Техническая спецификация LTST-S270KFKT - Оранжевый SMD светодиод бокового свечения - 2.0-2.4В - 30мА - 75мВт

1. Обзор продукта

В данном документе представлены полные технические характеристики высокояркого поверхностного светодиода бокового свечения. Устройство использует передовой полупроводниковый кристалл AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для получения яркого оранжевого света. Разработанный для автоматизированных процессов сборки, он поставляется на 8-мм ленте и 7-дюймовых катушках, что делает его подходящим для крупносерийного производства. Продукт соответствует директиве RoHS и классифицируется как экологически безопасный.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основные преимущества данного светодиода включают сверхъяркий выходной сигнал благодаря технологии AlInGaP, совместимость с процессами инфракрасной пайки оплавлением и конструкцию бокового излучения, идеальную для применений, требующих подсветки сбоку компонента. Его корпус стандарта EIA обеспечивает широкую совместимость. Данный светодиод предназначен для применения в потребительской электронике, промышленных индикаторах, автомобильной внутренней подсветке и подсветке, где требуется компактный, надежный и яркий оранжевый индикатор.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельно допустимые рабочие режимы

Пределы работы устройства определены при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Превышение этих значений может привести к необратимому повреждению.

• Рассеиваемая мощность (Pd):75 мВт. Это максимальная мощность, которую корпус может рассеивать в виде тепла.
• Пиковый прямой ток (I_F(пик)):80 мА. Допустим только в импульсном режиме со скважностью 1/10 и длительностью импульса 0.1 мс.
• Постоянный прямой ток (I_F):30 мА постоянного тока. Это рекомендуемый максимальный ток для непрерывной работы.
• Обратное напряжение (V_R):5 В. Приложение обратного напряжения сверх этого предела может привести к пробою светодиодного перехода.
• Диапазон рабочих температур (T_раб):от -30°C до +85°C.
• Диапазон температур хранения (T_хр):от -40°C до +85°C.
• Условия инфракрасной пайки:Выдерживает 260°C в течение 10 секунд, что типично для процессов оплавления бессвинцового припоя.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Ключевые параметры производительности измеряются при Ta=25°C и прямом токе (I_F) 20 мА, если не указано иное.

• Сила света (I_V):45.0 - 90.0 мкд (тип.). Фактическая сила света распределена по бинам (см. Раздел 3). Измеряется с датчиком/фильтром, аппроксимирующим кривую спектральной чувствительности глаза CIE.
• Угол обзора (2θ_1/2):130 градусов (тип.). Такой широкий угол обзора характерен для конструкции линзы бокового свечения.
• Пиковая длина волны излучения (λ_P):611 нм (тип.). Длина волны, на которой спектральная мощность излучения максимальна.
• Доминирующая длина волны (λ_d):605 нм (тип. при I_F=20мА). Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, полученная из диаграммы цветности CIE.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):17 нм (тип.). Мера спектральной чистоты излучаемого света.
• Прямое напряжение (V_F):2.0 - 2.4 В (тип. при I_F=20мА). Падение напряжения на светодиоде при протекании тока.
• Обратный ток (I_R):10 мкА (макс. при V_R=5В). Небольшой ток утечки при обратном смещении светодиода.

Предупреждение об ЭСР:Устройство чувствительно к электростатическому разряду (ЭСР). Для предотвращения повреждения обязательны процедуры правильного обращения, включая использование заземленных браслетов и антистатического оборудования.

3. Объяснение системы бинирования

Сила света светодиодов сортируется по бинам для обеспечения однородности в пределах производственной партии. Код бина определяет минимальный и максимальный диапазон силы света.

• Код бина P:45.0 - 71.0 мкд
• Код бина Q:71.0 - 112.0 мкд
• Код бина R:112.0 - 180.0 мкд
• Код бина S:180.0 - 280.0 мкд

К каждому бину силы света применяется допуск +/-15%. Эта система позволяет разработчикам выбрать подходящий класс яркости для своего применения, балансируя стоимость и производительность.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в спецификации приведены конкретные графические кривые (например, Рисунок 1 для спектрального выхода, Рисунок 6 для угла обзора), типичные зависимости можно описать следующим образом:

• Вольт-амперная характеристика (ВАХ):Прямое напряжение (V_F) демонстрирует логарифмическую зависимость от прямого тока (I_F). Оно относительно постоянно в нормальном рабочем диапазоне, но увеличивается с ростом тока.
• Зависимость силы света от тока:Световой выход приблизительно пропорционален прямому току вплоть до максимального номинального тока. Работа выше номинального тока приводит к сверхлинейному увеличению тепловыделения и потенциальному падению эффективности.
• Температурная зависимость:Прямое напряжение обычно уменьшается с увеличением температуры перехода (отрицательный температурный коэффициент). Сила света, как правило, уменьшается с ростом температуры, что является ключевым фактором для теплового менеджмента в мощных приложениях или приложениях с высокой температурой окружающей среды.
• Спектральное распределение:Спектр излучаемого света сосредоточен вокруг 611 нм (пик) с относительно узкой полушириной 17 нм, что указывает на насыщенный оранжевый цвет.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры и полярность

Светодиод имеет корпус бокового свечения с прозрачной линзой. Детальные чертежи размеров приведены в спецификации, все единицы измерения в миллиметрах (допуск ±0.10 мм, если не указано иное). Корпус разработан в соответствии со стандартами EIA для обеспечения совместимости. Катод обычно идентифицируется визуальным маркером, таким как выемка, зеленая точка или срезанный угол на корпусе. Предоставлены рекомендуемая конфигурация контактных площадок и ориентация для обеспечения правильного позиционирования и пайки во время сборки печатной платы.

5.2 Спецификации на ленте и катушке

Компоненты поставляются на эмбоссированной несущей ленте с защитной крышкой, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм).

• Количество на катушке: 4000
• Минимальный заказ (MOQ) для остатков:500 штук
• Последовательные пропуски компонентов:Максимум два допускается на катушке.
• Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA-481.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Профиль оплавления припоя

Предложен рекомендуемый профиль инфракрасного (ИК) оплавления для процессов сборки с бессвинцовым припоем. Ключевые параметры включают:

• Предварительный нагрев:150–200°C
• Время предварительного нагрева:Максимум 120 секунд.
• Пиковая температура:Максимум 260°C.
• Время выше температуры ликвидуса:Максимум 10 секунд (рекомендуемый профиль на странице 3).
• Профиль должен быть охарактеризован для конкретной конструкции печатной платы, используемой паяльной пасты и печи.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка:

• Температура паяльника:Максимум 300°C.
• Время пайки:Максимум 3 секунды на соединение.
• Ограничьтесь одним циклом пайки, чтобы предотвратить термическое повреждение пластикового корпуса.

6.3 Очистка

Следует использовать только указанные чистящие средства. Рекомендуемые растворители - этиловый или изопропиловый спирт при комнатной температуре. Светодиод следует погружать менее чем на одну минуту. Неуказанные химикаты могут повредить эпоксидную линзу или корпус.

6.4 Условия хранения

Правильное хранение критически важно для сохранения паяемости и предотвращения поглощения влаги (что может вызвать "вспучивание" во время оплавления).

• Запечатанный влагозащитный пакет (MBB):Хранить при ≤30°C и ≤90% относительной влажности. Использовать в течение одного года с даты запечатывания пакета.
• После вскрытия пакета:Хранить при ≤30°C и ≤60% относительной влажности. Рекомендуется завершить ИК-оплавление в течение одной недели после вскрытия.
• Длительное хранение (вскрытое):Хранить в герметичном контейнере с осушителем или в азотном эксикаторе.
• Прогрев (сушка):Если светодиоды находились на открытом воздухе более одной недели, перед пайкой необходимо прогреть их при температуре около 60°C в течение не менее 20 часов для удаления поглощенной влаги.

7. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

7.1 Типичные сценарии применения

Этот оранжевый светодиод бокового свечения идеально подходит для:

• Индикаторы состояния:В потребительской электронике, бытовой технике и сетевом оборудовании, где требуется широкий угол обзора.
• Подсветка:Для краевой подсветки панелей, мембранных переключателей или символов, где боковое излучение является преимуществом.
• Автомобильная внутренняя подсветка:Для подсветки приборной панели или консоли.
• Промышленные панели управления:В качестве сигнальных или индикаторных ламп на оборудовании.

7.2 Рекомендации по проектированию

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный токоограничивающий резистор или драйвер постоянного тока. Рассчитайте значение резистора по формуле R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Для питания 5В и целевого тока I_F=20мА при V_F=2.4В, R = (5 - 2.4) / 0.02 = 130 Ом.
• Тепловой менеджмент:Хотя рассеиваемая мощность мала (75 мВт), обеспечьте достаточную площадь медной фольги на печатной плате или тепловые переходные отверстия, если работа ведется при высоких температурах окружающей среды или близко к максимальному току, чтобы сохранить долговечность светодиода и стабильный световой поток.
• Защита от ЭСР:Включите защитные диоды от ЭСР на чувствительных входных линиях, если светодиод находится в открытом месте, и соблюдайте строгие протоколы обращения с ЭСР во время сборки.
• Оптическое проектирование:Особенность бокового излучения означает, что основной световой поток направлен параллельно поверхности печатной платы. Рассмотрите возможность использования световодов, отражателей или рассеивателей для направления света по мере необходимости.

8. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со стандартными светодиодами с верхним излучением или использующими старые технологии, такие как GaAsP, этот светодиод бокового свечения на основе AlInGaP предлагает явные преимущества:

• Более высокая эффективность (AlInGaP против GaAsP):Технология AlInGaP обеспечивает значительно более высокую световую отдачу, что приводит к более яркому выходному сигналу при том же токе.
• Превосходная насыщенность цвета:Узкая спектральная полуширина (17 нм) создает более чистый и насыщенный оранжевый цвет по сравнению с альтернативами с более широким спектром.
• Гибкость проектирования (боковое свечение):Корпус позволяет реализовать уникальные оптические конструкции, невозможные с верхними излучателями, экономя вертикальное пространство и обеспечивая решения для краевой подсветки.
• Совместимость с современными процессами:Полная совместимость с инфракрасной пайкой оплавлением и автоматическим оборудованием для установки компонентов оптимизирует современные SMT-линии сборки.

9. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?

О1: Пиковая длина волны (λ_P=611нм) - это физическая точка максимальной энергии в спектре. Доминирующая длина волны (λ_d=605нм) - это точка воспринимаемого цвета на диаграмме CIE. λ_dболее актуальна для спецификации цвета.

В2: Могу ли я питать этот светодиод от источника 3.3В без резистора?

О2: Нет. Прямое напряжение составляет ~2.4В. Подключение его напрямую к 3.3В вызовет чрезмерный ток, потенциально превышающий предел в 30мА и повреждающий светодиод. Токоограничивающий резистор всегда необходим.

В3: Зачем нужна система бинирования для силы света?

О3: Производственные вариации вызывают небольшие различия в выходном сигнале. Биннинг сортирует светодиоды на группы с одинаковой яркостью, позволяя разработчикам выбрать подходящий класс и обеспечивая предсказуемую производительность в пределах партии.

В4: Как интерпретировать угол обзора 130 градусов?

О4: Угол обзора (2θ_1/2) - это полный угол, при котором сила света падает до половины своего пикового значения. Угол 130° означает, что свет излучается в очень широком конусе, делая его видимым со многих боковых углов.

В5: Всегда ли требуется прогрев перед пайкой?

О5: Прогрев требуется только в том случае, если светодиоды находились в условиях окружающей среды вне их оригинального запечатанного пакета дольше указанного времени (например, одна неделя при ≤60% относительной влажности). Это предотвращает растрескивание корпуса из-за влаги во время оплавления.

10. Практические примеры проектирования и использования

Пример 1: Панельный индикатор состояния

В панели управления светодиод может быть установлен на краю выреза, а его боковое излучение направлено через световод или матовое окно. Широкий угол обзора обеспечивает видимость индикатора оператору с различных позиций. Простая схема с резистором 150 Ом от вывода GPIO микроконтроллера 5В обеспечивает достаточное управление при ~17 мА.

Пример 2: Последовательная подсветка в потребительском устройстве

Несколько светодиодов могут быть размещены рядом вдоль края корпуса устройства. Управляя ими последовательно через микроконтроллер, можно создать эффект сканирования в стиле "Knight Rider" или индикатор выполнения, используя их боковое излучение для создания бесшовной линии света.

11. Введение в принцип работы технологии

Данный светодиод основан на полупроводниковом материале AlInGaP, выращенном на подложке. При приложении прямого напряжения электроны и дырки рекомбинируют в активной области PN-перехода, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный состав сплава AlInGaP определяет энергию запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны (цвету) излучаемого света - в данном случае оранжевому (~605-611 нм). Корпус бокового свечения включает в себя формованную эпоксидную линзу, которая формирует диаграмму направленности светового потока, выводя его сбоку от кристалла, а не сверху. Эта конструкция часто включает отражающие полости внутри корпуса для перенаправления света.

12. Тенденции и развитие в отрасли

Тенденция в SMD индикаторных светодиодах продолжается в направлении повышения эффективности, уменьшения размеров корпусов и большей интеграции. Хотя AlInGaP остается доминирующей технологией для высокоэффективных красных, оранжевых и желтых светодиодов, текущие исследования сосредоточены на улучшении эффективности извлечения света и термической стабильности. Также наблюдается переход к более точному бинированию и более жестким допускам для удовлетворения требований таких применений, как автомобильное освещение и дисплеи высокого класса. Совместимость с бессвинцовыми высокотемпературными процессами оплавления теперь является стандартным требованием, обусловленным глобальными экологическими нормами. Кроме того, спрос на надежную работу в суровых условиях (более широкие температурные диапазоны, более высокая влажность) продолжает стимулировать прогресс в области герметизации корпусов и материаловедения.