Техническая спецификация двухцветного SMD светодиода LTST-C235TBKFWT - Габариты корпуса - Синий/Оранжевый - 3.3В/2.0В - 76мВт/75мВт

1. Обзор продукта

LTST-C235TBKFWT — это двухцветный светодиод для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для современных электронных приложений, требующих компактных, надежных и ярких индикаторных решений. Он объединяет два различных полупроводниковых кристалла в одном стандартном корпусе EIA: кристалл InGaN (нитрид индия-галлия) для синего свечения и кристалл AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для оранжевого свечения. Такая конфигурация позволяет реализовать гибкую сигнализацию и индикацию статуса, используя площадь всего одного компонента.

Продукт классифицируется как "зеленый", соответствует стандарту ROHS (Ограничение использования опасных веществ), что делает его пригодным для использования на рынках со строгими экологическими нормами. Поставляется на 8-миллиметровой ленте на катушках диаметром 7 дюймов, что облегчает высокоскоростные автоматизированные процессы сборки, распространенные в серийном производстве электроники.

1.1 Ключевые особенности и преимущества

• Два источника света:Объединяет синее (InGaN) и оранжевое (AlInGaP) свечение от отдельных кристаллов.
• Высокая яркость:Используется технология сверхъярких кристаллов для высокой силы света.
• Совместимость с производством:Полностью совместим с автоматическим оборудованием для установки и стандартными процессами пайки оплавлением в ИК-печи.
• Совместимость с ИС:Может управляться напрямую большинством логических выходов.
• Стандартизированная упаковка:Стандартный корпус EIA обеспечивает широкую совместимость с отраслевыми конструкциями и сборочными линиями.

2. Анализ технических параметров

В этом разделе представлена детальная, объективная интерпретация ключевых электрических и оптических параметров, указанных для светодиода LTST-C235TBKFWT. Все значения указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа в таких условиях не гарантируется.

• Рассеиваемая мощность (Pd):Синий: 76 мВт, Оранжевый: 75 мВт. Это максимальная мощность, которую светодиод может рассеять в виде тепла при работе на постоянном токе.
• Пиковый прямой ток (I_FP):Синий: 100 мА, Оранжевый: 80 мА. Это максимально допустимый мгновенный ток в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс). Превышение может вызвать катастрофический отказ.
• Постоянный прямой ток (I_F):Синий: 20 мА, Оранжевый: 30 мА. Это рекомендуемый максимальный постоянный прямой ток для надежной долгосрочной работы.
• Температурные диапазоны:Рабочий: от -20°C до +80°C; Хранения: от -30°C до +100°C.
• Условия пайки:Выдерживает пайку оплавлением в ИК-печи с пиковой температурой 260°C в течение 10 секунд.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные параметры производительности в указанных условиях испытаний.

• Сила света (I_V):Измеряется в милликанделах (мкд) при I_F= 20 мА. Синий: Мин. 18.0, Тип. 45.0, Макс. 280.0. Оранжевый: Мин. 28.0, Тип. значение не указано, Макс. из таблицы неприменимо. Это указывает на воспринимаемую яркость светодиода человеческим глазом.
• Угол обзора (2θ_1/2):Обычно 130 градусов для обоих цветов. Это полный угол, при котором сила света падает до половины от осевого значения, определяя ширину луча.
• Пиковая длина волны (λ_P):Синий: 468 нм (Тип.), Оранжевый: 611 нм (Тип.). Это длина волны, на которой спектральная мощность излучения максимальна.
• Доминирующая длина волны (λ_d):Синий: 470 нм (Тип.), Оранжевый: 605 нм (Тип.). Это единственная длина волны, которая наилучшим образом представляет воспринимаемый цвет светодиода, полученный из диаграммы цветности CIE.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):Синий: 25 нм (Тип.), Оранжевый: 17 нм (Тип.). Это измеряет спектральную чистоту или ширину полосы излучаемого света.
• Прямое напряжение (V_F):При I_F= 20 мА. Синий: Тип. 3.30В, Макс. 3.80В. Оранжевый: Тип. 2.00В, Макс. 2.40В. Это падение напряжения на светодиоде при работе.
• Обратный ток (I_R):Макс. 10 мкА для обоих при V_R= 5В. Устройство не предназначено для работы в обратном смещении; этот параметр предназначен только для характеристики утечки.

3. Объяснение системы сортировки

Сила света светодиодов может варьироваться от партии к партии. Система сортировки используется для распределения светодиодов по группам (бинам) на основе измеренных характеристик, обеспечивая согласованность для конечного пользователя.

3.1 Сортировка по силе света

LTST-C235TBKFWT использует буквенные коды для обозначения диапазонов интенсивности. Допуск внутри каждого бина составляет +/-15%.

Бины для синего кристалла:

- M: 18.0 - 28.0 мкд

- N: 28.0 - 45.0 мкд

- P: 45.0 - 71.0 мкд

- Q: 71.0 - 112.0 мкд

- R: 112.0 - 180.0 мкд

Бины для оранжевого кристалла:

- N: 28.0 - 45.0 мкд

- P: 45.0 - 71.0 мкд

- Q: 71.0 - 112.0 мкд

- R: 112.0 - 180.0 мкд

- S: 180.0 - 280.0 мкд

Эта система позволяет разработчикам выбрать класс яркости, подходящий для требований их приложения, будь то видимость при ярком окружающем освещении или индикация с низким энергопотреблением.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в спецификации упоминаются конкретные графики (например, Рис.1, Рис.5), типичные характеристические кривые для таких светодиодов предоставляют критически важную информацию для проектирования.

4.1 Зависимость прямого тока от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

Зависимость I-V является экспоненциальной. Для синего кристалла (InGaN, V_F~3.3В) характеристика будет иметь более крутой изгиб по сравнению с оранжевым кристаллом (AlInGaP, V_F~2.0В). Это требует использования разных значений токоограничивающих резисторов при питании от одного и того же источника напряжения для достижения одинакового целевого тока (например, 20мА).

4.2 Зависимость силы света от прямого тока

Сила света примерно пропорциональна прямому току в рекомендуемом рабочем диапазоне. Однако эффективность (световой выход на единицу электрической мощности) обычно снижается при очень высоких токах из-за увеличения тепловыделения. Работа на рекомендуемом постоянном прямом токе или ниже обеспечивает оптимальную эффективность и долговечность.

4.3 Температурная зависимость

Характеристики светодиода чувствительны к температуре. При увеличении температуры перехода:

- Сила света, как правило, уменьшается.

- Прямое напряжение обычно немного снижается при заданном токе.

- Доминирующая длина волны может смещаться (обычно в сторону более длинных волн).

Правильное управление тепловым режимом в конструкции печатной платы имеет решающее значение для поддержания стабильных оптических характеристик в рабочем диапазоне температур.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габариты корпуса и назначение выводов

Устройство соответствует стандартному посадочному месту SMD светодиода EIA. Конкретные размеры приведены на чертежах в спецификации. Назначение выводов критически важно для правильной работы:

- Выводы 1 и 2: Анод и катод длясинегокристалла InGaN.

- Выводы 3 и 4: Анод и катод дляоранжевогокристалла AlInGaP.

Консультация с чертежом корпуса необходима для определения полярности анод/катод для каждого цвета, чтобы избежать неправильного подключения при разводке печатной платы.

5.2 Рекомендуемая конструкция контактных площадок

В спецификации приведены рекомендуемые размеры контактных площадок. Следование этим рекомендациям обеспечивает надежное паяное соединение, правильное выравнивание во время оплавления и способствует отводу тепла от корпуса светодиода. Значительное отклонение от этих конфигураций площадок может привести к "эффекту надгробия" (поднятию компонента), плохим паяным соединениям или снижению тепловых характеристик.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением

В спецификации приведен рекомендуемый профиль ИК-оплавления для бессвинцовых процессов пайки. Ключевые параметры включают:

- Предварительный нагрев:150-200°C для постепенного нагрева платы и активации флюса.

- Время предварительного нагрева:Максимум 120 секунд для предотвращения теплового удара.

- Пиковая температура:Максимум 260°C.

- Время выше температуры ликвидуса:Профиль на странице 3 показывает критическую зону оплавления; компонент должен подвергаться температурам, достаточным для плавления припоя (обычно 217°C+ для SnAgCu) в течение соответствующего времени (например, 60-90 секунд).

- Скорость охлаждения:Рекомендуется контролируемое охлаждение для минимизации напряжения на паяных соединениях.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка:

- Используйте паяльник с регулировкой температуры, установленной на максимум 300°C.

- Ограничьте время пайки максимум 3 секундами на соединение.

- Нагревайте контактную площадку на печатной плате, а не непосредственно корпус светодиода, чтобы предотвратить тепловое повреждение пластиковой линзы и полупроводникового кристалла.

6.3 Очистка

Если требуется очистка после пайки:

- Используйте только указанные чистящие средства. Неуказанные химикаты могут повредить эпоксидную линзу светодиода, вызвав помутнение или растрескивание.

- Рекомендуемые растворители — этиловый или изопропиловый спирт при нормальной комнатной температуре.

- Время погружения должно быть менее одной минуты, чтобы предотвратить проникновение растворителя.

6.4 Хранение и обращение

• Меры предосторожности от ЭСР:Светодиоды чувствительны к электростатическому разряду (ЭСР). Используйте антистатические браслеты, коврики и правильно заземленное оборудование при обращении.
• Чувствительность к влаге:Как корпус для поверхностного монтажа из пластика, он чувствителен к влаге. Если оригинальный герметичный влагозащитный пакет вскрыт, компоненты должны быть использованы в течение одной недели или просушены (например, при 60°C в течение 20 часов) перед оплавлением для удаления поглощенной влаги и предотвращения повреждения типа "попкорн" во время пайки.
• Длительное хранение:Для вскрытых упаковок храните при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤60%. Для длительного хранения используйте герметичный контейнер с осушителем.

7. Упаковка и заказ

7.1 Спецификации ленты и катушки

Стандартная упаковка — 8-миллиметровая рельефная несущая лента на катушках диаметром 7 дюймов (178 мм).

- Количество на катушке:3000 штук.

- Минимальный объем заказа (MOQ):500 штук для остаточных количеств.

- Верхняя покрывающая лента:Пустые ячейки запечатаны верхней покрывающей лентой.

- Отсутствующие компоненты:Согласно стандарту упаковки (ANSI/EIA 481-1-A-1994) допускается максимум два последовательно отсутствующих светодиода.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Индикаторы состояния:Двухцветная возможность позволяет отображать несколько состояний (например, синий для "включено/ожидание", оранжевый для "неисправность/зарядка", оба для третьего состояния).
• Потребительская электроника:Кнопки питания, индикация состояния подключения (Wi-Fi/Bluetooth), индикаторы уровня заряда батареи на ноутбуках, маршрутизаторах и периферийных устройствах.
• Панели промышленного управления:Состояние станка, индикация режима работы.
• Автомобильное внутреннее освещение:Низкомощная декоративная или индикаторная подсветка, хотя потребуется специальная автомобильная квалификация.

8.2 Соображения при проектировании

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный резистор для каждого светодиодного кристалла, чтобы установить прямой ток. Рассчитайте значение резистора как R = (V_{источника}- V_F) / I_F. Используйте максимальное V_Fиз спецификации для консервативного проектирования, которое гарантирует, что I_Fне будет превышен даже при разбросе параметров компонентов.
• Схема управления:Светодиоды совместимы с выводами GPIO микроконтроллеров. Убедитесь, что GPIO может потреблять/отдавать требуемый ток (20-30 мА). Для более высоких токов или мультиплексирования многих светодиодов используйте транзисторные драйверы или специализированные ИС драйверов светодиодов.
• Тепловой менеджмент:Хотя рассеиваемая мощность мала, убедитесь, что разводка печатной платы обеспечивает достаточную площадь меди вокруг контактных площадок для использования в качестве радиатора, особенно при работе при высоких температурах окружающей среды или максимальном токе.
• Оптический дизайн:Угол обзора 130 градусов обеспечивает широкий, рассеянный световой рисунок, подходящий для прямого наблюдения. Для применения со световодами широкий угол помогает эффективно вводить свет в волновод.

9. Техническое сравнение и дифференциация

LTST-C235TBKFWT предлагает конкретные преимущества в своем классе:

• Два кристалла против одного:По сравнению с использованием двух отдельных одноцветных светодиодов, это устройство экономит место на печатной плате, уменьшает количество компонентов и упрощает сборку.
• Технология кристаллов:Использование InGaN для синего и AlInGaP для оранжевого представляет собой зрелые, высокоэффективные полупроводниковые технологии для соответствующих цветов, обеспечивая хорошую яркость и надежность.
• Стандартизация корпуса:Стандартный корпус EIA обеспечивает полную совместимость с огромным количеством существующих посадочных мест и библиотек компонентов, снижая риск проектирования.
• Совместимость с процессами:Полная совместимость с ИК-оплавлением и автоматической установкой делает его идеальным для крупносерийного, чувствительного к стоимости производства.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: Могу ли я одновременно питать и синий, и оранжевый светодиоды на их максимальном постоянном токе?

О1: Да, но вы должны учитывать общую рассеиваемую мощность. Одновременная работа при 20 мА (синий) и 30 мА (оранжевый) приводит к рассеиванию мощности примерно (3.3В*0.02А) + (2.0В*0.03А) = 0.126 Вт. Это ниже индивидуальных максимумов, но требует проверки, чтобы совокупная тепловая нагрузка не превышала способность корпуса рассеивать тепло в вашей конкретной компоновке.

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

О2: Пиковая длина волны (λ_P) — это физическая длина волны точки наивысшей интенсивности в спектре излучения. Доминирующая длина волны (λ_d) — это расчетное значение, основанное на восприятии цвета человеком (диаграмма CIE), которое определяет "цвет", который мы видим. Для монохроматических светодиодов они часто близки. Для светодиодов с более широким спектром они могут различаться.

В3: Как интерпретировать код бина при заказе?

О3: Код бина (например, "P" для синего, "Q" для оранжевого) определяет гарантированный минимальный и максимальный диапазон силы света для этой партии. Вы должны указать желаемый бин(ы) при заказе, чтобы обеспечить согласованность яркости в вашем производственном цикле. Если не указано, вы можете получить компоненты из любого доступного бина в общем диапазоне продукта.

В4: Подходит ли этот светодиод для использования на открытом воздухе?

О4: Рабочий температурный диапазон (-20°C до +80°C) охватывает многие условия на открытом воздухе. Однако длительное пребывание на открытом воздухе требует учета дополнительных факторов, не рассматриваемых в этой спецификации: устойчивость линзы к УФ-излучению (для предотвращения пожелтения), устойчивость к термоциклированию и защита от проникновения влаги. Для критически важных наружных применений обратитесь к производителю за расширенными данными о надежности или рассмотрите продукты, специально сертифицированные для использования на открытом воздухе.

11. Пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование двухстатусной кнопки питания для сетевого коммутатора

Разработчику нужен светодиод для индикации состояния питания (Вкл/Выкл) и сетевой активности (Активен/Простой) на одной кнопке.

Реализация:

1. LTST-C235TBKFWT размещается за полупрозрачной крышкой кнопки.

2. Микроконтроллер управляет светодиодами:

- Постоянный оранжевый:Питание ВКЛЮЧЕНО, устройство загружается/в простое.

- Постоянный синий:Питание ВКЛЮЧЕНО, устройство полностью работоспособно и в простое.

- Мигающий синий:Питание ВКЛЮЧЕНО, обнаружена сетевая активность.

- Выключен:Питание ВЫКЛЮЧЕНО.

3. Токоограничивающие резисторы рассчитываются отдельно для каждого цвета. Для шины питания МКУ 3.3В: R_синий= (3.3В - 3.3В) / 0.02А = 0 Ом (теоретически). На практике используется небольшой резистор (например, 10 Ом) для ограничения пускового тока и учета падения напряжения на выводе МКУ. R_{оранжевый}= (3.3В - 2.0В) / 0.02А = 65 Ом (используется стандартное значение 68 Ом).

4. Широкий угол обзора 130 градусов обеспечивает равномерное освещение кнопки с различных углов обзора.

Результат:Чистый, компактный пользовательский интерфейс с четкой многостатусной индикацией, использующий площадь всего одного компонента, что упрощает разводку печатной платы и сборку.

12. Введение в технологический принцип

Принцип излучения света:Светодиоды — это полупроводниковые диоды. При приложении прямого напряжения электроны пересекают p-n переход и рекомбинируют с дырками в активной области. Эта рекомбинация высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретная длина волны (цвет) света определяется шириной запрещенной зоны используемого полупроводникового материала.

Материаловедение:

- InGaN (нитрид индия-галлия):Эта система материалов позволяет настраивать ширину запрещенной зоны для получения света от ультрафиолетового до зеленого и синего. Синий кристалл в этом светодиоде использует эту технологию.

- AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия):Эта система материалов используется для сверхъярких светодиодов в желтом, оранжевом и красном спектре. Оранжевый кристалл в этом светодиоде использует эту технологию.

Комбинация этих двух зрелых материальных технологий в одном корпусе обеспечивает надежное решение для двухцветных применений.

13. Отраслевые тенденции и разработки

Область SMD светодиодов продолжает развиваться. Общие тенденции, относящиеся к таким компонентам, как LTST-C235TBKFWT, включают:

• Повышение эффективности (лм/Вт):Постоянные улучшения в эпитаксиальном росте и конструкции кристаллов приводят к более высокой световой отдаче, что означает больше светового потока при той же входной электрической мощности.
• Миниатюризация:Хотя этот продукт использует стандартный корпус, отрасль стремится к уменьшению размеров (например, 0402, 0201) для применений с ограниченным пространством, таких как мобильные устройства.
• Улучшенная цветовая согласованность:Более жесткие допуски при сортировке и достижения в управлении производством обеспечивают светодиоды с более согласованной цветностью и яркостью от партии к партии.
• Повышенная надежность и срок службы:Улучшения в материалах корпуса (эпоксидная смола, выводные рамки) и структурах кристаллов направлены на увеличение срока службы и улучшение характеристик в условиях высоких температур и влажности.
• Интеграция:Помимо двухцветных, наблюдается тенденция к интеграции большего количества функций, таких как RGB (красный, зеленый, синий) светодиоды в одном корпусе, или даже объединение светодиодов с управляющими ИС (например, драйверами или микросхемами последовательностей) в более сложные модули.

LTST-C235TBKFWT представляет собой хорошо зарекомендовавшее, надежное решение в этой развивающейся среде, предлагая баланс производительности, стоимости и технологичности для основных двухцветных индикаторных применений.