Техническая спецификация LTST-S110KFKT - Оранжевый SMD светодиод бокового свечения на чипе AlInGaP - 20мА

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики высокоэффективного поверхностно-монтируемого (SMD) светоизлучающего диода (LED) бокового свечения. Основное применение данного компонента — подсветка ЖК-дисплеев, где его конструкция бокового излучения является особенно выгодной. Светодиод использует полупроводниковый чип на основе алюминия-индия-галлия-фосфида (AlInGaP), известный своей способностью создавать эффективный и яркий оранжевый свет. Устройство поставляется на 8-миллиметровой ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, что обеспечивает полную совместимость с автоматизированными системами установки компонентов, используемыми в массовом производстве электроники.

Продукт разработан в соответствии с директивами RoHS (Ограничение использования опасных веществ) и классифицируется как "Зеленый продукт". Он спроектирован для совместимости со стандартными процессами пайки оплавлением в инфракрасном (ИК) диапазоне и пайки в парах растворителя, которые широко распространены при сборке печатных плат (ПП). Его электрические характеристики также совместимы с уровнями логических интегральных схем (ИС), что упрощает проектирование цепей управления.

2. Предельные эксплуатационные параметры

В следующей таблице указаны предельные значения, которые ни при каких условиях эксплуатации не должны быть превышены. Превышение этих значений может привести к необратимому повреждению устройства. Все параметры указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

• Рассеиваемая мощность (Pd):75 мВт. Это максимальное количество мощности, которое корпус светодиода может безопасно рассеивать в виде тепла.
• Пиковый прямой ток (IFP):80 мА. Это максимально допустимый мгновенный прямой ток, обычно указываемый для импульсных условий (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс) для предотвращения перегрева.
• Постоянный прямой ток (IF):30 мА. Это максимальный постоянный прямой ток, который можно подавать на светодиод.
• Коэффициент снижения номинала:Постоянный прямой ток должен линейно уменьшаться на 0.4 мА за каждый градус Цельсия повышения температуры окружающей среды выше 50°C.
• Обратное напряжение (VR):5 В. Приложение обратного напряжения выше этого значения может привести к пробою полупроводникового перехода светодиода.
• Диапазон рабочих температур и температур хранения:от -55°C до +85°C. Устройство может храниться и работать в этом полном температурном диапазоне.
• Допустимая температура пайки:Светодиод может выдерживать волновую или инфракрасную пайку при температуре 260°C до 5 секунд или пайку в парах растворителя при 215°C до 3 минут.

3. Электрооптические характеристики

Следующие параметры определяют работу светодиода в типичных условиях эксплуатации при Ta=25°C. "Тип." обозначает типичные значения, а "Мин." и "Макс." определяют гарантированные пределы для конкретных параметров.

• Сила света (Iv):45.0 мкд (Мин.), 90.0 мкд (Тип.) при прямом токе (IF) 20мА. Измерение интенсивности производится с использованием датчика с фильтром, соответствующим фотопической реакции человеческого глаза (кривая МКО).
• Угол обзора (2θ1/2):130 градусов (Тип.). Это полный угол, при котором сила света падает до половины значения, измеренного на центральной оси.
• Пиковая длина волны (λP):611 нм (Тип.). Это длина волны, на которой оптическая выходная мощность максимальна.
• Доминирующая длина волны (λd):605 нм (Тип.). Определяется по цветовым координатам на диаграмме цветности МКО, эта единственная длина волны наилучшим образом представляет воспринимаемый цвет света.
• Спектральная ширина полосы (Δλ):17 нм (Тип.). Это ширина спектра излучения на половине высоты максимума (FWHM), указывающая на чистоту цвета.
• Прямое напряжение (VF):2.0 В (Мин.), 2.4 В (Тип.) при IF=20мА. Это падение напряжения на светодиоде при протекании тока.
• Обратный ток (IR):10 мкА (Макс.) при VR=5В. Это небольшой ток утечки, протекающий при обратном смещении светодиода.
• Емкость (C):40 пФ (Тип.), измеренная при смещении 0В и частоте 1МГц. Это емкость перехода светодиода.

4. Система сортировки (бины)

Для обеспечения единообразия в приложениях светодиоды сортируются по бинам на основе измеренной силы света. Код бина является частью идентификации продукта. Для LTST-S110KFKT при IF=20мА применяется следующая структура бинов:

• Код бина P:Диапазон силы света от 45.0 мкд до 71.0 мкд.
• Код бина Q:Диапазон силы света от 71.0 мкд до 112.0 мкд.
• Код бина R:Диапазон силы света от 112.0 мкд до 180.0 мкд.
• Код бина S:Диапазон силы света от 180.0 мкд до 280.0 мкд.

К значениям интенсивности внутри каждого бина применяется допуск +/-15%. Такая сортировка позволяет разработчикам выбирать светодиоды с требуемым уровнем яркости для конкретного применения, обеспечивая визуальную однородность при совместном использовании нескольких светодиодов.

5. Рекомендации по пайке и монтажу

5.1 Профили оплавления припоя

Светодиод рассчитан на работу со стандартными процессами оплавления для SMD-компонентов. Предоставлены два рекомендуемых профиля инфракрасного (ИК) оплавления: один для стандартных процессов пайки оловянно-свинцовым (SnPb) припоем и другой для бессвинцовых (Pb-free) процессов, обычно с использованием сплавов SAC (Sn-Ag-Cu). Бессвинцовый профиль требует более высокой пиковой температуры, обычно до 260°C, но с тщательно контролируемыми скоростями нагрева и охлаждения для предотвращения теплового удара компонента и печатной платы.

5.2 Очистка

Если очистка после пайки необходима, следует использовать только указанные растворители. Неуказанные химические вещества могут повредить пластиковую линзу или корпус. Рекомендуемый метод — погружение светодиода в этиловый или изопропиловый спирт при комнатной температуре на время менее одной минуты. Агрессивная или ультразвуковая очистка не рекомендуется, если она специально не валидирована.

5.3 Хранение и обращение

Светодиоды должны храниться в среде с температурой не выше 30°C и относительной влажностью не более 70%. После извлечения из оригинальной влагозащитной упаковки компоненты желательно припаять в течение одной недели. Для более длительного хранения вне оригинального пакета они должны храниться в герметичном контейнере с осушителем или в атмосфере азота. Если хранение в распакованном виде превышает неделю, перед сборкой требуется прогрев при температуре около 60°C в течение не менее 24 часов для удаления поглощенной влаги и предотвращения "вспучивания" (popcorning) во время оплавления.

6. Корпус и механическая информация

Светодиод соответствует отраслевому стандарту корпуса для SMD-компонентов. В спецификации приведены подробные чертежи с размерами, включая размеры корпуса, выводов и рекомендуемый рисунок контактных площадок (пэдов) на печатной плате. Конструкция бокового свечения означает, что основное излучение света происходит параллельно плоскости печатной платы, что критически важно для применений с боковой подсветкой, таких как ЖК-панели. Устройство поставляется на тисненой несущей ленте шириной 8 мм, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов. Каждая катушка содержит 3000 штук. Упаковка соответствует стандартам ANSI/EIA 481-1-A.

7. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

7.1 Проектирование цепи управления

Светодиоды являются устройствами с токовым управлением. Для обеспечения стабильной работы и постоянной яркости, особенно при параллельном использовании нескольких светодиодов,настоятельно рекомендуетсяиспользовать токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым светодиодом. Номинал резистора рассчитывается на основе напряжения питания (Vcc), прямого напряжения светодиода (VF) и желаемого прямого тока (IF): R = (Vcc - VF) / IF. Параллельное включение нескольких светодиодов без индивидуальных последовательных резисторов не рекомендуется (Модель цепи B в спецификации), поскольку небольшие различия в характеристике прямого напряжения (VF) между отдельными светодиодами могут привести к значительным различиям в распределении тока и, как следствие, к неравномерной яркости.

7.2 Защита от электростатического разряда (ЭСР)

Полупроводниковый переход в светодиодах чувствителен к электростатическому разряду. ЭСР может вызвать мгновенный отказ или скрытое повреждение, которое со временем ухудшает производительность. Для предотвращения повреждения от ЭСР:

• Персонал должен носить заземляющие браслеты или антистатические перчатки при обращении со светодиодами.
• Все рабочие места, инструменты и оборудование должны быть правильно заземлены.
• Используйте ионизаторы для нейтрализации статических зарядов, которые могут накапливаться на пластиковой линзе во время обработки.

7.3 Тепловой режим

Хотя сам светодиод не имеет встроенного радиатора, эффективный тепловой режим на уровне печатной платы важен для долгосрочной надежности. Снижение номинала на 0.4 мА/°C выше 50°C подчеркивает необходимость управления температурой окружающей среды вокруг светодиода. В высокоплотных массивах подсветки обеспечение достаточного воздушного потока или тепловых развязок в разводке печатной платы может помочь сохранить производительность и срок службы.

8. Анализ типовых характеристических кривых

В спецификацию включены несколько графиков, отображающих взаимосвязь ключевых параметров. Хотя конкретные кривые не воспроизводятся в тексте, они обычно показывают:

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока:Эта кривая показывает, как световой выход увеличивается с током, обычно сублинейным образом при высоких токах из-за тепловых эффектов.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Это показывает вольт-амперную характеристику диода, которая является экспоненциальной при низких токах и становится более резистивной при рабочем токе.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Эта кривая демонстрирует уменьшение светового выхода при повышении температуры перехода, что является ключевым фактором для приложений, работающих в теплых условиях.
• Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, показывающий пик при ~611 нм и ширину полосы ~17 нм, подтверждающий оранжевое излучение.

Эти кривые необходимы разработчикам для прогнозирования производительности в нестандартных условиях (разные токи или температуры) и для оптимизации их цепей управления с точки зрения эффективности и стабильности.

9. Сравнение и технологический контекст

Использование чипа AlInGaP является значимым. По сравнению со старыми технологиями, такими как арсенид-фосфид галлия (GaAsP), светодиоды AlInGaP предлагают значительно более высокую эффективность и яркость для красных, оранжевых и желтых длин волн. Корпус бокового свечения отличает этот продукт от светодиодов с верхним излучением. Эта механическая ориентация — не просто выбор упаковки, а функциональное решение, позволяющее реализовать тонкие конструкции дисплеев с боковой подсветкой, где свет вводится в световодную пластину. Сочетание высокопроизводительного материала чипа с этой конкретной геометрией корпуса делает его специализированным компонентом, оптимизированным для доминирующей области применения: подсветки ЖК-панелей, особенно в потребительской электронике, такой как смартфоны, планшеты и мониторы, где пространство ограничено.