Техническая спецификация LTST-C155TGKFKT - Двухцветный SMD светодиод - Высота 1.10 мм - Зеленый 3.3В/Оранжевый 2.0В - 76мВт/75мВт

1. Обзор продукта

Настоящий документ содержит полные технические характеристики LTST-C155TGKFKT — двухцветного светодиода для поверхностного монтажа (SMD). Этот компонент объединяет два различных полупроводниковых чипа в одном ультратонком корпусе: чип InGaN (нитрид индия-галлия) для зеленого свечения и чип AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для оранжевого свечения. Он предназначен для современных процессов сборки электроники и применений, требующих компактной двухцветной индикации.

Ключевые преимущества данного светодиода включают исключительно малую высоту профиля — 1.10 мм, что критически важно для конструкций с ограниченным пространством в потребительской электронике, автомобильных интерьерах и портативных устройствах. Это экологичный продукт, соответствующий директиве ROHS (об ограничении использования опасных веществ). Компоненты поставляются на 8-миллиметровой ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, что обеспечивает полную совместимость с высокоскоростным автоматическим оборудованием для установки компонентов, используемым в серийном производстве. Конструкция также совместима с процессами пайки оплавлением в инфракрасном (ИК) диапазоне, что соответствует стандартам бессвинцовой (Pb-free) сборки.

Целевой рынок охватывает широкий спектр электронного оборудования, где требуется надежная двухстатусная индикация. Это включает офисную технику, устройства связи, бытовую технику, промышленные панели управления и индикаторы автомобильных приборных панелей. Раздельные анодные/катодные выводы для каждого цвета позволяют осуществлять независимое управление, обеспечивая сигнализацию состояния, индикацию питания или многостатусную обратную связь пользовательского интерфейса.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Работа устройства за пределами этих значений может привести к необратимому повреждению. Параметры указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

• Рассеиваемая мощность (Pd):76 мВт для зеленого чипа, 75 мВт для оранжевого чипа. Этот параметр определяет максимально допустимую мощность, рассеиваемую в виде тепла. Превышение может привести к чрезмерной температуре перехода и ускоренной деградации.
• Пиковый прямой ток (I_FP):100 мА для зеленого, 80 мА для оранжевого. Это максимально допустимый импульсный ток при скважности 1/10 и длительности импульса 0.1 мс. Он значительно выше номинального постоянного тока и полезен для кратковременных импульсов высокой яркости.
• Постоянный прямой ток (I_F):20 мА для зеленого, 30 мА для оранжевого. Это рекомендуемый постоянный рабочий ток для стандартной яркости и долгосрочной надежности.
• Обратное напряжение (V_R):5 В для обоих цветов. Устройство обеспечивает ограниченную защиту от обратного смещения. Оно не предназначено для работы на переменном токе или в условиях обратного смещения в схемотехнике.
• Диапазон рабочих температур:от -20°C до +80°C. Светодиод может функционировать в этом диапазоне температур окружающей среды.
• Диапазон температур хранения:от -30°C до +100°C.
• Условия ИК пайки:Выдерживает пиковую температуру 260°C в течение 10 секунд, что является стандартным условием для бессвинцовых профилей оплавления.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные рабочие параметры, измеренные при Ta=25°C и I_F=20мА, если не указано иное.

• Сила света (I_V):Это воспринимаемая яркость. Для зеленого светодиода она составляет от минимум 71.0 мкд до максимум 280.0 мкд. Для оранжевого — от 45.0 мкд до 180.0 мкд. Фактическая интенсивность для конкретного экземпляра определяется его кодом бина (см. раздел 3). Измерение проводится в соответствии с кривой спектральной чувствительности глаза CIE.
• Угол обзора (2θ_1/2):Обычно 130 градусов для обоих цветов. Этот широкий угол обзора, определяемый как полный угол, при котором интенсивность падает до половины от осевого значения, делает светодиод подходящим для применений, требующих видимости с широкого диапазона углов.
• Пиковая длина волны излучения (λ_P):Обычно 525 нм для зеленого (InGaN) и 611 нм для оранжевого (AlInGaP). Это длина волны в точке максимума излучаемого спектра.
• Доминирующая длина волны (λ_d):Обычно 525 нм для зеленого и 605 нм для оранжевого. Рассчитывается на основе цветовой диаграммы CIE, это та длина волны, которая наилучшим образом соответствует воспринимаемому цвету света.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):Обычно 35.0 нм для зеленого и 17.0 нм для оранжевого. Оранжевый чип AlInGaP имеет более узкую спектральную полосу, что обеспечивает более насыщенный, чистый цвет по сравнению с более широким спектром зеленого.
• Прямое напряжение (V_F):Обычно 3.3 В (макс. 3.5 В) для зеленого при 20мА. Обычно 2.0 В (макс. 2.4 В) для оранжевого при 20мА. Более низкое V_Fоранжевого чипа означает, что он потребляет меньше энергии при том же токе. Эти значения критически важны для проектирования токоограничивающих резисторов в схеме управления.
• Обратный ток (I_R):Максимум 10 мкА для зеленого и 20 мкА для оранжевого при приложенном обратном напряжении (V_R) 5В. Этот тест предназначен только для характеристики; устройство не предназначено для работы в обратном режиме.

3. Объяснение системы бинирования

Светодиоды сортируются (бинируются) на основе измеренной силы света для обеспечения однородности в пределах производственной партии. Код бина является критически важной частью информации при заказе для применений, требующих определенных уровней яркости.

3.1 Бины интенсивности зеленого чипа

• Код бина Q:Минимум 71.0 мкд, максимум 112.0 мкд.
• Код бина R:Минимум 112.0 мкд, максимум 180.0 мкд.
• Код бина S:Минимум 180.0 мкд, максимум 280.0 мкд.

3.2 Бины интенсивности оранжевого чипа

• Код бина P:Минимум 45.0 мкд, максимум 71.0 мкд.
• Код бина Q:Минимум 71.0 мкд, максимум 112.0 мкд.
• Код бина R:Минимум 112.0 мкд, максимум 180.0 мкд.

Допуск:Интенсивность в пределах каждого определенного бина имеет допуск +/-15%. Это учитывает незначительные вариации измерений и производства.

4. Анализ рабочих характеристик

В спецификации приведены типичные рабочие кривые, которые необходимы для понимания поведения устройства в нестандартных условиях. Хотя конкретные графики не воспроизводятся в тексте, их значение анализируется ниже.

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

ВАХ для каждого чипа (зеленый/оранжевый) показывает экспоненциальную зависимость, типичную для диода. Кривая для оранжевого чипа AlInGaP будет иметь более низкое напряжение отсечки (около 2.0В) по сравнению с зеленым чипом InGaN (около 3.3В). Этот график важен для определения необходимого напряжения питания и проектирования драйверов постоянного тока для обеспечения стабильной яркости между экземплярами и при разных температурах.

4.2 Зависимость силы света от прямого тока

Эта кривая обычно показывает почти линейную зависимость между током управления и световым потоком в рекомендуемом рабочем диапазоне (до 20-30мА). Работа светодиода при токе выше номинального постоянного тока увеличит яркость, но за счет более высокой рассеиваемой мощности, снижения эффективности и потенциально сокращения срока службы из-за повышения температуры перехода.

4.3 Спектральное распределение

Приведенные спектральные графики иллюстрируют разницу в полуширине спектра между зеленым (шире, ~35нм) и оранжевым (уже, ~17нм) чипами. Узкое излучение оранжевого чипа характерно для технологии AlInGaP и обеспечивает высокую чистоту цвета, что часто желательно для индикаторных применений, где критически важна различимость цвета.

4.4 Температурная зависимость

Рабочие характеристики светодиода чувствительны к температуре. Хотя в предоставленном тексте это не детализировано, типичные характеристики включают: снижение силы света при повышении температуры перехода, небольшой сдвиг доминирующей длины волны (обычно на несколько нанометров) и уменьшение прямого напряжения (V_F) с ростом температуры. Эти факторы необходимо учитывать при тепловом расчете и проектировании схем для применений в условиях высокой температуры окружающей среды.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод имеет стандартный для отрасли корпус по спецификации EIA. Ключевой механической особенностью является его сверхтонкий профиль с максимальной высотой (H) 1.10 мм. Все остальные критические размеры для проектирования посадочного места на печатной плате, такие как длина, ширина и расстояние между выводами, приведены на чертеже корпуса со стандартным допуском ±0.10 мм, если не указано иное.

5.2 Назначение выводов

Устройство имеет четыре вывода. Для варианта LTST-C155TGKFKT:

• Выводы 1 и 3 назначены длязеленогочипа InGaN (Анод и Катод).
• Выводы 2 и 4 назначены дляоранжевогочипа AlInGaP (Анод и Катод).

Такая конфигурация позволяет полностью независимо подключать и управлять двумя светодиодами.

5.3 Рекомендуемая конфигурация контактных площадок

Предоставлен рекомендуемый рисунок контактных площадок (посадочное место) для печатной платы. Соблюдение этого рисунка критически важно для получения надежных паяных соединений при оплавлении, предотвращения "эффекта надгробия" (поднятия компонента) и обеспечения правильного выравнивания. Конструкция площадок учитывает формирование паяльного файлета и тепловой режим.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением

Приведен рекомендуемый профиль инфракрасной (ИК) пайки оплавлением для бессвинцовых процессов. Ключевые параметры этого профиля, соответствующего стандартам JEDEC, включают:

• Предварительный нагрев:от 150°C до 200°C.
• Время предварительного нагрева:Максимум 120 секунд для постепенного нагрева платы и компонента, минимизируя тепловой удар.
• Пиковая температура:Максимум 260°C.
• Время выше температуры ликвидуса:Компонент должен подвергаться воздействию пиковой температуры не более 10 секунд. Операцию оплавления следует проводить не более двух раз.

Поскольку конструкция плат, компоненты и паяльные пасты различаются, данный профиль служит общим ориентиром. Рекомендуется проводить характеристику для конкретной платы.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, используйте паяльник с температурой не выше 300°C. Время пайки на один вывод должно быть ограничено максимум 3 секундами, и эту операцию следует проводить только один раз, чтобы предотвратить тепловое повреждение пластикового корпуса и внутренних проводных соединений.

6.3 Очистка

Не используйте неуказанные химические очистители. Если требуется очистка после пайки, погрузите светодиод в этиловый или изопропиловый спирт при нормальной комнатной температуре на время менее одной минуты. Агрессивные растворители могут повредить эпоксидную линзу или маркировку на корпусе.

6.4 Меры предосторожности от электростатического разряда (ЭСР)

Светодиоды чувствительны к электростатическому разряду и скачкам напряжения. Рекомендуется использовать заземляющий браслет или антистатические перчатки при обращении. Все сборочное оборудование и рабочие места должны быть надлежащим образом заземлены для предотвращения повреждения от ЭСР, которое может быть не сразу заметно, но способно ухудшить долгосрочную надежность.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация ленты и катушки

Компоненты поставляются в профилированной несущей ленте на катушках диаметром 7 дюймов (178 мм) в соответствии со стандартами ANSI/EIA-481.

• Ширина ленты:8 мм.
• Количество на катушке:3000 штук.
• Минимальный объем заказа (MOQ):500 штук для остаточных количеств.
• Покровная лента:Пустые ячейки для компонентов запечатаны верхней покровной лентой.
• Отсутствующие компоненты:Согласно спецификации катушки, допускается отсутствие не более двух последовательных светодиодов (пустых ячеек).

7.2 Условия хранения

Запечатанная упаковка:Хранить при температуре ≤ 30°C и относительной влажности (RH) ≤ 90%. Срок годности в запечатанном влагозащитном пакете с осушителем составляет один год.Вскрытая упаковка:Для компонентов, извлеченных из оригинальной упаковки, условия хранения не должны превышать 30°C / 60% RH. Рекомендуется завершить пайку оплавлением в течение одной недели после вскрытия.Длительное хранение (вскрытое):Хранить в герметичном контейнере с осушителем или в азотном эксикаторе. Если хранение вне оригинального пакета превышает одну неделю, рекомендуется прогрев при температуре около 60°C в течение не менее 20 часов перед сборкой для удаления поглощенной влаги и предотвращения "эффекта попкорна" во время оплавления.

8. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

8.1 Типовые схемы включения

Каждый светодиодный чип (зеленый и оранжевый) требует внешнего токоограничивающего резистора при питании от источника напряжения (например, шины 5В или 3.3В). Значение резистора (R) можно рассчитать по закону Ома: R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Используйте максимальное значение V_Fиз спецификации, чтобы гарантировать, что ток не превысит I_F(макс.) в наихудших условиях. Например, для питания зеленого светодиода от источника 5В с целевым током I_F20мА: R = (5В - 3.5В) / 0.020А = 75 Ом. Подойдет стандартный резистор 75 Ом или 82 Ом. Для точного управления или мультиплексирования рекомендуется использовать драйверы постоянного тока.

8.2 Тепловой режим

Хотя рассеиваемая мощность невелика (76/75 мВт), эффективный тепловой режим на печатной плате важен для поддержания яркости и долговечности, особенно в условиях высокой температуры окружающей среды или при работе на повышенных токах. Убедитесь, что разводка печатной платы обеспечивает достаточную площадь меди вокруг контактных площадок светодиода для отвода тепла. Избегайте размещения других теплообразующих компонентов в непосредственной близости.

8.3 Оптическое проектирование

Прозрачная линза обеспечивает широкий, рассеянный угол обзора. Для применений, требующих более направленного луча, над светодиодом могут быть установлены вторичная оптика (например, световоды или линзы). Возможность работы в двухцветном режиме позволяет создавать третий цвет (например, желтоватый оттенок) путем одновременного включения обоих чипов с регулируемыми токами, хотя для достижения желаемой цветности требуется тщательный контроль тока.

9. Техническое сравнение и отличительные особенности

LTST-C155TGKFKT выделяется на рынке несколькими ключевыми особенностями:Ультратонкий профиль (1.10 мм):Это значительное преимущество перед многими стандартными SMD светодиодами, позволяющее использовать его в сверхтонких устройствах, таких как современные смартфоны, планшеты и ноутбуки.Два чипа, независимое управление:В отличие от некоторых двухцветных светодиодов с общим анодом или катодом, это устройство предлагает полностью независимые выводы. Это обеспечивает большую гибкость проектирования, позволяя использовать отдельные схемы управления и более сложные сигнальные паттерны без дополнительной сложности мультиплексирования.Технология материалов:Использование InGaN для зеленого и AlInGaP для оранжевого цвета представляет собой выбор высокоэффективных полупроводниковых материалов для соответствующих цветов, обеспечивающих хорошую яркость и стабильность цвета.Готовность к производству:Полная совместимость с автоматической установкой и стандартными бессвинцовыми профилями оплавления снижает стоимость и сложность сборки для производителей крупными сериями.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: Могу ли я включать зеленый и оранжевый светодиоды одновременно?О: Да, выводы независимы. Вы можете включать один, другой или оба одновременно. Убедитесь, что ваш источник питания и схема могут обеспечить суммарный ток (например, до 50мА, если оба работают на 20мА).

В2: В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?О: Пиковая длина волны (λ_P) — это физическая длина волны точки максимальной интенсивности в спектре. Доминирующая длина волны (λ_d) — это расчетное значение, основанное на восприятии цвета человеком (диаграмма CIE), которое наилучшим образом соответствует воспринимаемому цвету. Они часто близки, но не идентичны, особенно для широких спектров.

В3: Почему номинальное обратное напряжение всего 5В?О: Светодиоды не предназначены для блокировки обратного напряжения, как выпрямительные диоды. Рейтинг 5В — это безопасный предел для случайного обратного смещения при обращении или тестировании. При проектировании схемы всегда обеспечивайте правильную полярность светодиода или защищайте его последовательным диодом, если он подключен к сигналу переменного тока или двунаправленной шине.

В4: Как интерпретировать код бина при заказе?О: Код бина (например, "S" для зеленого, "R" для оранжевого) определяет гарантированные минимальную и максимальную силу света. Для обеспечения одинаковой яркости в рамках продуктовой линейки укажите требуемый код бина вашему дистрибьютору. Если код не указан, вы можете получить компоненты из любого доступного бина в пределах диапазона продукта.

11. Практический пример применения

Сценарий: Двухстатусный индикатор питания для потребительского устройства.Портативное устройство с батарейным питанием использует этот светодиод для индикации состояния зарядки. Цель проектирования: Оранжевый — "Зарядка", Зеленый — "Полностью заряжено".Реализация:Микроконтроллер (МК) имеет два вывода GPIO. Каждый вывод подключен к аноду одного цвета светодиода через токоограничивающий резистор (рассчитывается, как в разделе 8.1). Катоды подключены к земле. Прошивка МК устанавливает высокий уровень на выводе оранжевого светодиода во время зарядки. Когда микросхема управления батареей сигнализирует о полной зарядке, МК отключает вывод оранжевого и устанавливает высокий уровень на выводе зеленого. Ультратонкий корпус позволяет разместить его за тонким обрамлением. Широкий угол обзора обеспечивает видимость статуса с различных углов. Независимое управление упрощает прошивку по сравнению с типом с общим анодом, требующим переключения земли.

12. Введение в принцип работы технологии

Светоизлучающие диоды (LED) — это полупроводниковые устройства, излучающие свет при прохождении через них электрического тока. Это явление называется электролюминесценцией. При приложении напряжения в прямом направлении электроны из полупроводника n-типа и дырки из полупроводника p-типа инжектируются в активную область (p-n переход). При рекомбинации электрона с дыркой высвобождается энергия в виде фотона (частицы света). Длина волны (цвет) излучаемого света определяется шириной запрещенной зоны полупроводникового материала, используемого в активной области. В этом двухцветном светодиоде два различных полупроводниковых чипа размещены в одном корпусе:InGaN (нитрид индия-галлия):Эта система материалов имеет более широкую запрещенную зону, которую можно настроить для излучения света в синей, зеленой и ультрафиолетовой областях. Здесь она сконструирована для излучения зеленого света (пик ~525 нм).AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия):Эта система материалов известна высокой эффективностью в красной, оранжевой и желтой спектральных областях. Здесь она сконструирована для излучения оранжевого света (пик ~611 нм). Каждый чип подключен к своей паре проводных выводов, которые присоединены к четырем внешним выводам, что позволяет осуществлять независимую электрическую работу.

13. Отраслевые тенденции

Разработка SMD светодиодов, таких как LTST-C155TGKFKT, следует нескольким ключевым отраслевым тенденциям:Миниатюризация:Стремление к более тонким и компактным компонентам продолжает способствовать созданию более изящных и компактных конечных продуктов. Высота 1.10 мм отражает эту тенденцию.Повышенная интеграция:Объединение нескольких функций (два цвета) в одном корпусе экономит место на печатной плате и снижает стоимость сборки по сравнению с использованием двух отдельных светодиодов.Бессвинцовое и экологичное производство:Соответствие ROHS и совместимость с бессвинцовыми высокотемпературными профилями оплавления теперь являются стандартными требованиями, обусловленными глобальными экологическими нормами.Совместимость с автоматизацией:Упаковка на ленте-катушке и конструкция для автоматической установки необходимы для крупносерийного, экономически эффективного производства.Стандартизация характеристик:Использование стандартных корпусов EIA и профилей оплавления JEDEC обеспечивает совместимость и надежность во всей цепочке поставок электроники. Будущие тенденции могут включать еще более тонкие корпуса, материалы с более высокой эффективностью и интегрированные драйверы или управляющую логику внутри самого корпуса светодиода.