Техническая спецификация двухцветного SMD светодиода LTST-C295KGKSKT - Габариты корпуса - Зеленый/Желтый - 20мА

1. Обзор изделия

В данном документе подробно описаны характеристики двухцветного поверхностно-монтируемого светодиода. Устройство объединяет два различных полупроводниковых кристалла на основе AlInGaP в одном сверхтонком корпусе, что позволяет излучать зеленый и желтый свет. Оно спроектировано для совместимости с автоматизированными процессами сборки и современными бессвинцовыми технологиями пайки, что делает его пригодным для крупносерийного производства.

Ключевые преимущества компонента включают компактные размеры, высокую световую отдачу благодаря передовой технологии AlInGaP и соответствие экологическим нормам. Он предназначен для применения в потребительской электронике, промышленных индикаторах, автомобильной внутренней подсветке и устройствах общего назначения, где требуется надежная двухцветная индикация при минимальных габаритах.

2. Подробный анализ технических характеристик

2.1 Предельно допустимые параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа в таких условиях не гарантируется. Для обоих кристаллов (зеленого и желтого):

• Рассеиваемая мощность (Pd):75 мВт. Это максимальная мощность, которую светодиод может рассеять в виде тепла.
• Пиковый прямой ток (I_FP):80 мА. Допустим только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс) для предотвращения перегрева.
• Постоянный прямой ток (I_F):30 мА постоянного тока. Это рекомендуемый максимальный ток для непрерывной работы.
• Обратное напряжение (V_R):5 В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может привести к пробою p-n перехода.
• Рабочая температура (T_opr):от -30°C до +85°C. Диапазон температуры окружающей среды для надежной работы.
• Температура хранения (T_stg):от -40°C до +85°C.

2.2 Электрооптические характеристики

Измерено при Ta=25°C и I_F=20мА. Эти параметры определяют производительность устройства в нормальных рабочих условиях.

• Сила света (I_V):Зеленый кристалл: минимум 18.0 мкд, максимум 112.0 мкд. Желтый кристалл: минимум 28.0 мкд, максимум 180.0 мкд. Типичные значения не указаны, что означает определение производительности через систему сортировки.
• Угол обзора (2θ_1/2):130 градусов (тип.). Такой широкий угол обзора делает светодиод подходящим для применений, требующих видимости с разных ракурсов.
• Пиковая длина волны (λ_P):574 нм (зеленый, тип.) и 591 нм (желтый, тип.). Это длина волны, на которой излучаемая оптическая мощность максимальна.
• Доминирующая длина волны (λ_d):571 нм (зеленый, тип.) и 589 нм (желтый, тип.). Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, определяющая цветовую точку на диаграмме цветности CIE.
• Спектральная ширина (Δλ):15 нм (тип.) для обоих цветов, что указывает на относительно чистый цвет излучения.
• Прямое напряжение (V_F):2.0 В (тип.), 2.4 В (макс.) при 20мА. Такое низкое напряжение совместимо с распространенными источниками питания логического уровня.
• Обратный ток (I_R):10 мкА (макс.) при V_R=5В.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения постоянства цвета и яркости при производстве светодиоды сортируются по группам (бина). В данном устройстве используется система сортировки по силе света.

3.1 Сортировка зеленого кристалла

Бины: M (18.0-28.0 мкд), N (28.0-45.0 мкд), P (45.0-71.0 мкд), Q (71.0-112.0 мкд). Допуск каждого бина составляет +/-15%.

3.2 Сортировка желтого кристалла

Бины: N (28.0-45.0 мкд), P (45.0-71.0 мкд), Q (71.0-112.0 мкд), R (112.0-180.0 мкд). Допуск каждого бина составляет +/-15%.

Конструкторы должны указывать требуемые коды бинов при заказе, чтобы гарантировать необходимый уровень яркости для своего применения. Отдельная сортировка по длине волны/цвету не указана, что говорит о жестком контроле доминирующей длины волны в процессе производства.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя конкретные графические данные упоминаются, но не полностью детализированы в предоставленном тексте, типичные кривые для такого устройства включают:

• Вольт-амперная характеристика (ВАХ):Показывает экспоненциальную зависимость между прямым напряжением и током. Кривая будет иметь характерное "колено" напряжения около 2.0В.
• Зависимость силы света от прямого тока:Относительно линейная зависимость вплоть до максимального номинального тока, после чего эффективность может снижаться из-за нагрева.
• Зависимость силы света от температуры окружающей среды:Показывает уменьшение светового потока при повышении температуры перехода, что является критическим фактором для теплового менеджмента в конструкции.
• Спектральное распределение:Графики, показывающие относительную оптическую мощность в зависимости от длины волны, с пиком на указанной λ_Pи шириной, определяемой Δλ.

5. Механическая информация и данные о корпусе

Устройство имеет стандартный для отрасли SMD корпус. Ключевые механические примечания включают:

• Корпус сверхтонкий, высотой 0.55 мм.
• Все размеры указаны в миллиметрах как основной единице измерения, с общим допуском ±0.10 мм, если не указано иное.
• Распиновка: Зеленый светодиод на выводах 1 и 3, Желтый светодиод на выводах 2 и 4. Такая конфигурация с общим катодом или общим анодом (явно не указано, но типично для двухцветных светодиодов) позволяет независимо управлять каждым цветом.
• Линза прозрачная, что позволяет видеть истинный цвет кристалла.
• Предоставлены подробные чертежи размеров корпуса, размеры ленты и спецификации катушек (диаметр 7 дюймов, 4000 штук на катушке) для проектирования посадочного места на печатной плате и автоматизированной обработки.

6. Руководство по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением

Предоставлен рекомендуемый инфракрасный профиль оплавления для бессвинцовых процессов. Ключевые параметры включают:

• Предварительный нагрев:150-200°C.
• Время предварительного нагрева:Максимум 120 секунд.
• Пиковая температура:Максимум 260°C.
• Время выше температуры ликвидуса:Максимум 10 секунд (рекомендуется не более двух циклов оплавления).
• Профиль основан на стандартах JEDEC для обеспечения надежного монтажа без повреждения корпуса светодиода или внутренних проводящих соединений.

6.2 Ручная пайка

При необходимости допускается ручная пайка паяльником с ограничениями:

• Температура жала:Максимум 300°C.
• Время пайки:Максимум 3 секунды на соединение, только один раз.

6.3 Хранение и обращение

• Меры предосторожности от ЭСР:Устройство чувствительно к электростатическому разряду. Используйте антистатические браслеты, заземленное оборудование и антистатическую упаковку.
• Чувствительность к влаге:При хранении в оригинальной влагозащищенной упаковке с осушителем срок годности составляет один год при ≤30°C/90% относительной влажности. После вскрытия светодиоды должны быть использованы в течение одной недели или просушены (60°C в течение 20+ часов) перед оплавлением, если хранились дольше.
• Очистка:Используйте только указанные растворители, такие как этиловый или изопропиловый спирт, при комнатной температуре в течение менее одной минуты. Неуказанные химикаты могут повредить эпоксидную линзу.

7. Упаковка и заказ

Устройство поставляется на 8-мм ленте на катушках диаметром 7 дюймов для совместимости с автоматами установки компонентов. Минимальный объем заказа остатков составляет 500 штук. Спецификации ленты и катушки соответствуют стандартам ANSI/EIA 481.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Индикаторы состояния:Двухцветная возможность позволяет отображать несколько состояний (например, зеленый=ОК, желтый=Предупреждение) в одном компоненте.
• Подсветка:Для небольших ЖК-дисплеев или клавиатур, требующих настраиваемой цветовой обратной связи.
• Потребительская электроника:Кнопки питания, индикаторы заряда, декоративная подсветка в компактных устройствах.
• Автомобильный салон:Подсветка приборной панели и панели управления, где пространство ограничено.

8.2 Соображения по проектированию

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный резистор или драйвер постоянного тока, чтобы ограничить прямой ток до 30 мА постоянного тока или менее на каждый кристалл.
• Тепловой менеджмент:Обеспечьте достаточную площадь медной подложки на печатной плате или тепловые переходные отверстия для рассеивания тепла, особенно при работе вблизи максимального тока или при высоких температурах окружающей среды, чтобы сохранить световой поток и долговечность.
• Посадочное место на печатной плате:Следуйте рекомендуемым размерам контактных площадок для обеспечения качественной пайки и механической стабильности.
• Оптическое проектирование:Широкий угол обзора 130 градусов может потребовать световодов или рассеивателей, если требуется более сфокусированный луч.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со старыми одноцветными светодиодами или светодиодами, использующими другие полупроводниковые материалы (например, традиционный GaP), этот двухцветный светодиод на основе AlInGaP предлагает:

• Более высокая эффективность:Технология AlInGaP обеспечивает более высокую силу света на единицу тока (мкд/мА) для янтарного/желтого/зеленого цветов по сравнению со старыми технологиями.
• Экономия пространства:Интеграция двух цветов в один корпус толщиной 0.55 мм уменьшает площадь на печатной плате и количество компонентов по сравнению с использованием двух отдельных светодиодов.
• Совместимость с процессами:Полная совместимость с инфракрасной пайкой оплавлением и автоматической установкой оптимизирует современные SMT линии сборки.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я одновременно питать и зеленый, и желтый светодиоды током 30 мА?

О: Абсолютная максимальная рассеиваемая мощность составляет 75 мВт на кристалл. При типичном Vf=2.0В и токе 30 мА каждый кристалл рассеивает 60 мВт (P=I*V). Одновременная работа обоих приведет к рассеиванию 120 мВт в сумме, что превышает рейтинг на кристалл и требует тщательного теплового анализа. Безопаснее работать ниже абсолютных максимумов, возможно, при 20 мА, как в условиях испытаний.

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

О: Пиковая длина волны (λ_P) — это физическое измерение наивысшей точки в спектре излучения светодиода. Доминирующая длина волны (λ_d) — это расчетное значение, основанное на восприятии цвета человеком (диаграмма CIE), которое представляет "цвет", который мы видим. Для монохроматического источника, такого как этот светодиод, они очень близки.

В: Как интерпретировать коды бинов при проектировании?

О: Выберите бин, который гарантирует вашу минимально необходимую яркость. Например, если вашей конструкции требуется не менее 50 мкд от желтого светодиода, вы должны указать бин Q (71.0-112.0 мкд) или выше, так как бин P гарантирует только до 71.0 мкд.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Двухрежимный индикатор состояния системы

В портативном медицинском устройстве один светодиод используется для индикации состояния батареи и системы. Микроконтроллер управляет выводами независимо.

- Схема:Два вывода GPIO, каждый подключен через токоограничивающий резистор 100 Ом (рассчитан для ~20 мА от источника 3.3В: R = (3.3В - 2.0В) / 0.02А ≈ 65 Ом; 100 Ом обеспечивает запас) к аноду соответствующего цвета светодиода. Катоды подключены к земле.

- Логика:Зеленый = Система включена/Норма. Желтый = Зарядка батареи/Низкий заряд. Оба выключены = Система выключена. Такая реализация экономит место, упрощает пользовательский интерфейс и собирается с использованием стандартных процессов SMT оплавления в соответствии с предоставленным профилем.

12. Введение в принцип работы

Данный светодиод основан на полупроводниковом материале AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия). При приложении прямого напряжения к p-n переходу электроны и дырки инжектируются в активную область, где они рекомбинируют. Этот процесс рекомбинации высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlInGaP определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую диктует длину волны (цвет) излучаемого света — зеленый при ~571 нм и желтый при ~589 нм в данном устройстве. Два кристалла размещены в одном эпоксидном корпусе с прозрачной линзой, которая минимизирует поглощение света и обеспечивает защиту от окружающей среды.

13. Технологические тренды

Развитие светодиодов продолжает фокусироваться на нескольких ключевых областях, актуальных для данного компонента: повышение световой отдачи (больше светового потока на ватт), улучшение постоянства цвета и насыщенности, дальнейшая миниатюризация корпусов и повышение надежности в условиях более высоких температур и влажности. Использование передовых полупроводниковых материалов, таких как AlInGaP, для янтарно-зеленого спектра представляет собой зрелую, но оптимизированную технологию, предлагающую хороший баланс производительности, стоимости и надежности для индикаторных применений. Будущие тренды могут включать интеграцию электроники управления в корпус или даже более широкую спектральную настраиваемость.