LTST-C195KGJRKT-5A Двухцветный SMD светодиод - Техническая спецификация - Зеленый/Красный - 5В - 75мВт

1. Обзор продукта

LTST-C195KGJRKT-5A — это двухцветный светодиод для поверхностного монтажа (SMD), использующий передовую технологию чипов AlInGaP. Этот компонент предназначен для применений, требующих двух различных цветов индикации от одного компактного корпуса. Он отличается сверхъярким излучением и выполнен в стандартном корпусе, соответствующем стандартам EIA, что делает его пригодным для автоматизированных процессов сборки, включая инфракрасную и парофазную пайку оплавлением. Устройство соответствует директиве RoHS и классифицируется как экологичный продукт.

1.1 Ключевые преимущества

• Двухцветная функциональность:Объединяет отдельные зеленый и красный светодиодные чипы в одном корпусе, экономя место на плате и упрощая конструкцию для многостатусной индикации.
• Высокая яркость:Материал AlInGaP обеспечивает превосходную силу света по сравнению с традиционными светодиодными технологиями.
• Совместимость с производством:Поставляется в 8-мм ленте на катушках диаметром 7 дюймов, полностью совместим с высокоскоростным автоматическим оборудованием для установки компонентов.
• Надежная совместимость с процессами:Выдерживает стандартные профили инфракрасной пайки оплавлением, включая необходимые для процессов сборки с использованием бессвинцовых (Pb-free) припоев.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные характеристики

Эти характеристики определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Не рекомендуется эксплуатировать светодиод в условиях, превышающих эти значения.

• Рассеиваемая мощность (P_d):75 мВт на каждый цвет (Зеленый и Красный). Это максимально допустимая мощность, рассеиваемая в устройстве.
• Пиковый прямой ток (I_FP):80 мА. Это максимальный мгновенный прямой ток, обычно указываемый для импульсных условий (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс) для предотвращения перегрева.
• Постоянный прямой ток (I_F):30 мА постоянного тока. Максимальный ток для надежной непрерывной работы.
• Снижение номинального тока:Линейное снижение на 0.4 мА/°C от 25°C. Максимально допустимый прямой ток должен быть уменьшен при повышении температуры окружающей среды выше 25°C.
• Обратное напряжение (V_R):5 В. Максимальное напряжение, которое может быть приложено в обратном направлении к светодиоду.
• Диапазон рабочих температур (T_opr):-30°C до +85°C.
• Диапазон температур хранения (T_stg):-40°C до +85°C.
• Температура пайки:Выдерживает 260°C в течение 5 секунд при инфракрасной пайке оплавлением.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные параметры производительности, измеренные при температуре окружающей среды (T_a) 25°C и испытательном токе (I_F) 5 мА, если не указано иное.

• Сила света (I_V):
  • Зеленый: Минимум 4.5 мкд, Типичное значение не указано, Максимум 28.0 мкд.
  • Красный: Минимум 7.1 мкд, Типичное значение не указано, Максимум 45.0 мкд.
  • Измерение основано на кривой спектральной чувствительности глаза CIE для дневного зрения.
• Угол обзора (2θ_1/2):130 градусов (типично) для обоих цветов. Это полный угол, при котором сила света падает до половины своего пикового осевого значения.
• Пиковая длина волны (λ_P):
  • Зеленый: 574 нм (типично).
  • Красный: 639 нм (типично).
• Доминирующая длина волны (λ_d):
  • Зеленый: 571 нм (типично).
  • Красный: 631 нм (типично).
  • Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, определяемая по диаграмме цветности CIE.
• Спектральная ширина (Δλ):
  • Зеленый: 15 нм (типично).
  • Красный: 20 нм (типично).
• Прямое напряжение (V_F):
  • Типичное: 1.9 В для обоих цветов.
  • Максимальное: 2.3 В для обоих цветов при I_F= 5 мА.
• Обратный ток (I_R):Максимум 10 мкА для обоих цветов при V_R= 5 В.

3. Объяснение системы сортировки

Светодиоды сортируются (биннируются) по силе света для обеспечения однородности в производственной партии. Код сортировки является частью номера детали (например, 'K' и 'J' в LTST-C195KGJRKT-5A).

3.1 Сортировка по силе света

Зеленый цвет (Первая буква после 'C195'):

• Бин J: 4.5 мкд (Мин) до 7.1 мкд (Макс)
• Бин K: 7.1 мкд до 11.2 мкд
• Бин L: 11.2 мкд до 18.0 мкд
• Бин M: 18.0 мкд до 28.0 мкд

Красный цвет (Вторая буква после 'C195'):

• Бин K: 7.1 мкд до 11.2 мкд
• Бин L: 11.2 мкд до 18.0 мкд
• Бин M: 18.0 мкд до 28.0 мкд
• Бин N: 28.0 мкд до 45.0 мкд

Допуск для каждого бина по силе света составляет ±15%.Данная конкретная деталь (GJ) использует Зеленый бин J и Красный бин K.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены типичные характеристические кривые, необходимые для проектирования. Хотя точные графики не воспроизводятся в тексте, их значение анализируется ниже.

4.1 Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (I-V кривая)

Вольт-амперная характеристика нелинейна. Для обоих чипов (зеленого и красного) типичное прямое напряжение составляет 1.9 В при 5 мА. Конструкторы должны использовать эту кривую для выбора соответствующих токоограничивающих резисторов, так как небольшое изменение напряжения может вызвать большое изменение тока. Максимальное V_Fв 2.3 В следует использовать для расчетов рассеиваемой мощности в наихудшем случае.

4.2 Сила света в зависимости от прямого тока

Световой выход приблизительно пропорционален прямому току в рекомендуемом рабочем диапазоне. Однако эффективность может снижаться при очень высоких токах из-за увеличения нагрева. Указанные значения силы света приведены для 5 мА; работа при максимальном постоянном токе 30 мА даст значительно более высокую выходную мощность, но требует тщательного управления тепловым режимом.

4.3 Температурные характеристики

Работа светодиода зависит от температуры. Сила света обычно уменьшается с увеличением температуры перехода. Коэффициент снижения прямого тока 0.4 мА/°C является критическим параметром проектирования для предотвращения теплового разгона и обеспечения долгосрочной надежности, особенно в условиях высокой температуры окружающей среды.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса и назначение выводов

Устройство использует стандартный SMD корпус. Ключевые размерные допуски составляют ±0.10 мм, если не указано иное.

• Назначение выводов:
  • Чип зеленого светодиода: подключен к выводам 1 и 3.
  • Чип красного светодиода: подключен к выводам 2 и 4.
• Линза:Прозрачная, позволяющая видеть истинный цвет чипа (зеленый и красный).

5.2 Рекомендуемая конфигурация контактных площадок для пайки

Предоставлен рекомендуемый посадочный рисунок для обеспечения надежного формирования паяного соединения и правильного выравнивания во время оплавления. Следование этому рисунку помогает предотвратить "эффект надгробия" и обеспечивает хорошее тепловое и электрическое соединение.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профили пайки оплавлением

Предоставлены два рекомендуемых профиля инфракрасной (IR) пайки оплавлением: один для стандартного процесса пайки (SnPb) и один для бессвинцового процесса (SnAgCu). Бессвинцовый профиль требует более высокой пиковой температуры (обычно до 260°C). Крайне важно следовать рекомендуемой кривой время-температура, включая зоны предварительного нагрева, выдержки, оплавления и охлаждения, чтобы предотвратить тепловой удар для корпуса светодиода и обеспечить целостность паяного соединения.

6.2 Очистка

Если очистка необходима после пайки, следует использовать только указанные растворители. Рекомендуется погружать светодиод в этиловый или изопропиловый спирт при нормальной температуре менее чем на одну минуту. Использование неуказанных химикатов может повредить пластиковую линзу и корпус.

6.3 Условия хранения

Для обеспечения долгосрочной надежности светодиоды должны храниться в среде, не превышающей 30°C и 70% относительной влажности. Компоненты, извлеченные из оригинальной влагозащитной упаковки, должны быть припаяны оплавлением в течение одной недели. Если хранение более одной недели необходимо, их следует хранить в герметичном контейнере с осушителем или в атмосфере азота и подвергнуть прокаливанию (приблизительно 60°C в течение 24 часов) перед сборкой для удаления поглощенной влаги и предотвращения "вспучивания" во время оплавления.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации ленты и катушки

Устройство поставляется в стандартной тисненой несущей ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм).

• Количество в упаковке:4000 штук на полную катушку.
• Минимальный объем заказа (MOQ):500 штук для остаточных количеств.
• Спецификации ленты:Соответствует ANSI/EIA-481-1-A-1994.
• Покровная лента:Пустые ячейки для компонентов запечатаны верхней покровной лентой.
• Отсутствующие компоненты:Согласно спецификации катушки, допускается максимум два последовательно отсутствующих светодиода (пустых ячейки).

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Индикаторы состояния:Идеально подходят для оборудования, требующего двухстатусной индикации (например, питание включено/ожидание, статус зарядки, сетевая активность/ошибка) с использованием зеленого и красного цветов от одного компонента.
• Панельные индикаторы:Используются в потребительской электронике, промышленных пультах управления и автомобильных интерьерах, где пространство ограничено.
• Подсветка легенд:Могут использоваться для подсветки значков или символов разными цветами.

8.2 Соображения по проектированию схемы

Метод управления:Светодиоды — это устройства с токовым управлением. Для обеспечения равномерной яркости при использовании нескольких светодиодов, включенных параллельно,настоятельно рекомендуетсяиспользовать отдельный токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым светодиодом (Схема A). Управление несколькими светодиодами, включенными параллельно, от одного резистора (Схема B) не рекомендуется из-за разброса прямого напряжения (V_F) отдельных светодиодов, что может привести к значительным различиям в токе и, следовательно, в яркости.

Защита от ЭСР:Светодиоды AlInGaP чувствительны к электростатическому разряду (ЭСР). Повреждение от ЭСР может проявляться как высокий обратный ток утечки, низкое прямое напряжение или отсутствие свечения при низких токах. Профилактические меры должны быть реализованы на всех этапах обращения и сборки:

• Используйте заземленные браслеты и антистатические коврики.
• Убедитесь, что все оборудование и рабочие места правильно заземлены.
• Используйте ионизаторы для нейтрализации статического заряда на линзе светодиода.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Основное отличие этого компонента заключается в его двухцветной возможности в одном стандартном SMD корпусе. По сравнению с использованием двух отдельных одноцветных светодиодов, он обеспечивает значительную экономию места на печатной плате, уменьшает количество компонентов и упрощает спецификацию материалов (BOM). Использование технологии AlInGaP обеспечивает более высокую световую эффективность и лучшую температурную стабильность по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP для красного чипа, что приводит к более яркому и стабильному излучению. Широкий угол обзора 130 градусов делает его подходящим для применений, где важна видимость с неосевых углов.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

10.1 Могу ли я одновременно управлять зеленым и красным светодиодами?

Да, но они должны управляться независимо через соответствующие выводы (1/3 для зеленого, 2/4 для красного). Одновременная работа на максимальном токе превысит общий рейтинг рассеиваемой мощности корпуса, если не управлять этим должным образом. Тепловые расчеты должны учитывать суммарное выделяемое тепло.

10.2 В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?

Пиковая длина волны (λ_P) — это длина волны, на которой спектральное распределение мощности излучаемого света максимально. Доминирующая длина волны (λ_d) — это единственная длина волны, соответствующая воспринимаемому цвету света, как определено диаграммой цветности CIE. Для светодиодов с узким спектром они часто близки, но λ_dболее актуальна для спецификации цвета.

10.3 Как интерпретировать код сортировки в номере детали?

Для LTST-C195GJRKT-5A буквы "GJ" указывают на бин силы света для зеленого и красного чипов соответственно. 'G' соответствует бину зеленого чипа (в данном случае 'J'), а 'J' соответствует бину красного чипа (в данном случае 'K'). См. раздел 3.1 для точных диапазонов мкд для бинов J и K.

11. Пример проектирования и использования

Сценарий: Двухстатусный индикатор питания для портативного устройства.Компактному портативному медицинскому устройству требуется четкий и компактный индикатор состояния батареи: постоянный зеленый для "достаточный заряд", мигающий зеленый для "зарядка" и постоянный красный для "низкий заряд".

Реализация:LTST-C195KGJRKT-5A является идеальным выбором. Вывод GPIO микроконтроллера управляет зеленым светодиодом (выводы 1/3) через токоограничивающий резистор 100 Ом (для ~20 мА при питании ~3.3 В, учитывая V_F~1.9 В). Другой вывод GPIO управляет красным светодиодом (выводы 2/4) через аналогичный резистор. Прошивка управляет мигающими и постоянными состояниями. Эта конструкция использует только один посадочный размер компонента вместо двух, упрощает трассировку и обеспечивает чистый, профессиональный внешний вид.

12. Введение в технологический принцип

Светодиод основан на полупроводниковом материале фосфида алюминия-индия-галлия (AlInGaP). Когда прямое напряжение приложено к p-n переходу, электроны и дырки рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlInGaP определяет энергию запрещенной зоны, которая напрямую определяет длину волны (цвет) излучаемого света. Зеленый чип использует состав для излучения ~571 нм, а красный чип использует другой состав для излучения ~631 нм. "Прозрачная" линза изготовлена из эпоксидной смолы или силикона, прозрачного для этих длин волн, что позволяет видеть истинный цвет чипа без рассеивания или преобразования цвета.

13. Отраслевые тенденции и разработки

Тенденция в SMD индикаторных светодиодах продолжается в направлении повышения эффективности, уменьшения размеров корпусов и увеличения функциональности. Двухцветные и многоцветные светодиоды в одном корпусе становятся все более распространенными для удовлетворения требований миниатюризации и более богатых пользовательских интерфейсов. Также уделяется внимание повышению надежности в жестких условиях, таких как более высокотемпературные профили оплавления, требуемые для бессвинцовой пайки, и устойчивость к влаге и химикатам. Кроме того, интеграция токоограничивающих резисторов или даже драйверных микросхем в корпус светодиода ("умные светодиоды") является развивающейся тенденцией для дальнейшего упрощения проектирования схем и повышения стабильности характеристик.