Техническая спецификация SMD светодиода LTST-S225KGKSKT-NU - Двухцветный (Зеленый/Желтый) - 25мА - 60мВт

1. Обзор изделия

В данном документе подробно описаны характеристики двухцветного SMD (устройства для поверхностного монтажа) светодиода бокового свечения. Устройство объединяет два различных светодиодных кристалла в одном корпусе: один излучает в зеленом спектре, другой - в желтом. Такая конфигурация предназначена для применений, требующих компактных многофункциональных индикаторов состояния или подсветки в электронных узлах с ограниченным пространством.

Ключевые преимущества компонента включают сверхъяркий выходной сигнал благодаря технологии полупроводника AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия), совместимость с автоматизированными системами монтажа и пригодность для групповой пайки оплавлением в инфракрасном диапазоне. Соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ).

Целевой рынок охватывает широкий спектр потребительской и промышленной электроники, включая, но не ограничиваясь, телекоммуникационное оборудование (беспроводные/сотовые телефоны), портативные вычислительные устройства (ноутбуки), сетевое оборудование, бытовую технику, а также внутренние вывески или дисплейные панели, где требуется надежная двухцветная индикация.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Абсолютные максимальные значения

Все значения указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Превышение этих пределов может привести к необратимому повреждению.

• Рассеиваемая мощность (Pd):60 мВт на каждый цветной кристалл.
• Пиковый прямой ток (I_FP):40 мА, допустим в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс).
• Постоянный прямой ток (I_F):25 мА постоянного тока.
• Диапазон рабочих температур:от -30°C до +85°C.
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +85°C.
• Температура пайки:Выдерживает профили ИК-оплавления с пиковой температурой 260°C до 10 секунд (бессвинцовый процесс).

2.2 Электрооптические характеристики

Измерено при Ta=25°C и I_F= 20мА, если не указано иное.

• Сила света (I_V):
  • Зеленый кристалл:Мин. 22.5 мкд, тип. не указано, макс. 57.0 мкд.
  • Желтый кристалл:Мин. 45.0 мкд, тип. не указано, макс. 112.0 мкд.
• Угол обзора (2θ_1/2):Обычно 130 градусов. Это полный угол, при котором сила света падает до половины осевого значения, что указывает на очень широкий конус обзора, подходящий для применений с боковым излучением.
• Пиковая длина волны (λ_P):
  • Зеленый:Обычно 573.0 нм.
  • Желтый:Обычно 591.0 нм.
• Доминирующая длина волны (λ_d):Единая длина волны, воспринимаемая человеческим глазом.
  • Зеленый:Диапазон от 567.5 нм (мин.) до 576.5 нм (макс.).
  • Желтый:Диапазон от 585.5 нм (мин.) до 591.5 нм (макс.).
• Спектральная ширина (Δλ):Обычно 15.0 нм (полная ширина на половине максимума) для обоих цветов.
• Прямое напряжение (V_F):
  • Зеленый и Желтый:Диапазон от 1.7В (мин.) до 2.4В (макс.) при 20мА.
• Обратный ток (I_R):Максимум 10 мкА при обратном напряжении (V_R) 5В. Примечание: Устройство не предназначено для работы при обратном смещении; данный параметр указан только для целей тестирования.

Важные примечания:Сила света измеряется с использованием датчика с фильтром, соответствующим фотопической чувствительности глаза по CIE. Устройство чувствительно к электростатическому разряду (ESD); обязательны соответствующие процедуры защиты от ESD (браслеты, заземленное оборудование).

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по группам (бина). Для данного устройства используется два критерия сортировки на каждый цвет.

3.1 Сортировка по силе света (яркости)

• Зеленый кристалл:
  • Код группы N:от 22.5 мкд до 35.5 мкд.
  • Код группы P:от 35.5 мкд до 57.0 мкд.
• Желтый кристалл:
  • Код группы P:от 45.0 мкд до 71.0 мкд.
  • Код группы Q:от 71.0 мкд до 112.0 мкд.
• Допуск внутри каждой группы по силе света составляет ±15%.

3.2 Сортировка по оттенку (доминирующей длине волны)

• Зеленый кристалл:
  • Код группы C:от 567.5 нм до 570.5 нм.
  • Код группы D:от 570.5 нм до 573.5 нм.
  • Код группы E:от 573.5 нм до 576.5 нм.
• Желтый кристалл:
  • Код группы J:от 585.5 нм до 588.5 нм.
  • Код группы K:от 588.5 нм до 591.5 нм.
• Допуск внутри каждой группы по длине волны составляет ±1 нм.

Конструкторам следует указывать требуемые коды групп при заказе, чтобы гарантировать желаемые визуальные характеристики в их применении.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в спецификации приведены ссылки на конкретные графические кривые (например, Рис.1 для спектральных измерений, Рис.5 для угла обзора), из предоставленных данных можно сделать следующие выводы о типичном поведении:

• Вольт-амперная характеристика (I-V):Диапазон прямого напряжения (V_F) от 1.7В до 2.4В при 20мА характерен для технологии AlInGaP. V_Fимеет отрицательный температурный коэффициент, слегка уменьшаясь при повышении температуры перехода.
• Зависимость силы света от тока:Световой выход приблизительно пропорционален прямому току в указанном рабочем диапазоне. Работа светодиода при токе выше 20мА увеличит яркость, но также и рассеиваемую мощность, и температуру перехода, что может повлиять на долговечность и длину волны.
• Температурная зависимость:Как и у всех светодиодов, сила света уменьшается с ростом температуры перехода. Материальная система AlInGaP, как правило, более стабильна по температуре, чем некоторые альтернативы, но тепловое управление по-прежнему важно для поддержания постоянной яркости.
• Спектральное распределение:Типичная спектральная ширина 15 нм указывает на относительно чистый, насыщенный цветовой выход как для зеленого, так и для желтого кристаллов, что полезно для четкого различения цветов.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габариты устройства и распиновка

Светодиод соответствует стандартному форм-фактору корпуса EIA. Ключевые размерные допуски составляют ±0.1 мм, если не указано иное.

• Назначение выводов:
  • Выводы 1 и 2 назначеныжелтомукристаллу AlInGaP.
  • Выводы 3 и 4 назначенызеленомукристаллу AlInGaP.
• Линза:Прозрачная, позволяющая видеть истинный цвет кристалла.

5.2 Рекомендуемый рисунок контактных площадок на печатной плате

В спецификации приведен рекомендуемый рисунок паяльных площадок для обеспечения правильного механического выравнивания и формирования паяного соединения во время оплавления. Соблюдение этого рисунка критически важно для достижения надежного электрического соединения и оптимального отвода тепла от корпуса светодиода к плате.

5.3 Определение полярности

Как диод, каждый кристалл в корпусе чувствителен к полярности. Необходимо обращаться к таблице назначения выводов, чтобы правильно подключить анод и катод для каждого цвета. Неправильная полярность не позволит светодиоду светиться, а подача обратного напряжения свыше 5В может повредить устройство.

6. Руководство по пайке и монтажу

6.1 Параметры групповой пайки оплавлением (бессвинцовой)

• Температура предварительного нагрева:от 150°C до 200°C.
• Время предварительного нагрева:Максимум 120 секунд.
• Пиковая температура корпуса:Максимум 260°C.
• Время выше 260°C:Максимум 10 секунд.
• Количество проходов оплавления:Максимум два раза.

Примечание:Фактические температурные профили должны быть определены для конкретной конструкции печатной платы, используемой паяльной пасты и печи.

6.2 Ручная пайка (при необходимости)

• Температура паяльника:Максимум 300°C.
• Время контакта:Максимум 3 секунды на соединение.
• Количество попыток пайки:Только один раз. Избыточный нагрев может повредить пластиковый корпус и полупроводниковый кристалл.

6.3 Очистка

Если требуется очистка после пайки, используйте только указанные растворители, чтобы избежать повреждения материала корпуса. Допустимые методы включают погружение в этиловый или изопропиловый спирт при комнатной температуре на время менее одной минуты.

6.4 Хранение и обращение

• Чувствительность к ESD:Устройство чувствительно к электростатическому разряду. Используйте соответствующие меры защиты от ESD.
• Уровень чувствительности к влаге (MSL):MSL 3. После вскрытия оригинальной влагозащищенной упаковки компоненты должны быть подвергнуты ИК-оплавлению в течение одной недели в условиях окружающей среды не выше 30°C/60% относительной влажности.
• Длительное хранение (вскрытая упаковка):Для хранения более одной недели храните в герметичном контейнере с осушителем или в атмосфере азота. Компоненты, хранящиеся вне упаковки более недели, требуют предварительной сушки при температуре около 60°C в течение не менее 20 часов перед пайкой.

7. Упаковка и заказ

Устройство поставляется в формате "лента-катушка", совместимом с автоматическим монтажным оборудованием.

• Ширина ленты:8 мм.
• Диаметр катушки:7 дюймов.
• Количество на катушке:4000 штук.
• Минимальный объем заказа (MOQ):500 штук для остаточных количеств.
• Стандарт упаковки:Соответствует спецификациям ANSI/EIA-481. Пустые ячейки в ленте запечатаны покровной лентой.

Для заказа следует использовать полный номер деталиLTST-S225KGKSKT-NUвместе с любыми конкретными требованиями к кодам групп для силы света и доминирующей длины волны.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Индикаторы состояния:Двухцветная возможность позволяет отображать несколько состояний (например, Зеленый=Включено/Готово, Желтый=Ожидание/Предупреждение, Оба=Специальный режим).
• Подсветка клавиатур/кнопок:Профиль бокового излучения идеально подходит для краевой подсветки тонких панелей или мембран.
• Потребительская электроника:Индикаторы питания, подключения или функций в телефонах, маршрутизаторах, приборах.
• Индикаторы на промышленных панелях:Состояние оборудования, аварийные ситуации.
• Символьная подсветка:Подсветка небольших значков или символов на панелях управления.

8.2 Соображения при проектировании

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный токоограничивающий резистор (или источник постоянного тока) для каждого цветного кристалла. Рассчитайте значение резистора на основе напряжения питания (V_cc), желаемого прямого тока (I_F, макс. 25мА постоянного тока) и прямого напряжения светодиода (V_F). Для консервативного проектирования используйте максимальное значение V_Fиз спецификации. Формула: R = (V_cc- V_F) / I_F.
• Тепловое управление:Хотя рассеиваемая мощность мала, обеспечение хорошего теплового пути от площадок светодиода к медной обкладке платы помогает поддерживать стабильный световой выход и долгосрочную надежность, особенно при высоких температурах окружающей среды или работе на максимальном токе.
• Оптическое проектирование:Угол обзора 130 градусов обеспечивает широкую видимость. Рассмотрите использование световодов или рассеивателей, если требуется определенная диаграмма направленности или смягченный внешний вид.

9. Техническое сравнение и отличительные особенности

Данный двухцветный светодиод предлагает конкретные преимущества в своем классе:

• По сравнению с двумя отдельными светодиодами:Значительно экономит место на печатной плате и сокращает количество компонентов, упрощая сборку и спецификацию материалов (BOM).
• Технология AlInGaP:Обеспечивает более высокую световую отдачу и лучшую температурную стабильность по сравнению со старыми технологиями, такими как стандартный GaP (фосфид галлия) для зеленого/желтого цветов, что приводит к более яркому и стабильному выходному сигналу.
• Корпус бокового вида:Основное направление излучения параллельно печатной плате, что оптимально для применений, где свет необходимо направлять вдоль поверхности (например, краевая подсветка), а не перпендикулярно от нее.
• Лужение оловом:Обеспечивает хорошую паяемость и совместимо с бессвинцовыми процессами пайки.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: Могу ли я одновременно питать и зеленый, и желтый кристаллы током по 25мА каждый?

О1: Да, но необходимо учитывать общую рассеиваемую мощность на корпусе. При токе 25мА на каждом кристалле и типичном V_F~2.0В, каждый рассеивает ~50мВт, в сумме ~100мВт. Это превышает абсолютное максимальное значение 60мВт на кристалл. Для непрерывной одновременной работы следует снизить ток для каждого кристалла, чтобы индивидуальная и суммарная рассеиваемая мощность оставались в безопасных пределах.

В2: В чем разница между пиковой длиной волны и доминирующей длиной волны?

О2: Пиковая длина волны (λ_P) - это длина волны в наивысшей точке кривой спектрального выхода светодиода. Доминирующая длина волны (λ_d) - это единая длина волны монохроматического света, который выглядел бы для человеческого глаза таким же по цвету. λ_dболее актуальна для спецификации цвета в визуальных применениях.

В3: Как интерпретировать коды групп при заказе?

О3: Вам необходимо указать два кода группы на каждый цвет: один для силы света (например, P для зеленого) и один для доминирующей длины волны (например, D для зеленого). Это гарантирует получение светодиодов с яркостью и цветом в желаемых узких диапазонах. Обратитесь к спискам кодов групп в Разделе 3 данного документа.

В4: Требуется ли радиатор?

О4: Для большинства применений, работающих при токе до 20мА на кристалл в типичных условиях, медная обкладка самой платы достаточна для отвода тепла. Для сред с высокой температурой окружающей среды или непрерывной работы на максимальном токе 25мА рекомендуется улучшить теплоотвод на плате (используя более крупные медные площадки или тепловые переходные отверстия).

11. Практический пример проектирования

Сценарий:Проектирование двухстатусного индикатора для сетевого маршрутизатора. Зеленый означает "Интернет подключен", Желтый - "Передача данных", оба выключены - "Нет соединения".

Реализация:

1. Схема:Используйте два вывода GPIO микроконтроллера маршрутизатора. Каждый вывод управляет одним цветным кристаллом через отдельный токоограничивающий резистор. Рассчитайте значение резистора для питания 3.3В, целевого тока I_F=15мА (для долговечности и меньшего нагрева) и используя макс. V_F=2.4В: R = (3.3В - 2.4В) / 0.015А = 60 Ом. Используйте ближайшее стандартное значение (например, 62 Ом).
2. Разводка печатной платы:Разместите светодиод у края платы. Следуйте рекомендуемому рисунку площадок из спецификации. Подключите катодные площадки (вероятно, выводы 2 и 4) к выводам GPIO микроконтроллера через резисторы, а анодные площадки (вероятно, выводы 1 и 3) - к шине питания 3.3В. Добавьте небольшую медную заливку вокруг площадок для небольшого улучшения теплоотвода.
3. Программное обеспечение:Управляйте выводами GPIO для включения/выключения зеленого/желтого/обоих по мере необходимости.
4. Оптика:Можно использовать небольшой прозрачный световод для направления света от светодиода бокового свечения к надписи на передней панели.

12. Введение в технологический принцип

Данный светодиод использует полупроводниковый материал AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия), выращенный на подложке. При приложении прямого напряжения к p-n переходу электроны и дырки рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретное соотношение алюминия, индия и галлия в кристаллической решетке определяет энергию запрещенной зоны, которая напрямую задает длину волны (цвет) излучаемого света - зеленый (~573 нм) и желтый (~591 нм) в данном устройстве.

Конструкция "бокового вида" достигается путем монтажа светодиодного кристалла на вертикальной поверхности внутри корпуса или использования отражателя/оптики для направления основного светового потока вбок. Прозрачная линза минимизирует поглощение света, позволяя воспринимать истинный цвет и яркость кристалла.

13. Тенденции отрасли

Рынок SMD светодиодов продолжает развиваться в направлении:

• Повышения эффективности:Постоянные улучшения в эпитаксиальном росте и конструкции кристаллов дают больше люмен на ватт, снижая энергопотребление при заданной яркости.
• Миниатюризации:Корпуса становятся меньше при сохранении или увеличении светового потока, что позволяет более плотное и незаметное размещение индикаторов.
• Улучшения постоянства цвета:Более жесткие допуски сортировки и передовые производственные процессы обеспечивают меньший разброс цвета и яркости между отдельными светодиодами, что критически важно для применений с использованием нескольких устройств.
• Повышения надежности:Улучшения в материалах корпусов (соединения для заливки, выводные рамки) и производственных процессах приводят к увеличению срока службы и лучшей работе в жестких условиях окружающей среды (температура, влажность).
• Интеграции:Тенденция к объединению нескольких функций (как этот двухцветный кристалл) или интеграции управляющей электроники (например, драйверных ИС) в корпус светодиода продолжает упрощать проектирование конечных продуктов.

Данный двухцветный SMD светодиод представляет собой зрелый и оптимизированный компонент в рамках этих общих тенденций, предлагая надежное решение для современных потребностей электронного проектирования.