LTST-S326KSTGKT-5A SMD светодиод - Двухцветный (желтый/зеленый) - 5мА - Угол обзора 130° - Техническая документация

1. Обзор продукта

LTST-S326KSTGKT-5A — это компактный двухцветный SMD светодиод, предназначенный для современных электронных приложений, требующих надежной индикации при минимальных габаритах. Устройство объединяет два различных полупроводниковых кристалла в одном корпусе: один кристалл AlInGaP для желтого свечения и один кристалл InGaN для зеленого свечения. Такая конфигурация позволяет реализовать двухцветную индикацию с помощью одного компонента, экономя ценное место на печатной плате. Светодиод выполнен в стандартном корпусе, соответствующем стандарту EIA, с прозрачной линзой, что обеспечивает высокую светоотдачу и широкий угол обзора. Он специально разработан для совместимости с автоматическими установочными системами и стандартными процессами инфракрасной пайки оплавлением, что делает его пригодным для серийного производства.

Ключевые преимущества этого светодиода включают соответствие директиве RoHS, использование технологии сверхъярких кристаллов для высокой силы света и конструкцию, устойчивую к условиям автоматизированных сборочных линий. Основные целевые рынки охватывают телекоммуникационное оборудование, устройства офисной автоматизации, бытовую технику, промышленные панели управления и различную потребительскую электронику, где требуется индикация состояния или подсветка.

2. Подробные технические характеристики

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эксплуатация устройства за пределами этих значений может привести к необратимому повреждению.

• Рассеиваемая мощность:Желтый: 62.5 мВт, Зеленый: 76 мВт
• Пиковый прямой ток (скважность 1/10, импульс 0.1мс):Желтый: 60 мА, Зеленый: 100 мА
• Постоянный прямой ток (I_F):Желтый: 25 мА, Зеленый: 20 мА
• Диапазон рабочих температур (T_a):-20°C до +80°C
• Диапазон температур хранения:-30°C до +100°C
• Условия инфракрасной пайки:Пиковая температура 260°C не более 10 секунд.

2.2 Электрические и оптические характеристики (при T_a=25°C, I_F=5мА)

Это типичные параметры производительности в стандартных условиях испытаний.

• Сила света (I_V):
  • Желтый: Мин. 7.1 мкд, Тип. -, Макс. 71.0 мкд
  • Зеленый: Мин. 28.0 мкд, Тип. -, Макс. 280.0 мкд
  • Измерено с использованием датчика/фильтра, аппроксимирующего кривую спектральной чувствительности глаза CIE.
• Угол обзора (2θ_1/2):130 градусов (типично для обоих цветов). Это полный угол, при котором интенсивность составляет половину от осевого значения.
• Пиковая длина волны (λ_P):Желтый: 591 нм (тип.), Зеленый: 530 нм (тип.).
• Доминирующая длина волны (λ_d):
  • Желтый: Мин. 582.0 нм, Макс. 596.0 нм
  • Зеленый: Мин. 520.0 нм, Макс. 540.0 нм
• Спектральная ширина (Δλ):Желтый: 15 нм (тип.), Зеленый: 35 нм (тип.).
• Прямое напряжение (V_F):
  • Желтый: Тип. 2.0 В, Макс. 2.3 В
  • Зеленый: Тип. 2.8 В, Макс. 3.2 В
• Обратный ток (I_R):Макс. 10 мкА для обоих цветов при V_R=5В. Примечание: Устройство не предназначено для работы в обратном направлении; этот параметр указан только для целей тестирования.

3. Объяснение системы сортировки

Продукт сортируется на группы (бины) по силе света для обеспечения однородности цвета и яркости в рамках одного приложения. Допуск для каждой группы составляет +/-15%.

3.1 Группы светового потока

Для желтого цвета (I_F=5мА):

• Группа K: 7.1 – 11.2 мкд
• Группа L: 11.2 – 18.0 мкд
• Группа M: 18.0 – 28.0 мкд
• Группа N: 28.0 – 45.0 мкд
• Группа P: 45.0 – 71.0 мкд

Для зеленого цвета (I_F=5мА):

• Группа N: 28.0 – 45.0 мкд
• Группа P: 45.0 – 71.0 мкд
• Группа Q: 71.0 – 112.0 мкд
• Группа R: 112.0 – 180.0 мкд
• Группа S: 180.0 – 280.0 мкд

Партийный номер LTST-S326KSTGKT-5A указывает на конкретные выбранные группы для желтого (K) и зеленого (S) кристаллов. Разработчикам следует указывать требуемые группы для своего приложения, чтобы гарантировать визуальную однородность, особенно при использовании нескольких светодиодов рядом друг с другом.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в PDF-файле приведены типичные кривые, их характеристики можно вывести из предоставленных данных:

• Вольт-амперная характеристика (I-V):Характеристики прямого напряжения (V_F) предполагают экспоненциальную зависимость. Желтый кристалл с более низким типичным V_F(2.0В) будет иметь несколько иную форму кривой по сравнению с зеленым кристаллом (тип. V_F2.8В). Правильное ограничение тока обязательно, так как V_Fимеет отрицательный температурный коэффициент.
• Зависимость силы света от тока:Сила света (I_V) приблизительно пропорциональна прямому току (I_F) в пределах номинального рабочего диапазона. Однако эффективность может снижаться при очень высоких токах из-за тепловых эффектов.
• Температурные характеристики:Световой выход как для светодиодов AlInGaP (желтый), так и для InGaN (зеленый), как правило, уменьшается с ростом температуры перехода. Диапазон рабочих температур от -20°C до +80°C определяет условия окружающей среды, при которых гарантируется заявленная производительность.
• Спектральное распределение:Пиковая и доминирующая длины волн вместе со спектральной шириной (Δλ) определяют чистоту цвета. Более широкая Δλ зеленого кристалла (35 нм) по сравнению с желтым (15 нм) типична для зеленых светодиодов на основе InGaN.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод соответствует стандартному контуру корпуса для поверхностного монтажа EIA. Все размеры указаны в миллиметрах со стандартным допуском ±0.1 мм, если не указано иное. Корпус имеет низкопрофильную конструкцию, подходящую для приложений с ограниченным пространством.

5.2 Распиновка и полярность

Устройство имеет два анода (по одному для каждого кристалла) и общий катод. Распиновка следующая:

• Катод 1 (C1):Подключен к зеленому кристаллу InGaN.
• Катод 2 (C2):Подключен к желтому кристаллу AlInGaP.

При разводке печатной платы и сборке необходимо соблюдать правильную полярность. Рекомендуемая конфигурация контактных площадок на печатной плате обеспечивает качественную пайку и механическую стабильность.

6. Руководство по пайке и сборке

6.1 Параметры пайки оплавлением (бессвинцовый процесс)

Устройство совместимо с инфракрасной пайкой оплавлением. Рекомендуемый профиль, соответствующий стандартам JEDEC:

• Температура предварительного нагрева: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 циклов оплавления:Максимум два раза.

Примечание: Фактический профиль должен быть определен для конкретной конструкции печатной платы, используемой паяльной пасты и печи.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка:

• Температура паяльника:Максимум 300°C
• Время пайки:Максимум 3 секунды на контактную площадку
• Количество циклов:Только один раз.

6.3 Хранение и обращение

• Меры предосторожности от ЭСР:Устройство чувствительно к электростатическому разряду (ЭСР). При обращении используйте антистатические браслеты, коврики и правильно заземленное оборудование.
• Чувствительность к влаге:Как устройство для поверхностного монтажа, оно чувствительно к влаге.
  • Запечатанный пакет:Хранить при ≤30°C и ≤60% относительной влажности. Использовать в течение одного года после вскрытия пакета.
  • После вскрытия пакета:Для компонентов, находящихся вне оригинального пакета более одной недели, перед пайкой оплавлением рекомендуется прогрев при 60°C не менее 20 часов для предотвращения "эффекта попкорна".
• Очистка:Используйте только одобренные спиртовые растворители, такие как изопропиловый спирт (IPA) или этиловый спирт. Погружение должно длиться менее одной минуты при комнатной температуре. Избегайте неспецифицированных химикатов.

7. Упаковка и информация для заказа

Стандартная упаковка для автоматической сборки:

• Лента:8-миллиметровая эмбоссированная несущая лента.
• Катушка:Катушка диаметром 7 дюймов (178 мм).
• Количество на катушке:3000 штук.
• Минимальный объем заказа (MOQ):500 штук для остаточных количеств.
• Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA-481. Пустые ячейки запечатаны покровной лентой, допускается не более двух последовательно отсутствующих компонентов.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Индикаторы состояния:Индикаторы включения, режима ожидания, режима работы, заряда батареи или сетевой активности в маршрутизаторах, модемах, базовых станциях и телекоммуникационном оборудовании.
• Подсветка клавиатур/кнопок:Обеспечение двухцветной обратной связи (например, зеленый для активности, желтый для предупреждения) на промышленных панелях, медицинских устройствах или потребительской электронике.
• Панельные индикаторы:На панелях управления бытовой техники (духовки, стиральные машины) и оборудования офисной автоматизации (принтеры, сканеры).
• Символьные светильники:Небольшие вывески или подсветка значков.

8.2 Особенности проектирования

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный токоограничивающий резистор для каждого цветового канала. Рассчитайте номинал резистора на основе напряжения питания (V_CC), желаемого прямого тока (I_F) и прямого напряжения светодиода (V_F). Для надежной конструкции используйте максимальное V_Fиз спецификации: R = (V_CC- V_{F_max}) / I_F.
• Тепловой менеджмент:Хотя рассеиваемая мощность мала, обеспечьте достаточную площадь медной разводки на печатной плате или тепловые переходные отверстия, если работа ведется при высоких температурах окружающей среды или близко к максимальному току, для поддержания производительности и долговечности.
• Оптическое проектирование:Угол обзора 130 градусов обеспечивает широкую видимость. Для направленного света могут потребоваться внешние линзы или световоды.
• Схема управления:Светодиод совместим с логическими уровнями и может управляться непосредственно с выводов GPIO микроконтроллера (с токоограничивающим резистором) или через транзисторные/MOSFET ключи для управления более высокими токами.

9. Техническое сравнение и отличия

LTST-S326KSTGKT-5A предлагает конкретные преимущества в своей категории:

• Два цвета в одном корпусе:Устраняет необходимость в двух отдельных SMD светодиодах, экономит место на печатной плате, сокращает время/стоимость установки и упрощает спецификацию материалов (BOM).
• Высокая яркость:Использование сверхъярких кристаллов AlInGaP и InGaN обеспечивает высокую силу света, что делает его подходящим для приложений, требующих хорошей видимости даже в условиях яркого освещения.
• Стандартизированный корпус:Стандартный форм-фактор EIA обеспечивает совместимость с широким спектром существующих разводок печатных плат, насадок установочных головок и систем подачи.
• Надежная совместимость с процессами:Специально разработан для ИК-пайки оплавлением и автоматической сборки, что обеспечивает высокий выход годных и надежность при массовом производстве.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: Могу ли я одновременно питать желтый и зеленый светодиоды их максимальным постоянным током?

О1: Нет. Предельные параметры указывают индивидуальные постоянные прямые токи (Желтый: 25мА, Зеленый: 20мА). Одновременная работа на этих уровнях, вероятно, превысит общий рейтинг рассеиваемой мощности корпуса. Для одновременной работы соответственно снижайте токи, исходя из тепловых соображений.

В2: В чем разница между пиковой длиной волны (λ_P) и доминирующей длиной волны (λ_d)?

О2: Пиковая длина волны — это единственная длина волны, на которой спектр излучения имеет максимальную интенсивность. Доминирующая длина волны — это единственная длина волны монохроматического света, которая соответствовала бы воспринимаемому цвету светодиода в сочетании с указанным белым эталоном. λ_dболее тесно связана с восприятием цвета человеком.

В3: Почему указано условие испытания обратного тока (I_R), если устройство не предназначено для обратной работы?

О3: Тест I_Rявляется стандартным испытанием на качество и надежность для проверки целостности перехода и утечек. Он подтверждает, что кристалл светодиода и корпус не имеют значительных дефектов. Применение обратного напряжения в реальной схеме не рекомендуется и может повредить устройство.

В4: Насколько критичен срок в 1 неделю после вскрытия влагозащитного пакета?

О4: Это консервативное руководство для предотвращения повреждений, вызванных влагой во время пайки оплавлением ("эффект попкорна"). Если время воздействия превышено, прогрев компонентов, как указано (60°C в течение 20+ часов), эффективно удаляет поглощенную влагу и возвращает их в состояние, пригодное для пайки.

11. Практический пример проектирования

Сценарий:Проектирование двухстатусного индикатора для беспроводного маршрутизатора. Зеленый цвет указывает на стабильное интернет-соединение, желтый — на попытку соединения или ухудшение сигнала.

Реализация:

1. Светодиод размещен на печатной плате передней панели. Общий катод подключен к земле.
2. Анод зеленого цвета (C1) подключен к выводу GPIO микроконтроллера (например, 3.3В) через токоограничивающий резистор. R_зеленый = (3.3В - 3.2В_макс) / 0.005А = 20Ом (используйте стандартное значение 22Ом).
3. Анод желтого цвета (C2) подключен к другому выводу GPIO через другой резистор. R_желтый = (3.3В - 2.3В_макс) / 0.005А = 200Ом (используйте стандартное значение 220Ом).
4. Прошивка микроконтроллера управляет выводами: устанавливает высокий уровень на зеленом выводе для стабильного соединения, высокий уровень на желтом выводе для поиска/ухудшения и низкий уровень на обоих для выключения.
5. Широкий угол обзора 130° обеспечивает видимость индикатора под разными углами в типичной комнате.

Эта конструкция использует один компонент для предоставления двух четких визуальных состояний, упрощая сборку и экономя место по сравнению с использованием двух отдельных светодиодов.

12. Введение в принцип работы технологии

LTST-S326KSTGKT-5A основан на твердотельном полупроводниковом излучении света. Он содержит два различных полупроводниковых материала в своем корпусе:

• Желтое свечение (AlInGaP):Желтый свет генерируется кристаллом из фосфида алюминия-индия-галлия (AlInGaP). При приложении прямого напряжения электроны и дырки рекомбинируют в активной области кристалла, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный состав сплава AlInGaP определяет ширину запрещенной зоны, которая соответствует желтой длине волны (~590 нм).
• Зеленое свечение (InGaN):Зеленый свет генерируется кристаллом из нитрида индия-галлия (InGaN). Принцип работы тот же (электролюминесценция), но материаловая система InGaN имеет более широкую настраиваемость запрещенной зоны. Регулируя содержание индия, можно изменять длину волны излучения в синем, зеленом и голубом спектре. Достижение высокоэффективного зеленого цвета с InGaN сложнее, чем синего, что отражается в более широкой спектральной ширине.

Прозрачная эпоксидная линза инкапсулирует кристаллы, обеспечивая механическую защиту, формируя световой пучок и обеспечивая защиту от окружающей среды.

13. Тенденции и развитие отрасли

Рынок SMD светодиодов, таких как LTST-S326KSTGKT-5A, продолжает развиваться под влиянием нескольких ключевых тенденций:

• Усиление миниатюризации:Сохраняется спрос на еще меньшие размеры корпусов (например, 0402, 0201 метрические) для обеспечения более плотной компоновки электроники и новых форм-факторов, таких как носимые устройства.
• Повышение эффективности и светового потока:Постоянные улучшения в эпитаксиальном росте и конструкции кристаллов приводят к созданию светодиодов с более высокой световой отдачей (больше света на ватт), что позволяет снизить энергопотребление или получить более яркие индикаторы при том же токе.
• Однородность цвета и усовершенствованная сортировка:Более жесткие допуски при сортировке по длине волны (цвету) и интенсивности становятся стандартом, особенно для приложений, где несколько светодиодов должны идеально совпадать, например, в полноцветных дисплеях или массивах индикаторов.
• Интеграция и интеллектуальные функции:Тенденция выходит за рамки простых дискретных светодиодов в сторону интегрированных решений, таких как светодиоды со встроенными токоограничивающими резисторами, драйверными ИС или даже микроконтроллерами для адресуемых RGB светодиодов (например, WS2812).
• Надежность и пригодность для жестких условий:Разработка сосредоточена на улучшении производительности и долговечности при более высоких температурах, влажности и химическом воздействии, расширяя области применения в автомобильной, промышленной и наружной сферах.

Устройства, подобные LTST-S326KSTGKT-5A, представляют собой зрелое, надежное и экономически эффективное решение для стандартных индикаторных применений, в то время как новые технологии расширяют границы для специализированных, высокопроизводительных применений.