Техническая документация на SMD светодиод LTST-S115KSKRKT - Бокового свечения, двухцветный (Жёлтый/Красный) - Чип AlInGaP - 25мА - 62.5мВт

1. Обзор изделия

В данном документе подробно описаны характеристики компактного двухцветного SMD светодиода. Разработанный для автоматизированной сборки, этот компонент идеально подходит для применений, где критически важны малые габариты и требуется надёжная, яркая индикация. Устройство объединяет два различных светоизлучающих кристалла в одном стандартном корпусе.

1.1 Особенности

• Соответствует экологическим директивам RoHS.
• Двухцветная конфигурация (Жёлтый и Красный) в корпусе бокового свечения.
• Использует технологию полупроводников Aluminium Indium Gallium Phosphide (AlInGaP) высокой яркости.
• Выводы покрыты оловом для улучшения паяемости.
• Поставляется на 8-мм перфорированной ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, для автоматизированного оборудования pick-and-place.
• Соответствует стандартным контурным размерам EIA.
• Входная логика совместима со стандартными уровнями управления интегральных схем (ИС).
• Полностью совместим с процессами автоматизированного монтажа и пайки оплавлением в инфракрасной (ИК) печи.

1.2 Области применения

Данный светодиод подходит для широкого спектра электронных устройств и систем, включая, но не ограничиваясь:

• Телекоммуникационное оборудование (например, беспроводные/сотовые телефоны, сетевые коммутаторы).
• Устройства офисной автоматизации (например, ноутбуки, принтеры).
• Бытовая техника и промышленные панели управления.
• Подсветка клавиатур и кнопок.
• Индикаторы состояния и питания.
• Микродисплеи и символическая подсветка.

2. Технические параметры: Подробное объективное описание

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

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

• Рассеиваемая мощность (P_d):62.5 мВт на кристалл. Это максимальная мощность, которую светодиод может рассеять в виде тепла при температуре окружающей среды (T_a) 25°C. Превышение этого предела грозит тепловой деградацией.
• Пиковый прямой ток (I_FP):60 мА. Это максимально допустимый мгновенный ток, обычно указываемый для импульсных режимов (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс) для предотвращения перегрева p-n перехода.
• Постоянный прямой ток (I_F):25 мА постоянного тока. Это рекомендуемый максимальный ток для непрерывной работы, обеспечивающий долгосрочную надёжность и стабильную светоотдачу.
• Обратное напряжение (V_R):5 В. Приложение обратного смещения, превышающего это значение, может вызвать мгновенный и катастрофический отказ p-n перехода светодиода.
• Диапазон рабочих температур:от -30°C до +80°C. Гарантируется работа устройства в этом диапазоне температур окружающей среды.
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +100°C. Устройство может храниться без деградации в этих пределах.
• Условия инфракрасной пайки:Выдерживает пиковую температуру 260°C в течение максимум 10 секунд, что является стандартом для профилей бессвинцовой (Pb-free) пайки оплавлением.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измерены при T_a=25°C и I_F=20мА, что представляет типичные рабочие условия.

• Сила света (I_V):
  • Жёлтый:Мин. 45.0 мкд, указано типичное значение, Макс. 180.0 мкд.
  • Красный:Мин. 28.0 мкд, указано типичное значение, Макс. 180.0 мкд.
  • Измерено с использованием датчика с фильтром, соответствующим фотопической чувствительности человеческого глаза (кривая CIE).
• Угол обзора (2θ_1/2):130 градусов (типично для обоих цветов). Это полный угол, при котором сила света падает до половины своего пикового (осевого) значения. Широкий угол 130° делает это устройство бокового излучения, подходящим для широкого и равномерного освещения.
• Пиковая длина волны излучения (λ_P):
  • Жёлтый:Обычно 593 нм.
  • Красный:Обычно 639 нм.
  • Это длина волны, на которой оптическая выходная мощность наибольшая.
• Доминирующая длина волны (λ_d):
  • Жёлтый:Диапазон от 587.0 нм (Мин.) до 594.5 нм (Макс.).
  • Красный:Диапазон от 624 нм (Мин.) до 638 нм (Макс.).
  • Рассчитывается на основе диаграммы цветности CIE, это та единственная длина волны, которую человеческий глаз воспринимает как определяющую цвет.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):Обычно 15 нм (Жёлтый) и 20 нм (Красный). Это указывает на спектральную чистоту; меньшее значение означает более монохроматический свет.
• Прямое напряжение (V_F):Обычно 2.0 В, максимум 2.4 В при 20мА для обоих цветов. Это падение напряжения на светодиоде при работе.
• Обратный ток (I_R):Максимум 10 мкА при V_R=5В. Это небольшой ток утечки, когда устройство смещено в обратном направлении в пределах своего номинала.

3. Объяснение системы сортировки (бининга)

Сила света светодиодов варьируется от партии к партии. Система бининга обеспечивает согласованность, группируя устройства со схожими характеристиками.

3.1 Сортировка по силе света

Для каждого цвета существуют определённые коды бинов, определяющие минимальный и максимальный диапазоны силы света при 20мА. Допуск внутри каждого бина составляет +/-15%.

Жёлтый кристалл:

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

Красный кристалл:

• Бин N:28.0 – 45.0 мкд
• Бин P:45.0 – 71.0 мкд
• Бин Q:71.0 – 112.0 мкд
• Бин R:112.0 – 180.0 мкд

Конструкторам следует указывать требуемый код(ы) бина при заказе, чтобы гарантировать необходимый уровень яркости для их применения.

4. Механическая и упаковочная информация

4.1 Габаритные размеры корпуса и назначение выводов

Устройство соответствует стандартному SMD контуру. Критические размеры включают размер корпуса и расстояние между выводами. Все размеры указаны в миллиметрах с типичным допуском ±0.1мм.

Назначение выводов:

• Катод 1 (C1):Подключен к аноду Красного кристалла. Конфигурация с общим катодом означает, что подача прямого напряжения на C1 (относительно общего анода) зажигает Красный кристалл.
• Катод 2 (C2):Подключен к аноду Жёлтого кристалла. Подача прямого напряжения на C2 зажигает Жёлтый кристалл.
• Общий анод:Другой вывод (на схеме не обозначен явно как C1/C2) является общим анодом для обоих кристаллов.

Такая конфигурация позволяет независимо управлять двумя цветами, подавая напряжение на соответствующие катодные выводы.

4.2 Рекомендуемая разводка контактных площадок на печатной плате и направление пайки

Предоставлен рекомендуемый посадочный рисунок (footprint) для обеспечения правильного формирования паяного соединения, механической стабильности и теплового режима во время оплавления. Также указана ориентация устройства на ленте относительно контактных площадок ПП для облегчения корректного автоматизированного монтажа.

4.3 Спецификации упаковки в ленте и на катушке

Светодиоды поставляются в перфорированной несущей ленте для автоматизированной обработки.

• Ширина ленты:8 мм.
• Диаметр катушки:7 дюймов (178 мм).
• Количество на катушке:3000 штук.
• Минимальный объём заказа (MOQ):500 штук для частичных катушек.
• Упаковка соответствует стандартам ANSI/EIA-481. Лента запечатана покровной лентой, допускается не более двух последовательных пустых ячеек.

5. Рекомендации по пайке, сборке и обращению

5.1 Профиль инфракрасной пайки оплавлением

Рекомендуется подробный профиль "температура-время" для сборки с бессвинцовым (Pb-free) припоем. Ключевые параметры включают:

• Предварительный нагрев:Повышение до 150-200°C.
• Время выдержки/предварительного нагрева:Максимум 120 секунд для активации флюса и выравнивания температуры.
• Оплавление (жидкотекучесть):Пиковая температура не должна превышать 260°C.
• Время выше 260°C:Должно быть 10 секунд или менее.
• Количество проходов оплавления:Максимум два раза.

Профиль должен быть разработан совместно с рекомендациями конкретного производителя паяльной пасты и проверен для фактической сборки ПП.

5.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка:

• Температура паяльника:Максимум 300°C.
• Время контакта:Максимум 3 секунды на одно паяное соединение.
• Количество раз:Только один раз на соединение для минимизации термического напряжения.

5.3 Очистка

Если требуется очистка после пайки:

• Используйте только указанные растворители, такие как этиловый или изопропиловый спирт.
• Время погружения должно быть менее одной минуты при комнатной температуре.
• Избегайте агрессивных или неуказанных химикатов, которые могут повредить линзу светодиода или материал корпуса.

5.4 Хранение и чувствительность к влаге

Светодиоды чувствительны к влаге. Правильное обращение критически важно для предотвращения "вспучивания" (растрескивания корпуса) во время оплавления.

• Запечатанная упаковка:Хранить при ≤30°C и ≤90% относительной влажности. Использовать в течение одного года с даты сухой упаковки.
• Вскрытая упаковка:Хранить при ≤30°C и ≤60% относительной влажности. Для длительного хранения вне оригинального пакета используйте герметичный контейнер с осушителем или в атмосфере азота.
• Срок хранения на производстве:Компоненты, подвергавшиеся воздействию окружающего воздуха более одной недели, должны быть прогреты при температуре примерно 60°C в течение не менее 20 часов перед пайкой для удаления поглощённой влаги.

5.5 Меры предосторожности от электростатического разряда (ЭСР)

Полупроводниковая структура AlInGaP подвержена повреждению от электростатического разряда (ЭСР) и скачков напряжения.

• Всегда обращайтесь с компонентами в зоне, защищённой от ЭСР.
• Используйте антистатические браслеты или перчатки.
• Убедитесь, что всё оборудование, инструменты и рабочие поверхности правильно заземлены.

6. Примечания по применению и конструктивные соображения

6.1 Ограничение тока

Внешний токоограничивающий резистор обязателен при питании светодиода от источника напряжения, превышающего его прямое напряжение (V_F). Значение резистора можно рассчитать по закону Ома: R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Для надёжной работы не превышайте постоянный прямой ток (I_F) 25мА. Для импульсного режима работы для достижения более высокой воспринимаемой яркости убедитесь, что пиковый ток и скважность остаются в пределах Предельных эксплуатационных параметров.

6.2 Тепловой режим

Хотя рассеиваемая мощность относительно невелика (62.5мВт на кристалл), правильная тепловая конструкция продлевает срок службы и поддерживает стабильную светоотдачу. Убедитесь, что конструкция контактных площадок на ПП обеспечивает адекватный теплоотвод. Избегайте размещения светодиода рядом с другими значительными источниками тепла. Работа при высоких температурах окружающей среды (близких к максимальным 80°C) может потребовать снижения максимального прямого тока.

6.3 Оптическая конструкция

Угол бокового обзора 130 градусов является ключевой особенностью. При проектировании световодов, линз или рассеивателей следует учитывать эту широкую диаграмму направленности для достижения равномерного освещения. Линза "водянисто-прозрачная" (water clear) передаёт истинный цвет кристалла без рассеивания.

7. Техническое сравнение и отличительные особенности

Данное устройство предлагает определённые преимущества в своей категории:

• Два цвета в одном корпусе:Экономит место на печатной плате и количество компонентов по сравнению с использованием двух отдельных одноцветных светодиодов.
• Технология AlInGaP:Обеспечивает более высокий КПД и яркость по сравнению со старыми технологиями, такими как стандартный GaAsP для красных/жёлтых цветов, особенно при низких токах.
• Корпус бокового свечения:Идеально подходит для применений, где печатная плата установлена параллельно поверхности обзора, например, в панелях с боковой подсветкой или индикаторах состояния на боковой стороне устройства.
• Полная совместимость с ИК-оплавлением:Может выдерживать стандартные профили бессвинцовой пайки, что делает его подходящим для современных высокопроизводительных SMT линий сборки без необходимости вторичных процессов.

8. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

8.1 Могу ли я одновременно зажигать Жёлтый и Красный кристаллы?

Да, но вы должны учитывать общую рассеиваемую мощность. Предельный эксплуатационный параметр для рассеиваемой мощности составляет 62.5мВтна кристалл. Зажигание обоих кристаллов на их максимальном постоянном токе (по 25мА каждый) при типичном V_F2.0В даёт 50мВт на кристалл (100мВт суммарно), что превышает номинал на кристалл. Следовательно, для одновременного зажигания обоих необходимо снизить ток на каждом кристалле так, чтобы индивидуальная рассеиваемая мощность не превышала 62.5мВт. Безопасный подход — ограничить ток на каждом кристалле значением, удерживающим P_dв пределах спецификации, например, примерно по 15мА каждый.

8.2 В чём разница между Пиковой длиной волны и Доминирующей длиной волны?

Пиковая длина волны (λ_P):Физическая длина волны, на которой светодиод излучает наибольшую оптическую мощность. Измеряется непосредственно спектрометром.Доминирующая длина волны (λ_d):Расчётное значение на основе цветовой диаграммы CIE, представляющее ту единственную длину волны, которую человеческий глаз воспринимает как цвет. Для монохроматических светодиодов, подобных этим, λ_Pи λ_dобычно очень близки. λ_dболее актуальна для спецификации цвета в приложениях, ориентированных на человека.

8.3 Почему требования к влажности хранения после вскрытия пакета такие строгие?

Пластиковый корпус светодиода может поглощать влагу из воздуха. Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта поглощённая влага быстро превращается в пар, создавая внутреннее давление, которое может привести к расслоению корпуса или растрескиванию эпоксидной линзы ("вспучивание"). Строгий контроль влажности и требования к прогреву являются стандартными для устройств, чувствительных к влаге (MSD), согласно отраслевым стандартам, таким как JEDEC J-STD-033.