Техническая спецификация LTST-C19MGEBK-RR - Полноцветный RGB SMD светодиод - Высота 0.5мм - Ток 20-30мА

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны спецификации для LTST-C19MGEBK-RR, поверхностно монтируемого (SMD) светодиода. Этот компонент относится к семейству миниатюрных светодиодов, специально разработанных для автоматизированных процессов сборки печатных плат (PCB) и применений, где критически важен ограниченный объем. Устройство объединяет три различных светодиодных чипа в одном компактном корпусе, что позволяет излучать красный, зеленый и синий свет. Эта полноцветная возможность делает его подходящим для широкого спектра современного электронного оборудования.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основные преимущества этого светодиода включают исключительно малую толщину, высокую яркость и соответствие экологическим и производственным стандартам. Его конструкция ориентирована на совместимость с высокопроизводительными автоматизированными производственными средами.

• Целевые области применения:Светодиод хорошо подходит для устройств телекоммуникаций (беспроводные и сотовые телефоны), портативных компьютеров (ноутбуки), оборудования сетевых систем, различных бытовых приборов, а также для внутренней световой сигнализации или дисплейных приложений.
• Ключевые особенности:Устройство соответствует директиве об ограничении использования опасных веществ (RoHS). Имеет сверхтонкую высоту корпуса 0.5 мм. Использует высокопроизводительные сверхъяркие полупроводниковые чипы InGaN (для зеленого и синего) и AlInGaP (для красного). Поставляется упакованным в 8-мм ленту на катушках диаметром 7 дюймов, что соответствует стандартной упаковке EIA для автоматизированной обработки.
• Совместимость с производством:Компонент разработан для совместимости с интегральными схемами (совместим с ИС) и стандартным автоматическим оборудованием для установки. Он выдерживает процессы пайки оплавлением в ИК-печи, что является стандартом для сборки поверхностного монтажа.

2. Технические параметры: Подробная объективная интерпретация

Рабочие характеристики светодиода определены при конкретных условиях окружающей среды и электрических испытаний, в основном при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Понимание этих параметров имеет решающее значение для надежного проектирования схем.

2.1 Абсолютные максимальные режимы эксплуатации

Эти режимы определяют пределы, за которыми может произойти необратимое повреждение устройства. Работа на этих пределах или за ними не гарантируется и должна быть исключена при проектировании.

• Рассеиваемая мощность (Pd):76 мВт для зеленого и синего чипов; 75 мВт для красного чипа. Это максимальная мощность, которую светодиод может рассеивать в виде тепла.
• Пиковый прямой ток (I_FP):100 мА для зеленого/синего, 80 мА для красного, при скважности 1/10 и длительности импульса 0.1 мс. Этот режим предназначен для импульсной работы, а не для постоянного тока.
• Постоянный прямой ток (I_F):Максимальный непрерывный ток: 20 мА для зеленого и синего чипов; 30 мА для красного чипа.
• Температурные диапазоны:Эксплуатации: от -20°C до +80°C; Хранения: от -30°C до +85°C.
• Условия пайки:Выдерживает пайку оплавлением в ИК-печи с пиковой температурой 260°C в течение 10 секунд, что типично для бессвинцовых (Pb-free) процессов пайки.

2.2 Электрооптические характеристики

Это типичные значения производительности, измеренные в указанных условиях испытаний. Конструкторы должны использовать их в качестве ориентира, отмечая минимальные и максимальные пределы.

• Световой поток (I_V):Измеряется в милликанделах (мкд). Минимальное значение составляет 180 мкд, испытания проводятся при разных прямых токах для каждого цвета: Зеленый при 2мА, Красный при 4.8мА, Синий при 3мА. Максимум - 450 мкд. Интенсивность измеряется с использованием датчика и фильтра, аппроксимирующего стандартную кривую чувствительности глаза CIE.
• Угол обзора (2θ_1/2):Типичный полный угол обзора составляет 120 градусов, что указывает на широкоугольную диаграмму направленности излучения.
• Параметры длины волны:
  • Пиковая длина волны излучения (λ_P):Типичные значения: 518 нм (Зеленый), 632 нм (Красный) и 468 нм (Синий). Это длина волны, на которой спектральная мощность излучения максимальна.
  • Доминирующая длина волны (λ_d):Типичные значения: 525 нм (Зеленый), 624 нм (Красный) и 470 нм (Синий). Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, которая определяет цвет.
  • Полуширина спектральной линии (Δλ):Типичные значения: 35 нм (Зеленый), 20 нм (Красный) и 25 нм (Синий). Это указывает на спектральную чистоту или ширину полосы излучаемого света.
• Прямое напряжение (V_F):Падение напряжения на светодиоде при работе на его испытательном токе. Диапазоны: Зеленый: мин. 2.20В, макс. 3.00В; Красный: мин. 1.70В, макс. 2.40В; Синий: мин. 2.20В, макс. 3.00В.
• Обратный ток (I_R):Максимальный ток утечки 50 мкА (Зеленый/Синий) и 10 мкА (Красный) при приложении обратного напряжения (V_R) 5В. Устройство не предназначено для работы в обратном направлении; этот параметр предназначен только для целей испытаний.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по корзинам на основе измеренных характеристик. LTST-C19MGEBK-RR использует два основных критерия сортировки.

3.1 Ранг светового потока (I_V)

Светодиоды классифицируются на основе измеренного светового потока при стандартных испытательных токах. Коды корзин и их диапазоны:

• S1:180 мкд (Мин.) до 225 мкд (Макс.)
• S2:225 мкд до 285 мкд
• T1:285 мкд до 355 мкд
• T2:355 мкд до 450 мкд

К каждому рангу светового потока применяется допуск +/-15%.

3.2 Ранг оттенка (цвета)

Это более сложная система сортировки, основанная на координатах цветности CIE 1931 (x, y), которые научно определяют цветовые точки. В спецификации приведена подробная сетка кодов корзин (A, B, C, D и их подварианты A1, B1 и т.д.) с конкретными границами координат, образующими четырехугольники на диаграмме цветности. Это позволяет точно выбирать светодиоды с практически идентичным цветовым выходом. К координатам (x, y) каждой цветовой корзины применяется допуск +/-0.01. Доминирующая длина волны (λ_d) выводится из этих координат.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в спецификации приведены ссылки на конкретные графические кривые (например, Рис.1, Рис.5), их типичные характеристики можно описать на основе предоставленной технологии и параметров.

4.1 Прямой ток vs. Прямое напряжение (I-V кривая)

Зависимость I-V для светодиодов нелинейна и экспоненциальна. Значения прямого напряжения (V_F), приведенные в спецификациях, являются снимками при определенных испытательных токах. На практике V_Fбудет увеличиваться с увеличением I_Fи также зависит от температуры. Разные диапазоны V_Fдля красного (~1.7-2.4В) по сравнению с зеленым/синим (~2.2-3.0В) требуют тщательного проектирования схем ограничения тока, особенно в многоцветных приложениях.

4.2 Световой поток vs. Прямой ток

Световой выход (I_V) обычно пропорционален прямому току (I_F) в рабочем диапазоне. Однако эффективность может снижаться при очень высоких токах из-за увеличения тепловыделения. В спецификации указаны разные испытательные токи для каждого цвета для достижения сопоставимых уровней яркости, что отражает разную эффективность технологий чипов InGaN и AlInGaP.

4.3 Температурные характеристики

Рабочие характеристики светодиода чувствительны к температуре. Световой поток обычно уменьшается с увеличением температуры перехода. Указанный рабочий температурный диапазон от -20°C до +80°C определяет условия окружающей среды, при которых устройство будет соответствовать опубликованным спецификациям. Правильное управление тепловым режимом на печатной плате необходимо для поддержания производительности и долговечности, особенно учитывая малую толщину устройства, которая может ограничивать тепловую массу.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса и назначение выводов

Светодиод поставляется в стандартном SMD-корпусе. Линза прозрачная. Внутренние цвета источников и соответствующие им назначения выводов: InGaN Зеленый на выводах 1 и 4; AlInGaP Красный на выводах 2 и 5; InGaN Синий на выводах 3 и 6. Все размеры указаны в миллиметрах с типичным допуском ±0.1 мм, если не указано иное. Сверхтонкая высота 0.5 мм является ключевой механической особенностью.

5.2 Рекомендуемая контактная площадка на печатной плате

В спецификацию включена диаграмма, показывающая рекомендуемую разводку медных контактных площадок на печатной плате для пайки светодиода. Соблюдение этого посадочного места имеет решающее значение для получения надежных паяных соединений, правильного выравнивания и эффективного отвода тепла во время процесса оплавления и эксплуатации.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Условия пайки оплавлением в ИК-печи

Для бессвинцовых (Pb-free) процессов пайки предоставлен рекомендуемый профиль оплавления с пиковой температурой 260°C, выдерживаемой в течение 10 секунд. Это стандартный профиль для многих SMD-компонентов и гарантирует, что корпус светодиода не будет поврежден чрезмерным нагревом.

6.2 Очистка

Если необходима очистка после пайки, следует использовать только указанные химические вещества. В спецификации рекомендуется погружать светодиод в этиловый или изопропиловый спирт при нормальной температуре менее чем на одну минуту. Неуказанные химические вещества могут повредить материал корпуса.

6.3 Меры предосторожности от электростатического разряда (ESD)

Светодиодные чипы чувствительны к статическому электричеству и скачкам напряжения. Настоятельно рекомендуется использовать надлежащие средства защиты от ESD при обращении с этими устройствами: антистатические браслеты, перчатки и обеспечение надлежащего заземления всего оборудования и машин.

6.4 Условия хранения

Запечатанная упаковка:Светодиоды должны храниться при температуре 30°C или ниже и относительной влажности (RH) 90% или ниже. При упаковке в влагозащитный пакет с осушителем их следует использовать в течение одного года.
Вскрытая упаковка:Условия хранения не должны превышать 30°C или 60% RH. Компоненты, извлеченные из оригинальной упаковки, должны пройти пайку оплавлением в ИК-печи в течение одной недели (Уровень чувствительности к влаге 3, MSL 3). Для более длительного хранения вне оригинального пакета их следует хранить в герметичном контейнере с осушителем или в азотной среде.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации на ленту и катушку

Светодиоды поставляются в стандартной промышленной тисненой транспортной ленте шириной 8 мм, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). Каждая полная катушка содержит 4000 штук. Лента имеет покровную ленту для герметизации карманов с компонентами. Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA-481. Для остаточных количеств минимальная упаковочная партия составляет 500 штук.

8. Рекомендации по применению и соображения при проектировании

8.1 Типичные сценарии применения

• Подсветка клавиатуры/клавиатурной панели:Его малая толщина и возможность RGB делают его идеальным для подсветки клавиш на портативных устройствах, потенциально с эффектами смены цвета.
• Индикаторы состояния:Может предоставлять многоцветную информацию о состоянии (например, красный для ошибки, зеленый для готовности, синий для активности) в одном компоненте.
• Микродисплеи и световые символы:Подходит для небольших цветных информационных дисплеев или подсветки символов на панелях управления.

8.2 Соображения при проектировании

• Управление током:Используйте драйверы постоянного тока или соответствующие токоограничивающие резисторы для каждого цветового канала независимо из-за их разных V_Fи I_F characteristics.
• Тепловое управление:Убедитесь, что конструкция печатной платы позволяет отводить тепло от контактной площадки светодиода, особенно если он работает на максимальном токе или близко к нему.
• Оптическое проектирование:Угол обзора 120 градусов обеспечивает широкое излучение. Рассмотрите использование рассеивателей или световодов, если требуется более равномерный или направленный выход.
• Сортировка для постоянства:Для приложений, требующих одинакового цвета и яркости на нескольких устройствах, укажите требуемые коды корзин I_Vи оттенка при закупке.

9. Техническое сравнение и дифференциация

LTST-C19MGEBK-RR отличается в первую очередь своейсверхтонкой высотой 0.5 мм, что является преимуществом для все более тонкой потребительской электроники. Интеграциятрех высокопроизводительных чипов (InGaN для З/С, AlInGaP для К)в одном корпусе обеспечивает превосходную яркость и цветовой охват по сравнению со старыми белыми светодиодами на основе люминофора или менее эффективными технологиями чипов. Его полное соответствиеавтоматизированным процессам сборки (лента-и-катушка, ИК оплавление)делает его экономически эффективным выбором для крупносерийного производства, отличая его от светодиодов, требующих ручной пайки.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я управлять всеми тремя цветами (RGB) от одного источника постоянного тока?
О: Нет. Диапазоны прямого напряжения (V_F) значительно различаются между красным чипом и зеленым/синим чипами. Они должны управляться отдельными схемами с регулировкой тока или иметь индивидуально рассчитанные токоограничивающие резисторы.

В: В чем разница между пиковой длиной волны и доминирующей длиной волны?
О: Пиковая длина волны (λ_P) - это физический пик спектра света, излучаемого светодиодом. Доминирующая длина волны (λ_d) - это воспринимаемая единственная длина волны, которую человеческий глаз ассоциирует с цветом. λ_dболее актуальна для спецификации цвета в дисплеях и освещении.

В: MSL имеет рейтинг 3. Что это значит для моего производственного процесса?
О: Уровень чувствительности к влаге 3 означает, что корпус может подвергаться воздействию условий производственного цеха (≤30°C/60% RH) до 168 часов (7 дней), прежде чем его необходимо будет припаять. Если этот срок превышен, детали, возможно, потребуется прогреть для удаления поглощенной влаги перед оплавлением, чтобы предотвратить повреждение типа "попкорн".

11. Практический пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование многоцветного индикатора состояния для портативного IoT-устройства.
Конструкция требует одного крошечного компонента для отображения статуса сети (синий: подключение, зеленый: подключено, красный: ошибка) и статуса батареи (зеленый: высокий, красный: низкий). LTST-C19MGEBK-RR выбран за свою тонкость и возможность RGB. Конструктор:
1. Размещает на печатной плате, используя рекомендуемое посадочное место.
2. Проектирует три отдельные схемы переключения на низковольтных MOSFET, каждая с последовательным резистором, рассчитанным для конкретного диапазона V_Fцелевого цвета (Красный, Зеленый, Синий) для достижения желаемого тока (например, 15мА для хорошей яркости при низкой мощности).
3. Убеждается, что выводы GPIO микроконтроллера могут потреблять требуемый ток.
4. Указывает узкую цветовую корзину (например, B1 для зеленого) при заказе, чтобы обеспечить постоянство зеленого цвета "подключено" во всех производственных единицах.
5. Планирует процесс сборки, чтобы обеспечить использование катушки в течение срока MSL 3 после вскрытия.

12. Введение в принцип работы

Излучение света в светодиодах основано на электролюминесценции в полупроводниковых материалах. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу чипа, электроны и дырки рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретная длина волны (цвет) света определяется шириной запрещенной зоны полупроводникового материала. Это устройство использует:
- Нитрид индия-галлия (InGaN):Соединенный полупроводник, ширина запрещенной зоны которого может быть настроена путем регулировки содержания индия. Здесь он используется для получения зеленого и синего света.
- Фосфид алюминия-индия-галлия (AlInGaP):Еще один соединенный полупроводник, отлично подходящий для получения высокоэффективного красного и янтарного света. Прозрачная линза позволяет непосредственно видеть собственный цвет чипа без преобразования цвета.

13. Тенденции развития

Эволюция SMD светодиодов, подобных этому, следует нескольким четким отраслевым тенденциям:Миниатюризация(более тонкие, меньшие посадочные места) для создания более изящных конечных продуктов.Повышение эффективности(более высокая световая отдача на мА) для снижения энергопотребления в устройствах с батарейным питанием.Улучшение цветопередачи и охватаблагодаря передовым материалам чипов, таким как InGaN и AlInGaP, для более ярких и точных дисплеев.Повышение надежности и стандартизациядля беспрепятственной интеграции в полностью автоматизированные высокоскоростные сборочные линии, что подтверждается подробной сортировкой, спецификациями на ленту-и-катушку и профилями оплавления, приведенными в этой спецификации.