LTW-S225DSKF-F SMD светодиод - Бокового свечения, двухцветный (белый/оранжевый) - 20мА - 74мВт/48мВт - Техническая документация

1. Обзор продукта

LTW-S225DSKF-F — это компактный двухцветный SMD (Surface Mount Device) светодиод бокового свечения. Он разработан для автоматизированного монтажа на печатные платы (ПП), что делает его идеальным для применений с ограниченным пространством в современных электронных устройствах. Корпус имеет желтую линзу и содержит два различных светодиодных кристалла: один излучает белый свет (на основе InGaN), а другой — оранжевый (на основе AlInGaP). Такая конфигурация позволяет реализовать различные функции индикации и подсветки в одном миниатюрном корпусе.

1.1 Ключевые преимущества

• Двухцветная функциональность:Объединяет белый и оранжевый источники света в одном корпусе, экономя место на плате и упрощая конструкцию.
• Высокая яркость:Использует сверхъяркие технологии полупроводников AlInGaP и InGaN для отличной силы света.
• Совместимость с производством:Разработан для совместимости с автоматическим монтажным оборудованием и процессами групповой пайки оплавлением (IR), что облегчает крупносерийное производство.
• Стандартизированная упаковка:Поставляется на 8-мм ленте, намотанной на 7-дюймовые катушки, что соответствует стандартам EIA для эффективной обработки.
• Соответствие экологическим нормам:Продукт соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ).

1.2 Целевые рынки и области применения

Данный компонент подходит для широкого спектра электронного оборудования, где требуются надежные компактные индикаторы. Основные области применения включают:

• Телекоммуникационные устройства:Индикаторы состояния в беспроводных телефонах, сотовых телефонах и сетевом оборудовании.
• Портативные компьютеры:Подсветка клавиатуры или клавиатурного блока в ноутбуках и других мобильных устройствах.
• Потребительская и промышленная электроника:Световые индикаторы в бытовой технике, офисном оборудовании и промышленных панелях управления.
• Технологии отображения:Подходит для микро-дисплеев и символических светильников, требующих четкой цветной индикации.

2. Технические параметры: Подробный объективный анализ

В этом разделе представлен детальный анализ рабочих пределов и эксплуатационных характеристик светодиода в стандартных условиях испытаний (Ta=25°C).

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за их пределами не гарантируется.

Параметр	Белый кристалл	Оранжевый кристалл	Единица измерения
Рассеиваемая мощность (Pd)	74	48	мВт
Пиковый прямой ток (скважность 1/10, импульс 0.1 мс)	100	40	мА
Постоянный прямой ток (IF)	20	20	мА
Обратное напряжение (VR)	5	5	V
Рабочий диапазон температур	-20°C до +80°C		°C
Диапазон температур хранения	-30°C до +85°C		°C

Интерпретация:Белый кристалл имеет более высокую допустимую рассеиваемую мощность (74 мВт против 48 мВт), что указывает на потенциально различные тепловые характеристики или эффективность кристалла. Оба кристалла имеют одинаковый максимальный постоянный ток 20 мА, который является стандартным током для испытаний и типичной работы. Номинальное обратное напряжение 5 В относительно низкое, что подчеркивает необходимость правильного проектирования схемы для предотвращения случайного обратного смещения, которое предназначено только для инфракрасных испытаний.

2.2 Электрооптические характеристики

Измерено при стандартных условиях испытаний: IF = 20 мА и Ta = 25°C.

Параметр	Обозначение	Белый (Мин/Тип/Макс)	Оранжевый (Мин/Тип/Макс)	Единица измерения	Условие/Примечание
Сила света	Iv	112 / - / 450	45 / - / 180	мкд	Примечание 1,2,5
Угол обзора (2θ1/2)	-	130 (Типичный)		град.	Fig.5
Пиковая длина волны	λP	-	611 (Типичная)	нм	-
Доминирующая длина волны	λd	-	605 (Типичная)	нм	Примечание 3,5
Прямое напряжение	VF	2.5 / - / 3.7	1.7 / - / 2.4	V	IF=20мА

Интерпретация:

• Яркость и бининг:Широкий диапазон Iv (например, 112-450 мкд для белого) требует системы бинов для обеспечения однородности в производственных партиях. Типичная доминирующая длина волны оранжевого кристалла 605 нм и пик на 611 нм подтверждают его цвет в оранжевом/янтарном спектре.
• Угол обзора:Угол обзора 130 градусов классифицирует этот светодиод как широкоугольный, подходящий для применений, где важна видимость с неосевых позиций.
• Прямое напряжение:Оранжевый кристалл AlInGaP демонстрирует более низкое типичное прямое напряжение (VF ~1.7-2.4 В) по сравнению с белым кристаллом InGaN (VF ~2.5-3.7 В). Это критический параметр для проектирования схемы управления, так как требования к источнику питания различаются для двух цветов.

2.3 Тепловые характеристики и пайка

Устройство рассчитано на групповую пайку оплавлением с пиковой температурой 260°C в течение максимум 10 секунд. Это совместимо со стандартными профилями бессвинцовых (Pb-free) процессов пайки. Рабочий диапазон температур и диапазон температур хранения являются стандартными для коммерческих SMD светодиодов.

3. Объяснение системы бинов

Для управления естественными вариациями в производстве полупроводников светодиоды сортируются по бинам производительности. LTW-S225DSKF-F использует два основных критерия бинирования.

3.1 Биннинг по силе света (Iv)

Светодиоды сортируются на основе измеренной силы света при 20 мА.

Бины белого кристалла:

• Бин R:112.0 мкд (Мин) до 180.0 мкд (Макс)
• Бин S:180.0 мкд до 280.0 мкд
• Бин T:280.0 мкд до 450.0 мкд

Допуск внутри каждого бина составляет ±15%.

Бины оранжевого кристалла:

• Бин P:45.0 мкд до 71.0 мкд
• Бин Q:71.0 мкд до 112.0 мкд
• Бин R:112.0 мкд до 180.0 мкд

Допуск внутри каждого бина составляет ±15%.

3.2 Биннинг по оттенку (цветовым координатам)

Для белого светодиода однородность цвета обеспечивается бинированием на основе цветовых координат CIE 1931 (x, y). Даташит определяет несколько бинов (например, S1-1, S1-2, S2-1 и т.д.), каждый из которых задает небольшую четырехугольную область на цветовой диаграмме. Допуск для координат (x, y) внутри любого заданного бина оттенка составляет ±0.01. Такой жесткий контроль необходим для применений, требующих однородного белого цвета на нескольких светодиодах.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в даташите приведены ссылки на конкретные графические кривые (например, Рис.5 для угла обзора), типичные зависимости можно описать на основе физики светодиодов:

• Ток vs. Сила света (I-Iv кривая):Сила света обычно увеличивается с ростом прямого тока по сублинейному закону. Работа светодиода при токе выше 20 мА может дать более высокую светоотдачу, но увеличит рассеиваемую мощность и температуру перехода, что потенциально может повлиять на долговечность и сдвиг цвета.
• Прямое напряжение vs. Ток (V-I кривая):Вольт-амперная характеристика экспоненциальная, что типично для диода. Прямое напряжение (VF) увеличивается с ростом тока и уменьшается с повышением температуры перехода.
• Зависимость от температуры:Сила света светодиодов обычно уменьшается с ростом температуры перехода. Кристалл AlInGaP (оранжевый) может демонстрировать меньшее тепловое тушение, чем кристалл InGaN (белый) при более высоких температурах, но у обоих выходная мощность снизится. Прямое напряжение также имеет отрицательный температурный коэффициент.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры и назначение выводов

Корпус SMD имеет определенную посадочную площадь. Критические размеры включают длину, ширину и высоту, все со стандартным допуском ±0.1 мм, если не указано иное. Назначение выводов критически важно для правильного подключения схемы:

• Выводы 1 и 2:Анод и катод дляоранжевогосветодиодного кристалла AlInGaP.
• Выводы 3 и 4:Анод и катод длябелогосветодиодного кристалла InGaN.

При сборке необходимо соблюдать правильную полярность.

5.2 Рекомендуемая конфигурация контактных площадок на печатной плате и ориентация при пайке

Даташит включает рекомендуемый посадочный рисунок (расположение медных контактных площадок) для печатной платы. Следование этой рекомендации обеспечивает надежное формирование паяных соединений, правильную механическую стабильность и правильное выравнивание во время оплавления. На схеме также указана рекомендуемая ориентация светодиода на ленте относительно направления пайки, чтобы минимизировать эффект "гробового камня" или смещения.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Параметры групповой пайки оплавлением (IR)

Для бессвинцовых процессов пайки рекомендуется следующее условие:

• Пиковая температура:максимум 260°C.
• Время при пике:максимум 10 секунд.
• Предварительный нагрев:от 150°C до 200°C.
• Время предварительного нагрева:максимум 120 секунд.

Светодиод может выдержать этот профиль оплавления максимум два раза.

6.2 Ручная пайка (при необходимости)

Если необходима ручная пайка:

• Температура паяльника:максимум 300°C.
• Время пайки:максимум 3 секунды на вывод.
• Важно:Ручную пайку следует выполнять только один раз.

6.3 Очистка

Если требуется очистка после пайки, следует использовать только указанные растворители. Рекомендуемые средства — этиловый или изопропиловый спирт при нормальной температуре. Светодиод следует погружать менее чем на одну минуту. Неуказанные химикаты могут повредить пластиковый корпус или линзу.

6.4 Хранение и обращение

• Меры предосторожности от ЭСР:Светодиоды чувствительны к электростатическому разряду (ЭСР). При обращении необходимо использовать соответствующие средства защиты от ЭСР (браслеты, заземленное оборудование).
• Чувствительность к влаге:В соответствии со стандартными мерами предосторожности MSL (Moisture Sensitivity Level) для SMD корпусов:
• Запечатанный пакет:Светодиоды в оригинальном влагозащитном пакете с осушителем должны храниться при ≤30°C и ≤90% относительной влажности. "Время жизни" после вскрытия пакета для пайки оплавлением составляет одну неделю.
• Открытые устройства:Если устройства хранились вне оригинальной упаковки более недели, перед пайкой рекомендуется прогрев при 60°C в течение не менее 20 часов для удаления поглощенной влаги и предотвращения "вспучивания" во время оплавления.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации на ленте и катушке

Светодиоды поставляются в формованной несущей ленте для автоматизированной сборки:

• Ширина ленты:8 мм.
• Диаметр катушки:7 дюймов (178 мм).
• Количество на катушке:4000 штук.
• Минимальный объем заказа (MOQ):500 штук для остаточных количеств.
• Стандарт упаковки:Соответствует спецификациям ANSI/EIA-481.

Лента запечатана покровной лентой для защиты компонентов. Максимально допустимое количество последовательно отсутствующих компонентов в ленте — два.

8. Рекомендации по применению и соображения при проектировании

8.1 Типовые схемы включения

Каждый светодиодный кристалл (белый и оранжевый) требует собственного токоограничивающего резистора при питании от источника напряжения (например, шины 3.3 В или 5 В). Значение резистора (R) можно рассчитать по закону Ома: R = (V_питания - VF_светодиода) / I_светодиода.Пример:Для белого светодиода с VF = 3.2 В (типичное), работающего при 20 мА от источника 5 В: R = (5В - 3.2В) / 0.02А = 90 Ом. Подошел бы стандартный резистор на 91 Ом. Этот расчет необходимо выполнять отдельно для каждого цвета из-за их разных значений VF.

8.2 Соображения при проектировании

• Тепловой менеджмент:Хотя рассеиваемая мощность мала, обеспечение достаточной площади меди на печатной плате вокруг контактных площадок помогает рассеивать тепло, поддерживая производительность и долговечность светодиода, особенно в условиях высокой температуры окружающей среды.
• Управление током:Управление постоянным током предпочтительнее, чем постоянным напряжением, для поддержания стабильной яркости и цвета, так как VF изменяется в зависимости от температуры и между отдельными экземплярами.
• Оптическое проектирование:Профиль бокового излучения идеально подходит для подсветки световодов или для индикации, когда светодиод установлен перпендикулярно поверхности наблюдения. При проектировании световодов или апертур учитывайте угол обзора 130 градусов.

9. Техническое сравнение и отличительные особенности

Основные отличительные факторы LTW-S225DSKF-F:

1. Конфигурация с двумя кристаллами и боковым свечением:Это специализированный корпус, не встречающийся в стандартных светодиодах с верхним излучением. Он позволяет получить два независимых цвета индикации от одного устройства, установленного на краю печатной платы.
2. Комбинация технологий кристаллов:Использование AlInGaP для оранжевого и InGaN для белого цвета представляет собой оптимизированный выбор для эффективности и качества цвета в соответствующих спектрах.
3. Готовность к производству:Полная совместимость с автоматизированными процессами SMT (монтаж, пайка оплавлением) и стандартная упаковка на ленте и катушке делают его удобным для производства компонентом.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В1: Могу ли я одновременно питать белый и оранжевый светодиоды током по 20 мА каждый?

О1: Электрически — да, так как у них независимые аноды и катоды. Однако необходимо учитывать общую рассеиваемую мощность на небольшом корпусе. Одновременная работа на полном токе генерирует больше тепла, что может повлиять на производительность и надежность. Для непрерывной работы обоих цветов рекомендуется снижение тока или реализация теплового менеджмента.

В2: Почему номинальное обратное напряжение всего 5 В?

О2: Светодиоды не предназначены для работы в обратном смещении. Номинальное напряжение 5 В — это испытательное напряжение для защиты от случайного обратного подключения. При проектировании схемы убедитесь, что светодиод никогда не подвергается обратному напряжению, превышающему этот предел, обычно путем включения его последовательно с диодом, который пропускает только прямой ток.

В3: Что означают коды бинов (R, S, T, P, Q) при заказе?

О3: Эти коды указывают гарантированную минимальную силу света светодиодов в партии. Например, заказ "Белый, бин T" гарантирует, что каждый светодиод будет иметь силу света от 280 до 450 мкд при 20 мА. Указание бина обеспечивает однородность яркости в вашем производственном цикле. Бин оттенка (например, S2-1) также следует указывать для белых светодиодов, если критически важна однородность цвета.

11. Пример практического применения

Сценарий: Индикатор состояния для сетевого маршрутизатора

Конструктору нужна двойная индикация состояния (например, "Питание включено" и "Сетевая активность") на передней панели компактного маршрутизатора. Пространство ограничено.

Реализация:Один светодиод LTW-S225DSKF-F устанавливается вертикально на основной печатной плате, на краю, обращенном к световоду, который направляет свет на переднюю панель.Оранжевыйкристалл подключен к цепи "Питание" и горит постоянно при включении.Белыйкристалл подключен к сетевому процессору и запрограммирован мигать при обнаружении передачи данных. Это решение экономит место на плате, сокращает количество компонентов и использует один световод для двух различных визуальных сигналов.

12. Введение в принцип работы

Светоизлучающие диоды (LED) — это полупроводниковые устройства, излучающие свет посредством электролюминесценции. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны и дырки рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов. Цвет света определяется шириной запрещенной зоны полупроводникового материала.

• InGaN (нитрид индия-галлия):Эта система материалов используется для белого светодиода. Обычно синий излучающий кристалл InGaN покрыт слоем люминофора. Синий свет возбуждает люминофор, который затем переизлучает широкий спектр света, комбинируясь с оставшимся синим светом для получения белого.
• AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия):Этот материал используется для оранжевого светодиода. Это полупроводник с прямой запрещенной зоной, хорошо подходящий для получения высокоэффективного света в красном, оранжевом, янтарном и желтом диапазонах длин волн.

Корпус бокового свечения объединяет эти два различных полупроводниковых кристалла в одном формованном пластиковом корпусе с общей линзой желтоватого оттенка.

13. Тенденции развития технологий

Развитие SMD светодиодов, таких как LTW-S225DSKF-F, следует нескольким ключевым отраслевым тенденциям:

1. Миниатюризация и интеграция:Стремление к более мелким и интегрированным компонентам продолжается. Многокристальные корпуса (как этот двухцветный светодиод) экономят место и упрощают сборку по сравнению с использованием двух отдельных дискретных светодиодов.
2. Повышение эффективности и яркости:Постоянные улучшения в эпитаксиальном росте и конструкции кристаллов приводят к более высокой световой отдаче (больше света на ватт) как для технологий InGaN, так и для AlInGaP.
3. Повышенная надежность и устойчивость:Достижения в материалах корпусов, технологии люминофоров и тепловом менеджменте способствуют увеличению срока службы и улучшению производительности в жестких условиях.
4. Стандартизация для автоматизации:Компоненты все чаще проектируются с нуля для совместимости с высокоскоростными, прецизионными линиями SMT-сборки, включая стандартизированную упаковку (лента и катушка) и профили оплавления.

Эти тенденции гарантируют, что SMD светодиоды останутся фундаментальными высокопроизводительными компонентами для индикации и освещения во всей электронной промышленности.