15% внутри каждого бина.

• Бины красного кристалла:P (45,0-71,0 мкд), Q (71,0-112,0 мкд), R (112,0-180,0 мкд).
• Бины синего кристалла:N (28,0-45,0 мкд), P (45,0-71,0 мкд), Q (71,0-112,0 мкд).

3.2 Биннинг по оттенку (доминирующей длине волны)

Только для синего кристалла выполняется дополнительный биннинг на основе доминирующей длины волны для контроля оттенка синего цвета.

• Бины длины волны синего кристалла:AC (465-470 нм), AD (470-475 нм). Допуск для каждого бина составляет +/- 1 нм, что обеспечивает очень точный контроль цвета.

4. Механическая информация и данные о корпусе

4.1 Габаритные размеры корпуса и назначение выводов

Светодиод соответствует стандартному контуру корпуса EIA. Все размеры указаны в миллиметрах со стандартным допуском ±0,1 мм, если не указано иное. Корпус относится к типу бокового свечения, что означает, что основное излучение света происходит сбоку компонента, а не сверху. Это крайне важно для применений с подсветкой, где свет необходимо направлять вбок.

Назначение выводов четко определено: Катод 1 (C1) подключен к аноду синего кристалла (подразумевается общая анодная конфигурация, но в спецификации указано назначение выводов для кристаллов). Катод 2 (C2) подключен к красному кристаллу. При сборке необходимо соблюдать правильную полярность.

4.2 Рекомендуемая контактная площадка на PCB и направление пайки

В спецификации содержится диаграмма, показывающая рекомендуемую разводку медных контактных площадок на печатной плате. Следование этой разводке крайне важно для получения надежного паяного соединения, правильного позиционирования и эффективного отвода тепла в процессе оплавления. Диаграмма также указывает правильную ориентацию светодиода на ленте относительно платы для автоматической сборки.

5. Рекомендации по пайке и сборке

5.1 Параметры пайки ИК-оплавлением

Для бессвинцовых процессов пайки рекомендуется определенный температурный профиль. Ключевые параметры включают зону предварительного нагрева (150-200°C), максимальное время предварительного нагрева 120 секунд, максимальную температуру корпуса не выше 260°C и время при этой пиковой температуре, ограниченное максимум 10 секундами. Светодиод не должен подвергаться более чем двум циклам оплавления в этих условиях.

5.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, необходимо соблюдать крайнюю осторожность. Температура жала паяльника не должна превышать 300°C, а время контакта с выводом светодиода должно быть ограничено максимум 3 секундами. Ручная пайка должна выполняться только один раз на одно устройство.

5.3 Очистка

Следует использовать только указанные чистящие средства. Неуказанные химикаты могут повредить корпус светодиода. Если требуется очистка после пайки, рекомендуемый метод — погрузить светодиод в этиловый или изопропиловый спирт при комнатной температуре менее чем на одну минуту.

6. Условия хранения и меры предосторожности при обращении

6.1 Условия хранения

Правильное хранение критически важно для сохранения паяемости и предотвращения повреждений, вызванных влагой (эффект "попкорна") во время оплавления.

• Запечатанная упаковка:Светодиоды в оригинальной влагозащищенной упаковке с осушителем должны храниться при температуре ≤30°C и относительной влажности (RH) ≤90%. Срок годности в этих условиях составляет один год.
• Вскрытая упаковка:После вскрытия влагозащитного пакета условия хранения должны быть более контролируемыми: ≤30°C и ≤60% RH. Компоненты, извлеченные из запечатанного пакета, должны быть припаяны оплавлением в течение одной недели.
• Длительное хранение (вскрытое):Для хранения более одной недели светодиоды следует поместить в герметичный контейнер с осушителем или в эксикатор, продуваемый азотом. Если хранение в открытом виде длилось более недели, перед процессом пайки обязательна просушка при температуре около 60°C в течение не менее 20 часов для удаления поглощенной влаги.

6.2 Защита от электростатического разряда (ESD)

Светодиод чувствителен к электростатическому разряду и скачкам напряжения. При обращении и сборке необходимо соблюдать соответствующие меры предосторожности от ESD. Это включает использование заземленных браслетов, антистатических перчаток и обеспечение правильного заземления всего оборудования и рабочих мест.

7. Информация об упаковке и заказе

7.1 Спецификации ленты и катушки

Светодиоды поставляются в упаковке для автоматической сборки. Они смонтированы на эмбоссированной несущей ленте шириной 8 мм. Эта лента намотана на стандартные катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). Каждая полная катушка содержит 3000 штук. Для количеств менее полной катушки минимальная упаковочная партия для остатков составляет 500 штук. Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA-481.

7.2 Размеры и особенности катушки

Предоставлены подробные механические чертежи катушки и ленты. Ключевые особенности включают: пустые ячейки для компонентов на ленте запечатаны верхней покровной лентой для защиты компонентов, а максимально допустимое количество последовательно отсутствующих компонентов на катушке — два, что обеспечивает стабильность подачи для автоматов установки компонентов.

8. Рекомендации по применению и соображения при проектировании

8.1 Типовые схемы включения

При проектировании схемы управления необходимо учитывать различные требования к прямому напряжению (VF) красного и синего кристаллов. Наиболее распространенным методом ограничения тока является использование простого последовательного резистора для каждого цветового канала. Значение резистора (R) рассчитывается по формуле: R = (Vcc - VF_LED) / I_F, где Vcc — напряжение питания, VF_LED — прямое напряжение конкретного кристалла (для консервативного дизайна используйте максимальное значение из спецификации), а I_F — желаемый прямой ток (не превышающий номинальный постоянный ток). Из-за разницы в напряжении значение резистора для синего канала, как правило, будет отличаться от значения для красного канала, даже если желаемый ток одинаков.

8.2 Тепловой режим

Хотя рассеиваемая мощность мала, правильное тепловое проектирование на печатной плате способствует долгосрочной надежности. Использование рекомендуемой разводки контактных площадок помогает отводить тепло от p-n перехода светодиода в плату. Следует избегать работы светодиода на максимальном токе или близком к нему в условиях высокой температуры окружающей среды, так как это приближает температуру перехода к его пределу.

8.3 Оптическое проектирование

Профиль бокового излучения идеально подходит для применений, где свет необходимо вводить в световод, подсвечивать панель с края или индицировать состояние сбоку устройства. Конструкторам следует учитывать угол обзора 130 градусов при проектировании световодов или апертур, чтобы обеспечить желаемую картину освещения.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я одновременно питать красный и синий кристаллы на их полном постоянном токе (25мА и 20мА)?

О: В спецификации указаны параметры для каждого кристалла. Необходимо учитывать рассеиваемую мощность и тепловые пределы для суммарного выделяемого тепла. Обычно это безопасно, если общая мощность (Vf_красный * 25мА + Vf_синий * 20мА) находится в пределах общей способности корпуса к рассеиванию тепла, но одновременная работа на абсолютных максимальных параметрах должна быть тщательно оценена, особенно при высоких температурах окружающей среды.

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

О: Пиковая длина волны (λP) — это физическое измерение наивысшей точки спектра. Доминирующая длина волны (λd) — это расчетное значение из колориметрии, которое наилучшим образом соответствует восприятию цвета человеческим глазом. λd более актуальна для применений, где критически важен конкретный внешний вид цвета.

В: Обратный ток указан при 5В. Могу ли я использовать этот светодиод в цепи переменного тока или с защитой от обратной полярности?

О: Нет. В спецификации прямо указано, что устройство не предназначено для работы в обратном направлении. Тест на 5В предназначен только для проверки качества. Применение постоянного обратного напряжения, даже ниже 5В, не рекомендуется и может повредить светодиод. Для переменного или биполярного управления потребуется внешняя защита, например, параллельный диод.

В: Как выбрать подходящий бин для моего применения?

О: Выберите бин силы света (Iv) на основе требуемого уровня яркости и необходимости согласованности между экземплярами. Для синего светодиода также выберите бин длины волны (оттенка), если согласованность цвета имеет первостепенное значение. Использование более узкого бина (например, Q для интенсивности) может увеличить стоимость, но обеспечит более равномерные характеристики в вашем производстве.