Техническая спецификация SMD светодиода LTST-C230KRKT - Обратный монтаж - Красный цвет - Прямой ток 20мА - Прямое напряжение 2.4В

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны технические характеристики высокояркого SMD светодиода чипового типа с обратным монтажом. Устройство использует передовой полупроводниковый материал AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия), известный своей высокой световой отдачей и отличной чистотой цвета, особенно в красном спектре. Основной конструктивной особенностью является конфигурация обратного монтажа, что делает его подходящим для применений, где светодиод устанавливается на противоположной стороне печатной платы относительно направления излучения света. Данный корпус соответствует стандартам EIA, разработан для совместимости с автоматическим оборудованием для установки компонентов и сертифицирован для использования в процессах бессвинцовой инфракрасной пайки оплавлением. Поставляется на стандартной 8-мм ленте, намотанной на 7-дюймовые катушки, для эффективности в крупносерийном производстве.

2. Детальный анализ технических характеристик

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Предельные эксплуатационные параметры определяют границы нагрузок, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Эти параметры указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Максимальная непрерывная рассеиваемая мощность составляет 75 мВт. Постоянный прямой ток в нормальных условиях эксплуатации не должен превышать 30 мА. Для импульсного режима допустим пиковый прямой ток 80 мА при строгом скважности 1/10 и длительности импульса 0.1 мс. Устройство выдерживает обратное напряжение до 5 В. Рабочий температурный диапазон составляет от -30°C до +85°C, в то время как диапазон температур хранения немного шире — от -40°C до +85°C. Устройство рассчитано на выживание при инфракрасной пайке оплавлением с пиковой температурой 260°C в течение 10 секунд, что соответствует распространенным профилям бессвинцовой сборки.

2.2 Электрооптические характеристики

Ключевые параметры производительности измеряются при Ta=25°C и прямом токе (IF) 20 мА, что является стандартным условием испытаний. Типичное значение силы света (Iv) составляет 54.0 милликанделы (мкд) с минимальным указанным значением 18.0 мкд. Эта интенсивность измеряется с использованием комбинации сенсора и фильтра, приближенной к кривой спектральной чувствительности (CIE) человеческого глаза. Устройство обладает очень широким углом обзора (2θ1/2) 130 градусов, определяемым как полный угол, при котором сила света падает до половины своего осевого значения. Типичная длина волны пикового излучения (λP) составляет 639 нанометров (нм), в то время как доминирующая длина волны (λd), которая воспринимается как цвет, обычно равна 631 нм. Полуширина спектральной линии (Δλ) составляет 20 нм, что указывает на относительно узкую спектральную полосу, характерную для технологии AlInGaP. Типичное прямое напряжение (VF) составляет 2.4 В с максимумом 2.4 В при 20 мА. Обратный ток (IR) ограничен максимумом 10 мкА при приложении обратного смещения 5 В.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения единообразия яркости между производственными партиями светодиоды сортируются по группам интенсивности. Сортировка основана на силе света, измеренной при 20 мА. Предоставленный список кодов групп включает несколько категорий: Группа M (18.0-28.0 мкд), Группа N (28.0-45.0 мкд), Группа P (45.0-71.0 мкд), Группа Q (71.0-112.0 мкд) и Группа R (112.0-180.0 мкд). Допуск ±15% применяется к интенсивности внутри каждой группы. Эта система позволяет разработчикам выбирать подходящий класс яркости для своего применения, обеспечивая визуальную однородность в продуктах, использующих несколько светодиодов.

4. Анализ кривых производительности

Хотя в спецификации упоминаются конкретные графические кривые (например, Рис.1 для спектрального распределения, Рис.5 для диаграммы направленности), их точки данных не предоставлены в тексте. Как правило, такие кривые иллюстрируют зависимость между прямым током и силой света (показывая почти линейный рост до насыщения), влияние температуры окружающей среды на силу света (показывая снижение с ростом температуры) и детальное распределение спектральной мощности с пиком около 639 нм. Эти кривые имеют решающее значение для понимания поведения устройства в нестандартных условиях эксплуатации и для точного проектирования оптических систем.

5. Механическая и корпусная информация

Устройство соответствует стандартному корпусу EIA. Подробные размеры корпуса приведены на чертежах в спецификации, включая длину, ширину, высоту и размеры контактных площадок, все указаны в миллиметрах с типичным допуском ±0.10 мм. Обозначение "обратный монтаж" критически важно для разводки печатной платы; компонент должен быть правильно ориентирован, чтобы свет излучался через плату. В спецификацию включены рекомендуемые размеры паяльных площадок для обеспечения надежного паяного соединения и правильного выравнивания во время процесса оплавления. Полярность указывается маркировкой на корпусе или конструкцией площадок.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль оплавления припоя

Предоставлен рекомендуемый профиль инфракрасного оплавления для бессвинцовых процессов. Ключевые параметры включают температуру зоны предварительного нагрева между 150°C и 200°C, время предварительного нагрева до 120 секунд максимум, максимальную температуру корпуса не выше 260°C и время выше 260°C, ограниченное максимум 10 секундами. Рекомендуется, чтобы профиль соответствовал стандартам JEDEC и был охарактеризован для конкретной конструкции печатной платы, припойной пасты и печи, используемой в производстве.

6.2 Обращение и хранение

Светодиод чувствителен к электростатическому разряду (ЭСР). Во время обращения обязательны надлежащие меры предосторожности от ЭСР, такие как использование заземленных браслетов и антистатических рабочих мест. Для хранения, если оригинальный влагозащитный пакет с осушителем не вскрыт, устройство должно храниться при температуре ≤30°C и относительной влажности (ОВ) ≤90% и использоваться в течение одного года. После вскрытия пакета условия хранения не должны превышать 30°C и 60% ОВ. Компоненты, подвергавшиеся воздействию окружающих условий более 672 часов (28 дней, MSL 2a), должны быть просушены при температуре около 60°C в течение не менее 20 часов перед пайкой для удаления поглощенной влаги и предотвращения "вспучивания" во время оплавления.

6.3 Очистка

Если очистка после пайки необходима, следует использовать только указанные спиртосодержащие растворители, такие как этиловый или изопропиловый спирт. Светодиод следует погружать при нормальной температуре менее чем на одну минуту. Использование неуказанных или агрессивных химических очистителей может повредить материал корпуса светодиода.

7. Упаковка и информация для заказа

Продукт поставляется в формате ленты на катушке, совместимом с автоматическим сборочным оборудованием. Ширина ленты составляет 8 мм. Катушки имеют диаметр 7 дюймов и обычно содержат 3000 штук на полную катушку. Для количеств менее полной катушки минимальная упаковочная партия для остатков составляет 500 штук. Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA-481. Лента запечатана покровной лентой над пустыми ячейками, а максимально допустимое количество последовательно отсутствующих компонентов в ленте — два.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот светодиод с обратным монтажом идеально подходит для применений подсветки, где требуется малая толщина, например, в мембранных переключателях, индикаторах на передней панели и подсветке ЖК-дисплеев, где светодиод устанавливается на задней стороне печатной платы. Его широкий угол обзора делает его подходящим для общего освещения областей или индикаторов состояния, которые должны быть видны под широким диапазоном углов. Высокая яркость и стабильный красный цвет также делают его применимым в интерьерном освещении автомобилей, индикаторах состояния потребительской электроники и индикаторах промышленного оборудования.

8.2 Соображения при проектировании

Способ управления:Светодиоды являются устройствами с токовым управлением. Для обеспечения постоянной яркости и цвета, а также для предотвращения теплового разгона, они должны управляться источником постоянного тока или через токоограничивающий резистор. Параметры в спецификации основаны на 20 мА; работа при других токах повлияет на интенсивность, напряжение и срок службы.
Тепловой менеджмент:Хотя рассеиваемая мощность мала, поддержание температуры перехода в пределах норм критически важно для долгосрочной надежности. Обеспечьте достаточную площадь меди на печатной плате или тепловые переходные отверстия, если работа ведется при высоких температурах окружающей среды или близко к максимальному току.
Оптическое проектирование:Широкий угол обзора 130 градусов обеспечивает рассеянный световой рисунок. Для более сфокусированного света могут потребоваться внешние линзы или световоды. Конструкция с обратным монтажом требует правильно рассчитанного отверстия в печатной плате или передней панели для выхода света.

9. Техническое сравнение и отличия

По сравнению с традиционными выводными светодиодами или стандартными SMD светодиодами с верхним излучением, ключевым отличием данного устройства является его способность к обратному монтажу, что позволяет уникальной механической интеграции. Использование технологии AlInGaP предлагает преимущества перед старыми светодиодами на основе GaAsP или GaP, включая значительно более высокую световую отдачу (больше светового потока на единицу электрической мощности), лучшую температурную стабильность цвета и выходной мощности, а также превосходную долгосрочную надежность. Сочетание высокой яркости, широкого угла обзора и совместимости с автоматизированными высокотемпературными процессами оплавления делает его современным, экономически эффективным решением для крупносерийных электронных сборок.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Что означает "обратный монтаж"?
О: Это означает, что светодиод предназначен для пайки на печатную плату светоизлучающей поверхностью вниз, к плате. Свет выходит через отверстие в печатной плате или отражается, что позволяет выполнить установку с очень малой высотой.

В: Могу ли я управлять этим светодиодом напрямую от логического выхода 3.3В или 5В?
О: Не напрямую, без последовательного резистора. Типичное прямое напряжение составляет 2.4В при 20мА. Токоограничивающий резистор должен быть рассчитан на основе напряжения питания (Vпит), прямого напряжения светодиода (Vf) и желаемого тока (If): R = (Vпит - Vf) / If. Например, при питании 5В: R = (5В - 2.4В) / 0.020А = 130 Ом (используйте ближайшее стандартное значение).

В: Как интерпретировать код группы?
О: Код группы (например, N, P, Q) на этикетке катушки указывает гарантированный минимальный и максимальный диапазон силы света для светодиодов на этой катушке. Выбор группы с более высоким кодом (как Q или R) обеспечивает более яркие светодиоды, но может стоить дороже.

В: Всегда ли требуется просушка перед пайкой?
О: Просушка требуется, если компоненты подвергались воздействию окружающих условий (вне их сухого пакета) дольше указанного срока хранения на открытом воздухе, который составляет 672 часа (28 дней) для MSL 2a. Это предотвращает растрескивание корпуса из-за влаги во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование тонкой панели индикаторов состояния
Разработчик создает панель управления с несколькими индикаторами состояния. Пространство за передней панелью крайне ограничено. Используя светодиод с обратным монтажом, они могут разместить светодиоды на обратной стороне основной управляющей печатной платы. На печатной плате точно просверлены отверстия в местах расположения каждого индикатора. При сборке свет от светодиода проходит вверх через эти отверстия, подсвечивая полупрозрачные иконки на передней панели. Это устраняет необходимость в отдельных держателях светодиодов или световодах, сокращая количество деталей, время сборки и общую толщину продукта. Разработчик использует микросхему драйвера постоянного тока для питания всех светодиодов, обеспечивая равномерную яркость независимо от небольших вариаций прямого напряжения. Они указывают светодиоды группы P или Q, чтобы гарантировать достаточную яркость даже при рассеивании через иконку панели.

12. Введение в принцип технологии

Светодиод основан на полупроводниковом материале AlInGaP, выращенном на подложке. Когда прямое напряжение прикладывается к P-N переходу, электроны и дырки инжектируются в активную область, где они рекомбинируют. Этот процесс рекомбинации высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав атомов алюминия, индия, галлия и фосфора в кристаллической решетке определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую диктует длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае красный около 631-639 нм. Затем чип инкапсулируется в пластиковый корпус, который служит для защиты полупроводникового кристалла, обеспечивает механическую стабильность и часто включает линзу для формирования диаграммы направленности светового потока, что приводит к широкому углу обзора в 130 градусов.

13. Тенденции развития технологии

Общая тенденция в технологии светодиодов направлена на повышение эффективности (больше люмен на ватт), увеличение плотности мощности, улучшение цветопередачи и повышение надежности. Для индикаторных светодиодов, подобных этому, продолжается миниатюризация при сохранении или увеличении светового потока. Также большое внимание уделяется расширению диапазона доступных цветов и улучшению цветовой однородности (более жесткая сортировка). Достижения в технологии корпусирования направлены на улучшение тепловых характеристик для поддержки более высоких токов управления и на повышение совместимости с суровыми условиями окружающей среды и требовательными процессами сборки, такими как двусторонняя пайка оплавлением.