Техническая спецификация LTST-C235KGKRKT - Двухцветный SMD светодиод с обратным монтажом (зеленый/красный) - 20мА

1. Обзор продукта

В данном документе представлены полные технические характеристики двухцветного поверхностно-монтируемого (SMD) светодиода с обратным монтажом. Компонент объединяет два различных полупроводниковых чипа AlInGaP в одном корпусе, излучающих зеленый и красный свет. Он предназначен для автоматизированных процессов сборки и соответствует экологическим стандартам RoHS.

Основное применение данного светодиода - подсветка, индикаторы состояния и декоративное освещение в условиях ограниченного пространства, когда требуется двухцветная индикация с одного посадочного места компонента. Его конфигурация с обратным монтажом позволяет излучать свет через печатную плату, что обеспечивает инновационные и компактные конструкторские решения.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные характеристики

Устройство не должно эксплуатироваться за пределами этих значений во избежание необратимого повреждения.

• Рассеиваемая мощность (Pd):75 мВт на каждый цвет (зеленый/красный). Определяет максимальную мощность, которую светодиод может рассеять в виде тепла.
• Пиковый прямой ток (I_FP):80 мА (импульсный, скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс). Для кратковременных скачков тока.
• Постоянный прямой ток (I_F):30 мА постоянного тока. Стандартный рабочий ток для надежной долгосрочной работы.
• Обратное напряжение (V_R):5 В. Превышение может вызвать пробой p-n перехода.
• Рабочая температура (T_opr):от -30°C до +85°C. Диапазон температуры окружающей среды для нормальной работы.
• Температура хранения (T_stg):от -40°C до +85°C.
• Температура пайки:Выдерживает 260°C в течение 10 секунд, совместим с бессвинцовыми (Pb-free) процессами пайки оплавлением.

2.2 Электрооптические характеристики при T_a=25°C, I_F=20мА

Эти параметры определяют производительность в типичных рабочих условиях.

• Сила света (I_V):
  • Зеленый: Тип. 35.0 мкд (Мин. 18.0 мкд)
  • Красный: Тип. 45.0 мкд (Мин. 18.0 мкд)
  • Измерено с использованием датчика, отфильтрованного по кривой спектральной чувствительности глаза CIE.
• Угол обзора (2θ_1/2):130 градусов (типично для обоих цветов). Этот широкий угол обеспечивает широкую диаграмму направленности, подходящую для освещения площади.
• 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, полученная из цветовой диаграммы CIE.
• Спектральная ширина (Δλ):
  • Зеленый: 15 нм (типично)
  • Красный: 20 нм (типично)
• Прямое напряжение (V_F):
  • Типичное: 2.0 В для обоих цветов.
  • Максимальное: 2.4 В для обоих цветов.
  • Низкое V_Fспособствует более высокой эффективности.
• Обратный ток (I_R):Максимум 10 мкА при V_R=5В.

Внимание, ЭСР:Светодиод чувствителен к электростатическому разряду (ЭСР). Обязательно правильное обращение с использованием заземленных браслетов, антистатических ковриков и оборудования для предотвращения скрытых или катастрофических отказов.

3. Объяснение системы бинирования

Светодиоды сортируются (бинируются) по ключевым оптическим параметрам для обеспечения однородности в пределах производственной партии.

3.1 Бинирование по силе света

Бины определяются минимальным и максимальным значениями силы света при 20мА. Допуск в пределах каждого бина составляет +/-15%.

• Код M:18.0 – 28.0 мкд
• Код N:28.0 – 45.0 мкд
• Код P:45.0 – 71.0 мкд
• Код Q:71.0 – 112.0 мкд

Это применяется отдельно как к зеленому, так и к красному чипу.

3.2 Бинирование по доминирующей длине волны (только для зеленого в данной спецификации)

Для зеленого излучателя бины обеспечивают постоянство цвета. Допуск составляет +/-1 нм.

• Код C:567.5 – 570.5 нм
• Код D:570.5 – 573.5 нм
• Код E:573.5 – 576.5 нм

4. Анализ характеристических кривых

Хотя конкретные графики приведены в спецификации (например, Рис.1, Рис.6), их значение критически важно для проектирования.

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока:Световой выход приблизительно линейно зависит от тока вплоть до максимального номинального постоянного тока. Работа выше I_Fувеличивает выход, но снижает эффективность и срок службы из-за нагрева.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Проявляет стандартную экспоненциальную зависимость диода. Типичное V_F2.0В при 20мА является ключевым параметром для проектирования драйвера (например, расчета токоограничивающего резистора).
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Для светодиодов AlInGaP световой выход обычно уменьшается с ростом температуры. Это снижение номинальных характеристик должно учитываться для приложений, работающих при высоких температурах окружающей среды.
• Спектральное распределение:Графики показывают узкие пики излучения, характерные для технологии AlInGaP, с центром около 574нм (зеленый) и 639нм (красный). Ширина полосы 15-20нм указывает на хорошую чистоту цвета.
• Диаграмма направленности:Угол обзора 130 градусов с распределением, близким к ламбертовскому, обеспечивает равномерную яркость на широкой площади при наблюдении вне оси.

5. Механическая информация и информация об упаковке

5.1 Габаритные размеры корпуса и назначение выводов

Светодиод соответствует отраслевому стандарту SMD корпуса (стандарт EIA). Ключевые размерные допуски составляют ±0.10мм.

• Назначение выводов:
  • Выводы 1 & 2: Анод/Катод дляЗеленого chip.
  • Выводы 3 & 4: Анод/Катод дляКрасного chip.
• Линза:Прозрачная. Это обеспечивает максимально возможный угол обзора и не окрашивает излучаемый свет.

5.2 Рекомендуемая контактная площадка для пайки

Предоставлена схема контактной площадки для обеспечения правильного формирования паяного соединения, надежного электрического контакта и механической стабильности во время оплавления. Соблюдение этой схемы предотвращает "эффект надгробия" и обеспечивает правильное выравнивание.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением

Предложен рекомендуемый профиль инфракрасной (ИК) пайки оплавлением, соответствующий стандартам JEDEC для бессвинцовой сборки.

• Предварительный нагрев:150-200°C до 120 секунд для медленного повышения температуры и активации флюса.
• Пиковая температура:Максимум 260°C.
• Время выше температуры ликвидуса:Профиль обеспечивает, что припой находится в расплавленном состоянии в течение правильного времени для формирования надежных соединений без термического повреждения корпуса светодиода. Компонент выдерживает 260°C в течение 10 секунд.

Примечание:Оптимальный профиль зависит от конкретной конструкции печатной платы, паяльной пасты и печи. Рекомендуется характеризация на уровне платы.

6.2 Ручная пайка

При необходимости возможна ручная пайка со строгими ограничениями:

• Температура паяльника:Макс. 300°C.
• Время контакта:Макс. 3 секунды на соединение.
• Попытки:Только один раз. Повторный нагрев может повредить корпус или проволочные соединения.

6.3 Очистка

Следует использовать только указанные очистители:

• Рекомендуется:Этиловый или изопропиловый спирт при комнатной температуре.
• Время погружения:Менее одной минуты.
• Избегать:Неуказанных химических растворителей, которые могут повредить эпоксидную линзу или корпус.

6.4 Хранение и обращение

• Запечатанный пакет (с осушителем):Хранить при ≤30°C и ≤90% относительной влажности. Использовать в течение одного года после вскрытия пакета.
• После вскрытия пакета:Хранить при ≤30°C и ≤60% относительной влажности. Для наилучших результатов завершить пайку оплавлением в течение одной недели.
• Длительное хранение (вскрытое):Хранить в герметичном контейнере с осушителем или в азотном эксикаторе.
• Прогрев (сушка):Если хранилось вне оригинального пакета более недели, прогреть при 60°C не менее 20 часов перед пайкой для удаления влаги и предотвращения "эффекта попкорна" во время оплавления.

7. Информация об упаковке и заказе

7.1 Спецификации на ленте и в катушке

Устройство поставляется для автоматизированной сборки методом "pick-and-place".

• Ширина несущей ленты:8 мм.
• Диаметр катушки:7 дюймов.
• Количество на катушке:3000 штук.
• Минимальный объем заказа (MOQ):500 штук для остаточных количеств.
• Герметизация ячеек:Верхняя покровная лента герметизирует пустые ячейки.
• Отсутствующие компоненты:Допускается максимум два последовательно отсутствующих компонента в соответствии с отраслевыми стандартами (ANSI/EIA 481-1-A-1994).

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Потребительская электроника:Двухстатусные индикаторы на маршрутизаторах, зарядных устройствах или аудиооборудовании (например, зеленый для питания/готовности, красный для зарядки/ошибки).
• Автомобильное интерьерное освещение:Маломощная акцентная или индикаторная подсветка, использующая широкий угол обзора.
• Панели промышленного управления:Многостатусные индикаторы состояния оборудования.
• Портативные устройства:Устройства с ограниченным пространством, требующие двухцветной обратной связи.
• Приложения с обратным монтажом:Подсветка панелей или логотипов, где светодиод монтируется на обратной стороне печатной платы, а свет направляется через отверстие или полупрозрачный материал.

8.2 Особенности проектирования

• Управление током:Всегда используйте драйвер постоянного тока или токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым чипом светодиода. Рассчитайте значение резистора по формуле R = (V_{питания}- V_F) / I_F.
• Тепловой менеджмент:Хотя рассеиваемая мощность мала, убедитесь, что печатная плата обеспечивает адекватный теплоотвод, особенно при работе на максимальном токе или близком к нему, для поддержания срока службы светодиода и стабильности цвета.
• Защита от ЭСР:Включите защитные диоды от ЭСР на сигнальных линиях, подключенных к анодам светодиодов, если они подвержены воздействию пользовательских интерфейсов.
• Смешивание цветов:Путем независимого управления током каждого чипа можно создавать промежуточные цвета (например, желтый, оранжевый) посредством аддитивного смешения цветов.

9. Техническое сравнение и отличия

Данное устройство предлагает конкретные преимущества в своей нише:

• По сравнению с одноцветными светодиодами:Уменьшает количество компонентов, занимаемую площадь на плате и стоимость сборки, предоставляя два цвета в одном корпусе.
• По сравнению с RGB светодиодами:Предлагает более простое и часто более экономичное решение, когда требуются только зеленый и красный цвета, без сложностей синего чипа и люминофора или трех отдельных драйверов.
• Возможность обратного монтажа:Ключевое отличие, позволяющее уникальные оптические конструкции, невозможные со стандартными светодиодами с верхним излучением.
• Технология AlInGaP:Обеспечивает высокую эффективность и отличную чистоту цвета (узкий спектр) для зеленого и красного по сравнению со старыми технологиями.
• Широкий угол обзора (130°):Обеспечивает лучшую видимость вне оси, чем светодиоды с более узким углом обзора, идеально подходит для панельных индикаторов.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: Могу ли я одновременно питать зеленый и красный чипы током по 30мА каждый?

О1: Нет. Абсолютная максимальная рассеиваемая мощность составляет 75 мВтна чип. При 30мА и типичном V_F2.0В, мощность на чип составляет 60 мВт (P=IV). Одновременная работа обоих на полном токе приводит к общему рассеиванию 120 мВт, что может превысить способность корпуса рассеивать тепло, особенно при высоких температурах окружающей среды. Для одновременного использования двух цветов рекомендуется снижение номинальных характеристик или импульсный режим работы.

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

О2: Пиковая длина волны (λ_P) - это физическая длина волны, на которой спектральная мощность излучения максимальна. Доминирующая длина волны (λ_d) - это расчетное значение из цветовой диаграммы CIE, которое представляет собой единственныйвоспринимаемыйцвет света. Для монохроматических светодиодов, подобных этим, они очень близки, но λ_dболее актуальна для спецификации цвета.

В3: Как интерпретировать коды бинов при заказе?

О3: Укажите требуемые коды бинов для силы света (например, Код N) и доминирующей длины волны (например, Код D для зеленого), чтобы гарантировать получение светодиодов с постоянной яркостью и цветом. Если не указано, вы можете получить любой бин в пределах диапазона продукта.

В4: Требуется ли радиатор?

О4: Для непрерывной работы на максимальном постоянном токе (30мА) в условиях высокой температуры окружающей среды важен тепловой менеджмент через печатную плату (медные полигоны, тепловые переходные отверстия). Отдельный радиатор, как правило, не требуется для этого маломощного SMD устройства, если печатная плата спроектирована соответствующим образом.

11. Пример внедрения в проект

Сценарий:Проектирование компактного узла IoT-датчика с многостатусным индикатором.

Задача:Ограниченное пространство на печатной плате, необходимость четких состояний "Питание/Сеть/Ошибка".

Решение:Использовать двухцветный светодиод.

Реализация:

• Только зеленый (20мА): Устройство включено и работает нормально.
• Только красный (20мА): Аварийное состояние (например, неисправность датчика).
• Зеленый и красный одновременно (например, по 10мА каждый для соблюдения тепловых ограничений): Активность сети/режим мигания.

Этот единственный компонент обеспечивает три различных визуальных состояния, экономя место и упрощая спецификацию материалов по сравнению с использованием двух отдельных светодиодов.

12. Введение в технологический принцип

Данный светодиод использует полупроводниковый материал Алюминий-Индий-Галлий-Фосфид (AlInGaP) для обоих светоизлучающих чипов. AlInGaP является полупроводником с прямой запрещенной зоной, где рекомбинация электрон-дырочных пар высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретная длина волны света (цвет) определяется энергией запрещенной зоны материала, которая формируется путем точного контроля соотношений Алюминия, Индия, Галлия и Фосфора во время роста кристалла. Зеленый чип имеет более широкую запрещенную зону (~2.16 эВ для 574нм), чем красный чип (~1.94 эВ для 639нм). Чипы соединены проволочными перемычками внутри отражающего эпоксидного корпуса с прозрачной линзой, формирующей световой поток. Конструкция с обратным монтажом означает, что основная светоизлучающая поверхность чипа ориентирована в сторону печатной платы, что требует наличия переходного отверстия или апертуры в плате для выхода света.

13. Технологические тренды

Развитие SMD светодиодов, подобных этому, следует нескольким отраслевым трендам:

• Миниатюризация и интеграция:Объединение нескольких функций (два цвета) в один корпус экономит место на плате, что является постоянным драйвером в электронике.
• Повышение эффективности:Постоянные улучшения в эпитаксиальном росте AlInGaP и конструкции чипов приводят к более высокой световой отдаче (больше светового потока на ватт электроэнергии).
• Повышенная надежность для автоматизации:Корпуса разработаны для выдерживания более высоких температур оплавления (для бессвинцовой пайки) и механических нагрузок при обращении на ленте и в катушке, а также при установке.
• Расширенный цветовой охват:Хотя данный светодиод использует дискретные зеленый и красный цвета, наблюдается тенденция к многокристальным корпусам (RGB, RGBW) и усовершенствованным светодиодам с люминофорным преобразованием для достижения более широкого диапазона цветов и более высоких индексов цветопередачи для осветительных приложений.
• Улучшенные тепловые характеристики:Новые материалы корпусов и конструкции лучше управляют теплом, позволяя использовать более высокие рабочие токи и получать больший световой поток с малой занимаемой площади.