Техническая спецификация LTST-S320TGKT - Бокового свечения SMD светодиод - 3.2x2.0x1.1мм - 3.2В - 76мВт - Зеленый

1. Обзор продукта

LTST-S320TGKT — это высокопроизводительный поверхностно-монтируемый (SMD) светоизлучающий диод (LED) бокового свечения. Он использует передовой полупроводниковый чип из нитрида индия-галлия (InGaN) для генерации яркого зеленого света. Этот компонент специально разработан для применений, где требуется освещение сбоку от компонента, а не сверху. Его компактный корпус стандарта EIA и упаковка в катушках делают его идеальным для массовых автоматизированных процессов сборки, распространенных в современном производстве электроники.

Ключевые преимущества этого светодиода включают его соответствие директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ), что классифицирует его как экологичный продукт. Он оснащен прозрачной линзой, максимизирующей световой поток, и оловянным покрытием выводной рамки для превосходной паяемости. Устройство полностью совместимо с процессами пайки оплавлением в инфракрасной (ИК) печи, что является стандартом для сборки плат с поверхностным монтажом (SMT). Его конструкция обеспечивает совместимость с автоматическим оборудованием для установки компонентов, упрощая производственную линию.

2. Подробный разбор технических характеристик

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа светодиода в таких условиях не рекомендуется. Максимальная рассеиваемая мощность составляет 76 милливатт (мВт) при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Постоянный прямой ток не должен превышать 20 мА. Для импульсного режима допустим пиковый прямой ток 100 мА при строгом скважности 1/10 и длительности импульса 0,1 миллисекунды. Устройство может работать в диапазоне температур окружающей среды от -20°C до +80°C и храниться при температурах от -30°C до +100°C.

2.2 Электрооптические характеристики

Измеренные при стандартных условиях испытаний Ta=25°C и прямом токе (IF) 20 мА, светодиод демонстрирует свои основные показатели производительности. Сила света (Iv) имеет типичное значение 150 милликандел (мкд) с минимальным заданным значением 71,0 мкд. Этот параметр количественно определяет воспринимаемую яркость излучаемого света. Угол обзора (2θ1/2), определяемый как полный угол, при котором интенсивность падает до половины от осевого значения, составляет 130 градусов, обеспечивая широкую диаграмму направленности, подходящую для бокового освещения.

Спектральные характеристики определяются пиковой длиной волны излучения (λP) 530 нанометров (нм) и доминирующей длиной волны (λd) 525 нм. Полуширина спектральной линии (Δλ) составляет 35 нм, что указывает на чистоту зеленого цвета. Электрически, прямое напряжение (VF) обычно составляет 3,2 вольта в диапазоне от 2,8В до 3,6В. Обратный ток (IR) гарантированно не превышает 10 микроампер (мкА) при приложении обратного напряжения (VR) 5В, хотя устройство не предназначено для работы в обратном смещении.

3. Объяснение системы бинирования

Для обеспечения стабильности при массовом производстве светодиоды сортируются в бины по ключевым параметрам. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям по допускам для их применения.

3.1 Бинирование по прямому напряжению

Прямое напряжение разбивается на бины с шагом 0,2В. Коды бинов D7, D8, D9 и D10 соответствуют диапазонам напряжения 2,80-3,00В, 3,00-3,20В, 3,20-3,40В и 3,40-3,60В соответственно, каждый с допуском ±0,1В.

3.2 Бинирование по силе света

Сила света категоризируется в бины Q, R и S. Бин Q охватывает 71,0-112,0 мкд, бин R — 112,0-180,0 мкд, а бин S — 180,0-280,0 мкд. Внутри каждого бина применяется допуск ±15%.

3.3 Бинирование по доминирующей длине волны

Доминирующая длина волны, определяющая воспринимаемый цвет, разбита на бины AP (520,0-525,0 нм), AQ (525,0-530,0 нм) и AR (530,0-535,0 нм). Допуск для каждого бина составляет ±1 нм.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в спецификации приводятся ссылки на конкретные графические кривые (например, Рисунок 1 для спектрального распределения, Рисунок 5 для угла обзора), их типичное поведение можно описать. Зависимость между прямым током (IF) и прямым напряжением (VF) является экспоненциальной, что характерно для диода. Сила света примерно пропорциональна прямому току в рекомендуемом рабочем диапазоне. Пиковая длина волны может демонстрировать небольшое отрицательное смещение (в сторону более коротких волн) с увеличением тока и положительное смещение (в сторону более длинных волн) с ростом температуры перехода. Понимание этих тенденций имеет решающее значение для проектирования стабильных и согласованных систем освещения.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод соответствует стандартному посадочному месту для SMD. Ключевые размеры включают длину, ширину и высоту корпуса. В спецификации приводится подробный механический чертеж со всеми критическими размерами, включая расстояние между выводами и общие габариты, что важно для проектирования посадочного места на печатной плате (PCB).

5.2 Идентификация полярности и разводка контактных площадок

Компонент имеет четкую маркировку полярности, обычно выемку или точку на корпусе, указывающую на катод. В спецификацию включен чертеж рекомендуемых размеров контактных площадок для обеспечения правильного формирования паяного соединения и механической стабильности. Также рекомендуется оптимальная ориентация для процесса пайки, чтобы предотвратить "эффект надгробия" (когда один конец отрывается от площадки).

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением в ИК-печи

Устройство сертифицировано для процессов бессвинцовой пайки. Предоставляется рекомендуемый профиль оплавления, соответствующий стандартам JEDEC. Ключевые параметры включают зону предварительного нагрева (150-200°C), контролируемый нагрев, пиковую температуру не выше 260°C и время выше 260°C, ограниченное максимум 10 секундами. Общее время предварительного нагрева должно составлять максимум 120 секунд. Этот профиль должен быть тщательно охарактеризован для конкретной сборки печатной платы, чтобы обеспечить надежность.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, необходимо соблюдать крайнюю осторожность. Температура жала паяльника не должна превышать 300°C, а время контакта с любым выводом должно быть ограничено максимум 3 секундами. Это следует выполнять только один раз, чтобы предотвратить термическое повреждение эпоксидного корпуса и полупроводникового кристалла.

6.3 Очистка и хранение

Если требуется очистка после пайки, следует использовать только указанные спиртовые растворители, такие как изопропиловый или этиловый спирт. Погружение должно производиться при нормальной температуре менее одной минуты. Неуказанные химикаты могут повредить корпус. Для хранения невскрытые влагозащитные пакеты должны храниться при температуре ≤30°C и относительной влажности (RH) ≤90%. После вскрытия светодиоды следует хранить при ≤30°C и ≤60% RH и использовать в течение одной недели. Для более длительного хранения вне оригинального пакета перед пайкой рекомендуется прогрев при 60°C в течение не менее 20 часов для удаления поглощенной влаги и предотвращения "вспучивания" ("popcorning") во время оплавления.

7. Информация об упаковке и заказе

Светодиоды поставляются на 8-миллиметровой эмбоссированной несущей ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). Каждая катушка содержит 3000 штук. Карманы ленты запечатаны защитной верхней покрывающей лентой. Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA-481. Для остаточных количеств применяется минимальная упаковочная партия в 500 штук.

8. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

8.1 Типичные сценарии применения

Этот светодиод бокового свечения идеально подходит для применений, требующих боковой подсветки или индикации состояния сбоку устройства. Распространенные области использования включают подсветку мембранных переключателей, боковую подсветку ЖК-дисплеев в портативных устройствах, индикаторы состояния на рамках потребительской электроники (например, маршрутизаторы, ТВ-приставки) и подсветку символов или текста на передних панелях.

8.2 Проектирование схемы

При питании светодиода от источника напряжения обязателен токоограничивающий резистор. Его номинал (R) можно рассчитать по закону Ома: R = (V_питания - VF) / IF, где VF — прямое напряжение светодиода (для консервативного расчета используйте максимальное значение), а IF — желаемый прямой ток (например, 20 мА). Для оптимальной яркости и стабильности цвета, особенно при изменении температуры, предпочтительно питать светодиод от источника постоянного тока.

8.3 Тепловой режим

Хотя рассеиваемая мощность мала, правильное тепловое проектирование на печатной плате важно для долгосрочной надежности. Обеспечение достаточной площади меди вокруг контактных площадок светодиода помогает рассеивать тепло и поддерживать более низкую температуру перехода, что сохраняет световой поток и срок службы.

8.4 Меры предосторожности от ЭСР (электростатического разряда)

Светодиоды чувствительны к электростатическому разряду. Процедуры обращения должны включать использование заземленных браслетов, антистатических ковриков и проводящих контейнеров. Все сборочное оборудование должно быть правильно заземлено.

9. Техническое сравнение и отличительные особенности

Основным отличием этого компонента является его боковая оптическая конструкция, которая отличается от более распространенных SMD светодиодов с верхним излучением. По сравнению со старыми технологиями, такими как AlGaInP (для красного/желтого), чип InGaN обеспечивает более высокую эффективность и яркость в зеленом/синем спектре. Угол обзора 130 градусов обеспечивает очень широкое освещение, что является преимуществом для применений, требующих распространения света вдоль поверхности. Его совместимость со стандартными процессами ИК-оплавления соответствует современной SMT-сборке, в отличие от старых выводных светодиодов, требующих волновой пайки.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Могу ли я питать этот светодиод без токоограничивающего резистора?

О: Нет. Светодиод — это прибор, управляемый током. Подключение его напрямую к источнику напряжения вызовет чрезмерный ток, который мгновенно его разрушит. Всегда используйте последовательный резистор или драйвер постоянного тока.

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

О: Пиковая длина волны (λP) — это длина волны, на которой спектральная плотность мощности максимальна. Доминирующая длина волны (λd) определяется по диаграмме цветности CIE и представляет собой длину волны чистого монохроматического света, соответствующую воспринимаемому цвету светодиода. λd более актуальна для спецификации цвета.

В: Могу ли я использовать этот светодиод для непрерывной работы на 20мА?

О: Да, 20мА — это рекомендуемый постоянный прямой ток. Однако убедитесь, что температура окружающей среды и тепловая конструкция печатной платы позволяют температуре перехода оставаться в безопасных пределах для поддержания заявленных характеристик и долговечности.

В: Почему условия хранения так важны для SMD светодиодов?

О: Эпоксидный пластиковый корпус может поглощать влагу из воздуха. Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта захваченная влага может быстро испаряться, создавая внутреннее давление, которое может привести к растрескиванию корпуса или отслоению кристалла — явление, известное как "вспучивание" ("popcorning"). Правильное хранение и прогрев предотвращают это.

11. Практический пример применения

Сценарий: Проектирование бокового индикатора состояния для беспроводного маршрутизатора.Светодиод должен быть установлен на основной печатной плате, которая собирается с использованием бессвинцового процесса ИК-оплавления. Свет должен проходить через небольшое окно на боковой стороне пластикового корпуса маршрутизатора, чтобы указывать "питание включено" и "сетевая активность" (мигание).



Реализация:LTST-S320TGKT выбран за его боковое излучение и зеленый цвет. Два светодиода размещены у края печатной платы, выровнены со световодами в корпусе. Посадочное место на плате спроектировано в соответствии с рекомендуемыми размерами контактных площадок из спецификации. Рассчитан токоограничивающий резистор 150 Ом для питания 5В (используя VF_max=3,6В, IF=20мА: R = (5-3,6)/0,02 = 70 Ом, резистор 150 Ом обеспечивает более безопасный ток ~9мА). Вывод GPIO микроконтроллера управляет светодиодом через этот резистор. Сборка следует указанному профилю оплавления, и готовое изделие обеспечивает четкое, широкоугольное боковое освещение.

12. Введение в принцип работы технологии

Этот светодиод основан на технологии полупроводников InGaN. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны и дырки инжектируются в активную область. Их рекомбинация высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава нитрида индия-галлия в квантово-размерной структуре определяет ширину запрещенной зоны и, следовательно, длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае зеленый около 530 нм. Боковое свечение достигается за счет размещения кристалла внутри корпуса и формирования отражателя и эпоксидной линзы, которые направляют основной световой поток вбок.

13. Тенденции отрасли

Тенденция в области SMD светодиодов продолжается в сторону повышения эффективности (больше люмен на ватт), уменьшения размеров корпусов для применений с высокой плотностью и улучшения стабильности цвета за счет более жесткого бинирования. Также растет акцент на надежности в жестких условиях (более высокая температура, влажность) для автомобильных и промышленных применений. Кроме того, интеграция управляющей электроники непосредственно с кристаллом светодиода (например, для адресуемых RGB светодиодов) является значительным развитием, хотя для простых индикаторных светодиодов, подобных этому, основное внимание остается на экономической эффективности, надежности и совместимости с автоматизированными высокоскоростными сборочными линиями.