Техническая документация LTST-S33GBEGK-SN - Боковой SMD светодиод RGB - 3.2x1.6x0.6мм - 20мА

1. Обзор продукта

Настоящий документ содержит полные технические характеристики LTST-S33GBEGK-SN — бокового полноцветного SMD светодиода. Этот компонент предназначен для автоматизированного монтажа на печатные платы и подходит для применений с ограниченным пространством в широком спектре потребительской и промышленной электроники.

1.1 Особенности

• Соответствует экологическим стандартам RoHS.
• Сверхтонкий (0.6 мм) корпус бокового свечения с оловянным покрытием для улучшенной паяемости.
• Использует высокоэффективные полупроводниковые кристаллы на основе InGaN (синий/зеленый) и AlInGaP (красный).
• Поставляется на 8-мм ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, для автоматизированного монтажа.
• Соответствует стандартным габаритным размерам EIA.
• Логика управления, совместимая с микросхемами.
• Полностью совместим со стандартным автоматическим монтажным оборудованием.
• Рассчитан на процессы инфракрасной пайки оплавлением.

1.2 Области применения

Данный светодиод предназначен для использования в различном электронном оборудовании, где критически важны компактные размеры и надежная работа. Типичные области применения включают:

• Телекоммуникационные устройства и оборудование для офисной автоматизации.
• Бытовая техника и промышленные панели управления.
• Подсветка клавиатур и кнопок.
• Индикаторы состояния и питания.
• Микродисплеи и подсветка символов.
• Сигнальные светильники.

2. Технические параметры: Подробный объективный анализ

В следующих разделах представлен детальный разбор рабочих характеристик светодиода в стандартных условиях испытаний (Ta=25°C).

2.1 Предельно допустимые параметры

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

• Рассеиваемая мощность (Pd):Синий/Зеленый: макс. 76 мВт; Красный: макс. 50 мВт. Этот параметр критически важен для проектирования теплового режима.
• Пиковый прямой ток (I_FP):Синий/Зеленый: 100 мА (скважность 1/10, импульс 0.1 мс); Красный: 80 мА. Только для импульсного режима.
• Постоянный прямой ток (I_F):20 мА для всех цветов. Это рекомендуемый ток непрерывной работы.
• Диапазон рабочих температур (T_opr):от -20°C до +80°C.
• Диапазон температур хранения (T_stg):от -30°C до +100°C.
• Условия инфракрасной пайки:Выдерживает пиковую температуру 260°C в течение 10 секунд, подходит для бессвинцовых процессов оплавления.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Измерено при I_F= 20 мА, Ta = 25°C, если не указано иное.

• Сила света (I_V):
  • Синий: 224 - 450 мкд (мин. - макс.).
  • Красный: 400 - 750 мкд.
  • Зеленый: 1120 - 1900 мкд.
• Угол обзора (2θ_1/2):Типичное значение 130 градусов. Такой широкий угол обзора характерен для корпусов бокового свечения.
• Пиковая длина волны излучения (λ_P):Типичные значения: Синий: 468 нм, Красный: 632 нм, Зеленый: 518 нм.
• Доминирующая длина волны (λ_d):
  • Синий: 465 - 475 нм.
  • Красный: 618 - 628 нм.
  • Зеленый: 520 - 530 нм.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):Типичные значения: Синий: 25 нм, Красный: 17 нм, Зеленый: 35 нм. Этот параметр указывает на спектральную чистоту излучаемого света.
• Прямое напряжение (V_F):
  • Синий/Зеленый: 2.55 - 3.30 В.
  • Красный: 1.90 - 2.50 В.
• Обратный ток (I_R):Максимум 10 мкА при V_R= 5В. Примечание: устройство не предназначено для работы в обратном смещении; данный параметр указан только для целей ИК-тестирования.

3. Объяснение системы сортировки

Светодиоды сортируются по группам (бинаризация) на основе ключевых электрических и оптических параметров для обеспечения стабильности в массовом производстве. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям приложения по цвету и равномерности яркости.

3.1 Сортировка по прямому напряжению (V_F)

При I_F= 20 мА. Допуск для каждой группы составляет ±0.1В.

• Синий и Зеленый:Группа 1: 2.55-3.05В; Группа 2: 3.05-3.30В.
• Красный:Группа 1: 1.90-2.20В; Группа 2: 2.20-2.50В.

3.2 Сортировка по силе света (I_V)

При I_F= 20 мА. Допуск для каждой группы составляет ±15%.

• Синий:S2 (224-280 мкд), T1 (280-355 мкд), T2 (355-450 мкд).
• Красный:U1 (400-500 мкд), U2 (500-600 мкд), U3 (600-750 мкд).
• Зеленый:W1 (1120-1380 мкд), W2 (1380-1640 мкд), W3 (1640-1900 мкд).

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в техническом описании приведены ссылки на конкретные графические данные, типичные зависимости описаны ниже на основе стандартной физики светодиодов.

4.1 Вольт-амперная характеристика (I-V)

Прямое напряжение (V_F) демонстрирует логарифмическую зависимость от прямого тока (I_F). Оно увеличивается с ростом тока, но также зависит от температуры, как правило, уменьшаясь при повышении температуры перехода.

4.2 Зависимость силы света от тока (I_V-I_F)

Сила света приблизительно пропорциональна прямому току в нормальном рабочем диапазоне. Однако эффективность может снижаться при очень высоких токах из-за усиления тепловых эффектов и явления "droop" в полупроводниковом материале.

4.3 Температурная зависимость

Работа светодиодов значительно зависит от температуры перехода (T_j). Как правило, сила света уменьшается с ростом T_j. Прямое напряжение (V_F) для светодиодов на основе InGaN (синий/зеленый) обычно снижается с повышением температуры, в то время как для светодиодов на основе AlInGaP (красный) это снижение менее выражено. Правильный теплоотвод и управление током необходимы для поддержания стабильного оптического выхода и долгосрочной надежности.

4.4 Спектральное распределение

Спектр излучаемого света характеризуется пиковой длиной волны (λ_P) и полушириной спектра (Δλ). Доминирующая длина волны (λ_d) — это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом. Спектр может незначительно смещаться при изменении тока накачки и температуры перехода.

5. Механическая и корпусная информация

5.1 Габаритные размеры корпуса

LTST-S33GBEGK-SN выполнен в корпусе бокового свечения SOP (Small Outline Package). Ключевые размеры (в миллиметрах) следующие, с общим допуском ±0.1мм: длина корпуса составляет примерно 3.2 мм, ширина — 1.6 мм, а высота — 0.6 мм, что делает его сверхтонким компонентом. Распиновка: Вывод 1: катод зеленого, Вывод 3: анод красного, Вывод 4: анод синего (конкретные функции выводов следует уточнять по схеме корпуса).

5.2 Рекомендуемая контактная площадка на плате и полярность

Предоставлен рекомендуемый рисунок контактных площадок на печатной плате для обеспечения правильного формирования паяного соединения и механической стабильности во время оплавления. Конструкция учитывает формирование паяльного мениска и предотвращение эффекта "гробового камня". Четкая маркировка полярности на шелкографии платы, соответствующая индикатору вывода 1 светодиода, крайне важна для предотвращения неправильной установки.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Условия инфракрасной пайки оплавлением (бессвинцовый процесс)

Устройство сертифицировано для бессвинцовой инфракрасной пайки оплавлением. Рекомендуемый профиль включает стадию предварительного нагрева, зону выдержки, зону оплавления с пиковой температурой не выше 260°C в течение 10 секунд и контролируемую фазу охлаждения. Соблюдение этого профиля критически важно для предотвращения теплового повреждения корпуса светодиода и внутренних проводных соединений.

6.2 Очистка

Если очистка после пайки необходима, следует использовать только указанные растворители. Допустимо погружение светодиода в этиловый или изопропиловый спирт при комнатной температуре на время менее одной минуты. Использование неуказанных или агрессивных химических очистителей может повредить эпоксидную линзу и материал корпуса, что приведет к снижению светового потока или преждевременному выходу из строя.

6.3 Хранение и обращение

• Меры предосторожности от ЭСР:Светодиоды чувствительны к электростатическому разряду (ЭСР). Обращение должно осуществляться с использованием заземленных браслетов, антистатических ковриков и контейнеров. Все оборудование должно быть правильно заземлено.
• Чувствительность к влаге:Корпус имеет уровень чувствительности к влаге MSL 3. Когда оригинальный влагозащитный пакет запечатан с осушителем, хранение должно осуществляться при температуре ≤30°C и влажности ≤90%, срок годности — один год. После вскрытия компоненты должны храниться при температуре ≤30°C и влажности ≤60% и должны быть подвергнуты ИК-оплавлению в течение одной недели. Для хранения вне оригинального пакета более одной недели перед пайкой требуется прогрев при 60°C в течение не менее 20 часов для удаления поглощенной влаги и предотвращения "вспучивания" (popcorning) во время оплавления.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации на ленте и катушке

Светодиоды поставляются на тисненой несущей ленте шириной 8 мм. Лента намотана на стандартную катушку диаметром 7 дюймов (178 мм). Каждая катушка содержит 3000 штук. Карманы ленты запечатаны защитной верхней покровной лентой. Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA-481. Для количеств меньше полной катушки применяется минимальная упаковочная партия в 500 штук для остатков.

8. Рекомендации по применению

8.1 Вопросы проектирования

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный токоограничивающий резистор или источник постоянного тока для установки I_Fна желаемый уровень (обычно макс. 20 мА постоянного тока). Значение резистора рассчитывается как R = (Напряжение питания - V_F) / I_F.
• Тепловой режим:Хотя рассеиваемая мощность мала, обеспечьте достаточную площадь медной фольги на плате или тепловые переходные отверстия, особенно для красного светодиода, у которого ниже рейтинг Pd, чтобы отводить тепло от перехода светодиода и поддерживать производительность и долговечность.
• Оптическое проектирование:Природа бокового свечения этого корпуса идеально подходит для боковой подсветки световодов, освещения символов сбоку или предоставления индикации состояния на краю платы. Учитывайте угол обзора 130 градусов при проектировании световодов или линз.

8.2 Типовые схемы включения

Для простого использования в качестве индикатора каждый цветовой канал (красный, зеленый, синий) может управляться независимо через вывод GPIO микроконтроллера через подходящий токоограничивающий резистор. Для получения многоцветного или белого света (путем смешения RGB) рекомендуется более сложное ШИМ (PWM) управление для достижения смешения цветов и диммирования без изменения цветности.

9. Техническое сравнение и отличия

Основными отличительными факторами данного компонента являются егосверхтонкий профиль 0.6 ммибоковое свечение. По сравнению со светодиодами с верхним излучением, этот корпус позволяет реализовывать инновационные промышленные дизайны, где вертикальное пространство крайне ограничено, например, в сверхтонких мобильных устройствах, носимой электронике или за панелями. Интеграция трех различных высокоэффективных кристаллов (InGaN синий/зеленый, AlInGaP красный) в одном компактном корпусе бокового свечения предлагает полноцветное решение в форм-факторе, обычно зарезервированном для одноцветных боковых светодиодов.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 Можно ли подавать на светодиод ток более 20 мА для увеличения яркости?

Не рекомендуется непрерывная работа выше абсолютно максимального постоянного прямого тока 20 мА, так как это превысит рейтинг рассеиваемой мощности, приведет к чрезмерной температуре перехода, ускоренной деградации светового потока и потенциальному катастрофическому отказу. Для более высокой яркости выбирайте светодиод из группы с более высокой силой света или рассмотрите импульсный режим работы в пределах пиковых значений тока.

10.2 Почему прямое напряжение различается для каждого цвета?

Прямое напряжение является фундаментальным свойством, определяемым шириной запрещенной зоны полупроводникового материала. Синие и зеленые светодиоды используют материалы InGaN с более широкой запрещенной зоной, что приводит к более высокому V_F(обычно ~3.0В). Красные светодиоды используют материал AlInGaP с более узкой запрещенной зоной, что приводит к более низкому V_F(обычно ~2.0В). Это необходимо учитывать при проектировании схемы, особенно при питании нескольких цветов от одного источника напряжения.

10.3 Как интерпретировать коды сортировки?

Коды групп (например, T1 для силы света синего, U2 для силы света красного, Группа 1 для напряжения) используются при производстве для сортировки светодиодов на основе измеренных характеристик. Для приложений, требующих однородности цвета или яркости (например, массивы из нескольких светодиодов, подсветка), критически важно указывать и использовать светодиоды из одной и той же группы. Обратитесь к таблицам кодов групп в разделах 3.1 и 3.2, чтобы выбрать подходящий диапазон характеристик для вашей конструкции.

11. Пример практического применения

Сценарий: Индикатор состояния на тонкой материнской плате потребительского устройства.Разработчик создает умные часы с ограничением толщины материнской платы в 1.0 мм. На краю платы требуется многоцветный индикатор состояния (например, зарядка=Красный, полный заряд=Зеленый, подключен Bluetooth=Синий). LTST-S33GBEGK-SN является идеальным выбором. Его высота 0.6 мм укладывается в механические ограничения. Боковое свечение позволяет свету напрямую попадать в небольшой световод, ведущий к ободку устройства, освещая небольшое окошко. Разработчик разместит на плате три независимые схемы управления (вывод микроконтроллера + резистор) для каждого цветового канала, следуя рекомендуемому рисунку контактных площадок. Он укажет светодиоды из одинаковых групп V_Fи I_Vчтобы обеспечить равномерную яркость и цветовое восприятие для всех устройств в производстве.

12. Введение в принцип работы

Светодиоды (LED) — это полупроводниковые устройства, излучающие свет посредством электролюминесценции. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны и дырки инжектируются в активную область, где они рекомбинируют. Энергия, выделяемая при этой рекомбинации, излучается в виде фотонов (света). Цвет (длина волны) излучаемого света определяется энергией запрещенной зоны полупроводникового материала, используемого в активной области. LTST-S33GBEGK-SN объединяет три таких p-n перехода, изготовленных из разных полупроводниковых материалов (InGaN для синего/зеленого, AlInGaP для красного), в едином эпоксидном корпусе, каждый со своими отдельными электрическими выводами.

13. Технологические тренды

Развитие SMD светодиодов продолжает фокусироваться на нескольких ключевых направлениях:Повышение эффективности (лм/Вт):Постоянные улучшения в эпитаксиальном росте и конструкции кристаллов дают больше светового потока на единицу потребляемой электрической мощности.Миниатюризация:Корпуса становятся меньше и тоньше, что позволяет более плотной интеграции и новым форм-факторам в потребительской электронике.Улучшение цветопередачи и однородности:Достижения в технологии люминофоров (для белых светодиодов) и более строгие процессы сортировки позволяют добиться более точного и равномерного воспроизведения цвета.Повышенная надежность и срок службы:Усовершенствованные материалы корпусов и конструкции теплового режима увеличивают срок службы, делая светодиоды пригодными для более требовательных применений. Представленный в этом описании боковой многокристальный корпус является ответом на спрос на компактные, интегрированные осветительные решения в устройствах с ограниченным пространством.