Техническая спецификация LTST-C295TGKRKT - Двухцветный SMD светодиод - Высота 0.55мм - Зеленый 3.8В / Красный 2.4В - 76мВт / 75мВт

1. Обзор продукта

LTST-C295TGKRKT — это двухцветный поверхностно-монтируемый (SMD) светодиод, разработанный для современных электронных приложений, требующих компактных размеров и ярких индикаторов. Этот компонент объединяет два различных полупроводниковых чипа в одном сверхтонком корпусе: чип InGaN (нитрид индия-галлия) для зеленого свечения и чип AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для красного свечения. Его основная конструктивная цель — предоставить надежное, экономящее пространство решение для индикации состояния, подсветки и освещения панелей, где важна цветовая дифференциация.

Ключевые преимущества этого светодиода включают исключительно малую высоту в 0.55 мм, что облегчает использование в тонкой потребительской электронике и портативных устройствах. Он соответствует директиве ROHS (Ограничение использования опасных веществ), что делает его экологически осознанным выбором. Корпус стандартизирован в соответствии с нормами EIA (Альянс электронной промышленности), что гарантирует совместимость с автоматическим оборудованием для монтажа и стандартными процессами пайки оплавлением, упрощая крупносерийное производство.

Целевой рынок охватывает широкий спектр электронного оборудования, включая, но не ограничиваясь, устройствами офисной автоматизации, коммуникационным оборудованием, бытовой техникой и различной потребительской электроникой, где требуется двухцветная индикация состояния (например, питание включено/ожидание, статус зарядки, сетевая активность) при минимальных габаритах.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за их пределами не гарантируется. Для зеленого чипа максимальный постоянный прямой ток составляет 20 мА, при этом пиковый прямой ток 100 мА допустим в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс). Красный чип допускает несколько больший постоянный ток в 30 мА, но меньший пиковый ток в 80 мА. Максимальная рассеиваемая мощность составляет 76 мВт для зеленого чипа и 75 мВт для красного, что критически важно для теплового режима на плотно упакованных печатных платах. Диапазон рабочих температур устройства составляет от -20°C до +80°C, а диапазон температур хранения — от -30°C до +100°C. Он также сертифицирован для бессвинцовой пайки оплавлением с пиковой температурой 260°C в течение до 10 секунд.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Эти параметры измеряются при стандартной температуре окружающей среды 25°C и прямом токе (I_F) 20 мА, что является типичной рабочей точкой.

Сила света (I_V):Это мера воспринимаемой световой мощности, излучаемой светодиодом. Для зеленого чипа минимальная интенсивность составляет 112 милликандел (мкд), с типичным диапазоном до максимума в 450 мкд. Красный чип имеет минимум 45 мкд и максимум 180 мкд. Широкий диапазон указывает на то, что устройство доступно в различных градациях яркости.

Угол обзора (2θ_1/2):Оба цвета характеризуются очень широким углом обзора в 130 градусов (типично). Это полный угол, при котором сила света падает до половины своего значения на центральной оси, что делает светодиод подходящим для применений, где важна видимость под большими углами.

Волновые характеристики:Типичная пиковая длина волны излучения (λ_P) зеленого чипа составляет 530 нм, с диапазоном доминирующей длины волны (λ_d) от 520.0 нм до 535.0 нм. Типичный пик красного чипа находится на 639 нм, с диапазоном доминирующей длины волны от 624.0 нм до 638.0 нм. Полуширина спектральной линии (Δλ) составляет приблизительно 35 нм для зеленого и 20 нм для красного, что описывает спектральную чистоту излучаемого света.

Прямое напряжение (V_F):Это падение напряжения на светодиоде при работе на указанном токе. V_Fзеленого чипа находится в диапазоне от 2.8 В (мин.) до 3.8 В (макс.). Красный чип имеет более низкое V_F, в диапазоне от 1.8 В до 2.4 В. Эта разница критически важна для проектирования схемы, особенно при питании обоих цветов от общего источника напряжения, так как может потребоваться использование токоограничивающих резисторов разного номинала.

Обратный ток (I_R):Максимальный ток обратной утечки для обоих чипов составляет 10 мкА при приложенном обратном напряжении (V_R) 5 В. Явно указано, что устройство не предназначено для работы в обратном направлении; этот параметр предназначен только для целей тестирования.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения стабильности в массовом производстве светодиоды сортируются по группам производительности. LTST-C295TGKRKT использует систему сортировки по силе света и доминирующей длине волны.

3.1 Сортировка по силе света

Длязеленогочипа группы обозначаются R, S и T, охватывая диапазоны интенсивности 112.0-180.0 мкд, 180.0-280.0 мкд и 280.0-450.0 мкд соответственно. Длякрасногочипа группы P, Q и R охватывают 45.0-71.0 мкд, 71.0-112.0 мкд и 112.0-180.0 мкд. Допуск +/-15% применяется к каждой группе интенсивности.

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Применимо к зеленому чипу. Группы длин волн AP, AQ и AR соответствуют диапазонам доминирующей длины волны 520.0-525.0 нм, 525.0-530.0 нм и 530.0-535.0 нм. Допуск для каждой группы длины волны составляет жесткие +/-1 нм, обеспечивая точную цветовую согласованность внутри выбранной группы.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в спецификации (страницы 6-7) приведены конкретные графические кривые, их значение является стандартным.Вольт-амперная характеристика (ВАХ)показывает экспоненциальную зависимость, типичную для диодов, причем напряжение отпирания для зеленого (InGaN) чипа выше, чем для красного (AlInGaP) чипа.Кривая относительной силы света в зависимости от прямого токапоказывает, что световой выход приблизительно линейно увеличивается с током до определенного момента, после чего эффективность падает из-за нагрева.Кривая относительной силы света в зависимости от температуры окружающей средыкритически важна; для большинства светодиодов световой выход уменьшается при повышении температуры перехода. Конструкторы должны учитывать это тепловое снижение мощности, особенно при работе вблизи предельных параметров или при высоких температурах окружающей среды.Кривые спектрального распределенияпоказывают узкие полосы излучения, центрированные вокруг пиковых длин волн, причем зеленая полоса шире красной.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габариты корпуса и полярность

Светодиод поставляется в стандартном SMD-корпусе. Ключевой механической особенностью является его высота 0.55 мм. Назначение выводов четко определено: выводы 1 и 3 — для анода/катода зеленого светодиода, а выводы 2 и 4 — для анода/катода красного светодиода. Точный посадочный чертеж и чертеж габаритов приведены в спецификации, что необходимо для проектирования контактных площадок на печатной плате. Линза прозрачная, что позволяет видеть истинный цвет чипа.

5.2 Рекомендуемая конструкция контактных площадок

Включена рекомендуемая схема расположения контактных площадок для обеспечения надежной пайки и правильной механической стабильности. Следование этим рекомендациям помогает предотвратить "эффект надгробия" (подъем компонента одним концом) во время оплавления и обеспечивает хорошее формирование паяльного валика для прочных соединений.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Профиль пайки оплавлением

Устройство совместимо с процессами пайки оплавлением, которые являются стандартными для монтажа SMD-компонентов. Предоставлен рекомендуемый профиль оплавления для бессвинцового припоя, соответствующий стандартам JEDEC. Ключевые параметры включают стадию предварительного нагрева (обычно 150-200°C до 120 секунд), контролируемый подъем до пиковой температуры, не превышающей 260°C, и время выше температуры ликвидуса (TAL), в течение которого пиковая температура поддерживается не более 10 секунд. Профиль направлен на минимизацию термического удара при обеспечении полного формирования паяного соединения.

6.2 Меры предосторожности при обращении и хранении

Чувствительность к ЭСР (электростатическому разряду):Светодиоды подвержены повреждению от статического электричества. Настоятельно рекомендуется работать с ними в защищенной от ЭСР среде, используя антистатические браслеты и заземленное оборудование.

Чувствительность к влаге:Хотя устройство поставляется в влагозащитном пакете с осушителем, после вскрытия пакета компоненты должны быть использованы в течение одной недели, если хранятся в обычных условиях (<30°C, <60% относительной влажности). Для более длительного хранения после вскрытия их следует хранить в герметичном контейнере с осушителем или в атмосфере азота. Компоненты, хранящиеся вне оригинальной упаковки более недели, требуют процесса "пропекания" (приблизительно 60°C в течение не менее 20 часов) перед пайкой для удаления поглощенной влаги и предотвращения "вспучивания" ("popcorning") во время оплавления.

6.3 Очистка

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

7. Упаковка и информация для заказа

LTST-C295TGKRKT поставляется в стандартной для автоматизированной сборки упаковке. Компоненты размещаются на 8-миллиметровой тисненой несущей ленте, которая затем наматывается на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). Каждая полная катушка содержит 4000 штук. Для меньших объемов доступна минимальная упаковка в 500 штук. Спецификации ленты и катушки соответствуют стандарту ANSI/EIA-481. Верхняя крышка ленты герметизирует ячейки с компонентами, а катушка содержит индикаторы ориентации для правильной загрузки в оборудование.

8. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

8.1 Типовые схемы включения

Каждый цветной чип (зеленый и красный) должен управляться независимо. Последовательный токоограничивающий резистор обязателен для каждого светодиода для установки требуемого прямого тока (обычно 20 мА). Номинал резистора рассчитывается по закону Ома: R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Из-за различных прямых напряжений зеленого и красного чипов использование общего напряжения питания приведет к разным номиналам резисторов для каждого цвета для достижения одинакового тока. Например, при питании 5 В: R_{зеленый}= (5В - 3.3В) / 0.02А = 85 Ом; R_{красный}= (5В - 2.1В) / 0.02А = 145 Ом (используя типичные значения V_F).

8.2 Тепловой режим

Хотя рассеиваемая мощность мала, правильное тепловое проектирование на печатной плате все еще важно для долговечности и стабильной работы. Обеспечьте достаточную площадь меди вокруг контактных площадок для использования в качестве теплоотвода, особенно при работе при высоких температурах окружающей среды или вблизи максимальных значений тока. Избегайте размещения теплообразующих компонентов непосредственно рядом со светодиодом.

8.3 Оптическое проектирование

Широкий угол обзора в 130 градусов делает этот светодиод подходящим для применений, требующих широкой видимости. Для более направленного света могут использоваться внешние линзы или световоды. Прозрачная линза обеспечивает чистый цвет от чипа, но для более мягкого и равномерного внешнего вида могут применяться внешние рассеивающие линзы или покрытия.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Основным отличием LTST-C295TGKRKT является его двухцветная функциональность в сверхтонком корпусе высотой 0.55 мм. По сравнению с использованием двух отдельных одноцветных светодиодов, он экономит место на печатной плате и упрощает сборку. Использование InGaN для зеленого цвета обеспечивает более высокую эффективность и яркость по сравнению со старыми технологиями, такими как GaP. Красный чип AlInGaP обеспечивает высокую эффективность и отличную цветовую чистоту. Его совместимость со стандартными процессами оплавления и упаковкой на ленте делает его экономически эффективным выбором для крупносерийного производства по сравнению с более экзотическими или собираемыми вручную решениями.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Могу ли я включать зеленый и красный светодиоды одновременно?

О: Да, но они должны управляться отдельными цепями (т.е. независимыми токовыми путями со своими токоограничивающими резисторами). Не рекомендуется включать их параллельно от одного резистора из-за их различных характеристик прямого напряжения, что приведет к неравномерному распределению тока.

В: Что означают коды групп (R, S, T, AP, AQ и т.д.) в номере детали или при заказе?

О: Эти коды определяют класс производительности светодиода с точки зрения силы света и доминирующей длины волны. Для обеспечения единообразного внешнего вида в продукте критически важно указывать и использовать светодиоды из одной группы. Уточняйте доступные группы у поставщика.

В: Требуется ли для этого светодиода радиатор?

О: Как правило, нет, из-за его низкой рассеиваемой мощности (≤76 мВт). Однако рекомендуется соблюдать хорошие практики теплового проектирования печатной платы, такие как использование терморельефных площадок, соединенных с земляной шиной, для оптимального срока службы, особенно в условиях высоких температур.

В: Могу ли я использовать этот светодиод для индикации обратного напряжения?

О: Нет. В спецификации явно указано, что устройство не предназначено для работы в обратном направлении. Приложение обратного напряжения, превышающего 5 В, может вызвать повреждение. Для защиты от обратной полярности в схеме следует использовать внешний диод.

11. Практические примеры проектирования и использования

Пример 1: Индикатор состояния портативного устройства:В смартфоне или планшете этот светодиод может использоваться рядом с портом USB. Зеленый чип может указывать "полностью заряжено", а красный чип — "идет зарядка". Сверхтонкий профиль позволяет ему помещаться в жесткие механические ограничения современных устройств.

Пример 2: Панель управления промышленного оборудования:На панели оператора станка двухцветный светодиод может предоставлять четкую информацию о состоянии. Например, зеленый для "система готова", красный для "неисправность или тревога". Широкий угол обзора обеспечивает видимость статуса с различных позиций на производственном участке.

Пример 3: Интерьерное освещение в автомобиле:Хотя не для основного освещения, он может использоваться для тонкой подсветки кнопок или акцентного освещения, с изменением цвета в зависимости от режима (например, нормальный vs. ночной режим). Надежный корпус и сертифицированный профиль пайки делают его подходящим для автомобильных электронных модулей, хотя может потребоваться специальная автомобильная квалификация.

12. Введение в принцип работы технологии

Работа светодиода основана на явлении электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе. При приложении прямого напряжения электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в активную область. При рекомбинации этих носителей заряда высвобождается энергия в виде фотонов (света). Цвет (длина волны) излучаемого света определяется шириной запрещенной зоны полупроводникового материала.Материальная система InGaNимеет более широкую запрещенную зону, что позволяет излучать зеленый, синий и белый свет.Материальная система AlInGaPособенно эффективна для получения красного, оранжевого и желтого света. Размещая два таких чипа в одном корпусе, создается компактный двухцветный источник.

13. Отраслевые тренды и развитие

Тренд в области SMD светодиодов продолжается в направлении повышения эффективности (больше светового потока на ватт), уменьшения размеров корпусов и большей интеграции. Двухцветные и RGB (красно-зелено-синие) светодиоды становятся все более распространенными, поскольку они позволяют динамическое смешение цветов и создание более сложных пользовательских интерфейсов. Также наблюдается сильное стремление к повышению надежности и производительности в условиях более высоких температур, что отвечает потребностям автомобильного и промышленного рынков. Кроме того, стремление к миниатюризации, как видно на примере этого корпуса высотой 0.55 мм, поддерживает разработку все более тонкой потребительской электроники. Исследования базовых полупроводниковых материалов, особенно для зеленого и синего цветов, продолжаются с целью повышения их эффективности — задача, исторически известная как "зеленая пропасть".