Техническая документация на SMD светодиод LTST-S270KGKT - Бокового свечения - Зеленый (574 нм) - 2.4 В - 75 мВт

1. Обзор продукта

LTST-S270KGKT — это высокояркий SMD (Surface Mount Device) светодиод бокового свечения, использующий технологию чипа AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия). Этот компонент предназначен для применений, требующих широкого угла обзора и надежной работы в процессах автоматизированной сборки. Его основная функция — служить компактным и эффективным источником света для индикации.

Ключевые преимущества:Основные преимущества данного светодиода включают сверхъяркий выходной сигнал благодаря материалу AlInGaP, совместимость со стандартными процессами пайки оплавлением в инфракрасном диапазоне и упаковку на 8-миллиметровой ленте для высокообъемной автоматизированной сборки методом "pick-and-place". Он также классифицируется как "зеленый" продукт, соответствующий стандарту RoHS (Ограничение использования опасных веществ).

Целевой рынок:Данный светодиод подходит для широкого спектра электронного оборудования, включая устройства офисной автоматизации, средства связи и различные бытовые приборы, где требуется надежная индикация состояния.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа в таких условиях не гарантируется.

• Рассеиваемая мощность (Pd):75 мВт. Это максимальное количество мощности, которое корпус светодиода может рассеять в виде тепла, не превышая его тепловых пределов.
• Постоянный прямой ток (IF):30 мА. Максимальный постоянный прямой ток, который можно приложить.
• Пиковый прямой ток:80 мА (в импульсном режиме: скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс). Это позволяет использовать кратковременные импульсы более высокого тока для таких применений, как мультиплексирование.
• Обратное напряжение (VR):5 В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать пробой.
• Диапазон рабочих температур:от -30°C до +85°C. Диапазон температуры окружающей среды для надежной работы.
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +85°C.
• Условия инфракрасной пайки:Выдерживает 260°C в течение 10 секунд, что типично для бессвинцовых (Pb-free) процессов оплавления.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измеряются при стандартных условиях испытаний Ta=25°C и IF=20мА, если не указано иное.

• Сила света (Iv):Диапазон от 18.0 мкд (минимум) до 71.0 мкд (максимум), с указанием типичного значения. Это измеряет воспринимаемую человеческим глазом яркость.
• Угол обзора (2θ1/2):130 градусов. Этот широкий угол указывает на то, что светодиод излучает свет в широкой области, что делает его подходящим для применений с боковым обзором.
• Пиковая длина волны излучения (λP):574 нм. Длина волны, на которой выходная оптическая мощность максимальна.
• Доминирующая длина волны (λd):571 нм. Это единственная длина волны, которая наилучшим образом представляет воспринимаемый цвет светодиода, полученный из диаграммы цветности CIE.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):15 нм. Это указывает на спектральную чистоту или разброс излучаемых длин волн вокруг пика.
• Прямое напряжение (VF):Обычно 2.4В, с диапазоном от 2.0В до 2.8В при 20мА. Это падение напряжения на светодиоде, когда он проводит ток.
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при VR=5В. Небольшой ток утечки при обратном смещении светодиода.

3. Объяснение системы бинов

Светодиод сортируется по бинам на основе ключевых параметров для обеспечения стабильности в производственных партиях. Конструкторы должны указывать требуемые коды бинов при заказе для согласования цвета и яркости.

3.1 Бининг по прямому напряжению

Бининг при 20мА. Допуск для каждого бина составляет ±0.1В.
Коды бинов: 4 (1.90-2.00В), 5 (2.00-2.10В), 6 (2.10-2.20В), 7 (2.20-2.30В), 8 (2.30-2.40В).

3.2 Бининг по силе света

Бининг при 20мА. Допуск для каждого бина составляет ±15%.
Коды бинов: M (18.0-28.0 мкд), N (28.0-45.0 мкд), P (45.0-71.0 мкд).

3.3 Бининг по доминирующей длине волны

Бининг при 20мА. Допуск для каждого бина составляет ±1 нм.
Коды бинов: C (567.5-570.5 нм), D (570.5-573.5 нм), E (573.5-576.5 нм).

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в спецификации ссылаются на конкретные графические кривые (например, Рис.1 для спектрального распределения, Рис.6 для угла обзора), данные подразумевают стандартное поведение светодиода.

• Вольт-амперная характеристика (ВАХ):Прямое напряжение (VF) увеличивается с ростом прямого тока (IF), следуя типичной экспоненциальной зависимости диода. Указанное VF @ 20мА является ключевой точкой для проектирования.
• Температурные характеристики:Сила света, как правило, уменьшается с ростом температуры перехода. Широкий диапазон рабочих температур (от -30°C до +85°C) указывает на стабильную работу в различных условиях, хотя может потребоваться снижение номинальных параметров при высоких температурах.
• Спектральное распределение:Пик на 574нм с полушириной 15нм определяет зеленый цвет. Доминирующая длина волны (571нм) является ключевым параметром для спецификации цвета при проектировании.

5. Механическая и упаковочная информация

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод соответствует стандартному контуру корпуса EIA для светодиодов бокового свечения. Все размеры указаны в миллиметрах с общим допуском ±0.10 мм, если не указано иное. Подробные чертежи размеров приведены в спецификации для проектирования посадочного места на печатной плате (ПП).

5.2 Конструкция контактных площадок и полярность

В спецификацию включены рекомендуемые размеры паяльных площадок и ориентация. Правильная полярность имеет решающее значение; у светодиода есть анод и катод, которые должны быть совмещены с посадочным местом на ПП. Конструкция корпуса совместима с автоматическим оборудованием для установки компонентов.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Параметры пайки оплавлением

Предоставлен рекомендуемый профиль ИК-оплавления для бессвинцового процесса, соответствующий стандартам JEDEC.

• Предварительный нагрев:150-200°C.
• Время предварительного нагрева:Максимум 120 секунд.
• Пиковая температура:Максимум 260°C.
• Время выше температуры ликвидуса:Максимум 10 секунд (рекомендуется не более двух циклов оплавления).

Примечание:Оптимальный профиль зависит от конкретной конструкции ПП, паяльной пасты и печи. Предоставленный профиль служит общей целью.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка:

• Температура паяльника:Максимум 300°C.
• Время пайки:Максимум 3 секунды на одну площадку (только один раз).

6.3 Условия хранения

• Герметичная упаковка:Хранить при температуре ≤30°C и влажности ≤90%. Использовать в течение одного года, если влагозащитный пакет с осушителем не вскрыт.
• Вскрытая упаковка:Хранить при температуре ≤30°C и влажности ≤60%. Использовать в течение одной недели для оплавления. Для более длительного хранения использовать герметичный контейнер с осушителем или азотный эксикатор. Светодиоды, хранящиеся вне упаковки более 1 недели, перед пайкой должны быть прогреты при ~60°C в течение ≥20 часов.

6.4 Очистка

Использовать только указанные чистящие средства. При необходимости очистки погружать в этиловый или изопропиловый спирт при комнатной температуре менее чем на одну минуту. Не использовать неуказанные химические вещества.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации ленты и катушки

• Упакован в 8-миллиметровую тисненую несущую ленту.
• Поставляется на катушках диаметром 7 дюймов (178 мм).
• Количество на катушке:4000 штук.
• Минимальный объем заказа (MOQ):500 штук для остаточных количеств.
• Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA-481.
• Пустые ячейки запечатаны покровной лентой.
• Допускается не более двух последовательно отсутствующих компонентов на катушке.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот светодиод бокового свечения идеально подходит для применений, где свет должен быть виден с края устройства, например:

• Индикаторы состояния на тонкой потребительской электронике (телефоны, планшеты, ноутбуки).
• Подсветка для боково-освещаемых панелей или символов.
• Индикаторы уровня на аудиооборудовании или измерительных приборах.
• Светодиодные индикаторы общего назначения в приборах и офисном оборудовании.

8.2 Вопросы проектирования

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный токоограничивающий резистор. Рассчитывайте на основе напряжения питания (Vs), прямого напряжения светодиода (VF из выбранного бина) и желаемого прямого тока (IF, не превышающего 30мА постоянного тока). Формула: R = (Vs - VF) / IF.
• Защита от ЭСР:Светодиоды чувствительны к электростатическому разряду (ЭСР). Обращайтесь с ними с соответствующими мерами предосторожности (браслеты, заземленные рабочие места).
• Тепловой режим:Убедитесь, что разводка печатной платы позволяет рассеивать тепло, особенно при работе, близкой к максимальному току, или в условиях высокой температуры окружающей среды.
• Оптическое проектирование:Угол обзора 130 градусов обеспечивает широкую видимость. Учитывайте это при механическом проектировании световодов или апертур.

9. Техническое сравнение и отличия

LTST-S270KGKT отличается своим материалом и корпусом:

• AlInGaP по сравнению с другими технологиями:По сравнению с традиционными зелеными светодиодами на основе GaP (фосфида галлия), AlInGaP обеспечивает значительно более высокую световую отдачу и яркость.
• Корпус бокового свечения:В отличие от светодиодов с верхним излучением, этот корпус специально разработан для излучения света сбоку, что экономит вертикальное пространство на ПП и позволяет создавать уникальные эстетические и функциональные конструкции.
• Совместимость с оплавлением:Его способность выдерживать стандартные профили SMT-оплавления делает его пригодным для современных высокообъемных производственных линий наряду с другими компонентами.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Какое значение резистора мне использовать при питании 5В?
О: Используя типичное VF=2.4В и целевой IF=20мА: R = (5В - 2.4В) / 0.02А = 130 Ом. Используйте ближайшее стандартное значение (например, 130 Ом или 120 Ом). Всегда учитывайте минимальное и максимальное VF из кода бина для расчетов тока в наихудшем случае.

В: Могу ли я управлять этим светодиодом с помощью ШИМ-сигнала для диммирования?
О: Да. Номинальный пиковый прямой ток 80мА (импульсный) позволяет использовать ШИМ-диммирование. Убедитесь, что средний ток с течением времени не превышает номинальный постоянный прямой ток 30мА.

В: Почему существуют разные коды бинов и какой мне выбрать?
О: Производственные вариации вызывают различия в VF, интенсивности и длине волны. Бининг обеспечивает стабильность в пределах партии. Для критичных к цвету применений (например, многосветодиодные дисплеи) указывайте узкий бин по длине волны (например, D). Для согласованности яркости указывайте узкий бин по интенсивности (например, P). Для общей индикации подходят стандартные бины.

В: Требуется ли радиатор?
О: При абсолютной максимальной рассеиваемой мощности 75мВт и типичных рабочих условиях (20мА * ~2.4В = 48мВт) для одного светодиода обычно не требуется отдельный радиатор. Однако правильная разводка медных полигонов на ПП может помочь в рассеивании тепла, особенно в условиях высоких температур или при группировке нескольких светодиодов.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование индикатора состояния для портативного устройства
Конструктор создает тонкий планшет с боковым индикатором питания/зарядки. LTST-S270KGKT выбран из-за его свойства бокового излучения и низкого профиля.

1. Разводка печатной платы:Светодиод размещен на краю ПП. Используется рекомендуемая из спецификации разводка контактных площадок для обеспечения правильной пайки и выравнивания.
2. Проектирование схемы:Устройство использует системную шину 3.3В. Выбран резистор 47 Ом ((3.3В - 2.4В)/0.02А ≈ 45 Ом) для работы светодиода примерно на 20мА, что обеспечивает достаточную яркость.
3. Механическая интеграция:Небольшой световод направляет свет сбоку светодиода к крошечному окошку на рамке планшета. Угол обзора 130 градусов обеспечивает легкую видимость света под разными углами.
4. Производство:Светодиоды, поставляемые на 8-миллиметровых ленточных катушках, автоматически устанавливаются во время SMT-сборки. Плата проходит стандартный процесс бессвинцового оплавления с пиковой температурой 250°C, что хорошо в пределах предела светодиода в 260°C.
5. Бининг:Конструктор указывает Бин-код 6 для VF (2.1-2.2В) и Бин-код N для интенсивности (28-45 мкд), чтобы обеспечить согласованную яркость и цвет во всех производственных единицах без необходимости использования самых высоких (и потенциально более дорогих) бинов.

12. Введение в принцип работы

Излучение света в этом светодиоде основано на электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе, изготовленном из материалов AlInGaP. При приложении прямого напряжения электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в активную область (переход). При рекомбинации этих носителей заряда высвобождается энергия в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlInGaP определяет ширину запрещенной зоны полупроводника, которая напрямую диктует длину волны (цвет) излучаемого света. В данном случае состав настроен на получение зеленого света с пиковой длиной волны около 574 нанометров. Корпус бокового свечения включает в себя линзу из формованной эпоксидной смолы, которая формирует световой поток, создавая характерный угол обзора 130 градусов за счет преломления и отражения света, излучаемого чипом.

13. Тенденции развития

Общая тенденция для индикаторных светодиодов, подобных этому, направлена на несколько ключевых областей:

• Повышение эффективности:Постоянные улучшения в материаловедении направлены на получение большего количества люменов на ватт (лм/Вт), снижая энергопотребление при том же световом потоке.
• Миниатюризация:Существует постоянное стремление к уменьшению размеров корпусов при сохранении или улучшении оптических характеристик, что позволяет создавать более плотную компоновку ПП и более тонкие конечные продукты.
• Повышение надежности и устойчивости:Улучшения в материалах корпусов и технологиях крепления кристаллов приводят к увеличению срока службы и лучшей работе в жестких условиях окружающей среды (температура, влажность).
• Интеграция:Тенденции включают интеграцию токоограничивающих резисторов или даже простых микросхем драйверов в корпус светодиода для упрощения схемотехники для конечного пользователя.
• Согласованность цвета и бининг:Производственные процессы постоянно совершенствуются для уменьшения вариаций, что приводит к более жестким спецификациям бининга и меньшей необходимости в выборочной сортировке в критичных к цвету применениях.