Боковой SMD светодиод зеленый 530нм - корпус EIA - 20мА - 76мВт - Техническая спецификация

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики высокоинтенсивного светодиода для поверхностного монтажа (SMD) с боковым излучением. Компонент использует полупроводниковый чип InGaN (нитрид индия-галлия) для генерации зеленого света. Он предназначен для автоматизированных процессов сборки и совместим с инфракрасной пайкой оплавлением, что делает его подходящим для крупносерийного производства. Светодиоды поставляются на 8-миллиметровой ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, в соответствии со стандартной упаковкой EIA (Альянс электронной промышленности) для обеспечения единообразия обработки и установки.

1.1 Ключевые особенности и преимущества

• Высокая яркость:Используется технология сверхъяркого чипа InGaN.
• Боковое излучение:Конструкция корпуса обеспечивает излучение света сбоку, что идеально подходит для подсветки в устройствах с тонким профилем.
• Совместимость с автоматизацией:Полностью совместим с автоматическим оборудованием для захвата и установки, а также со стандартными профилями инфракрасной пайки оплавлением.
• Бессвинцовый и соответствующий директиве RoHS:Устройство соответствует директиве об ограничении использования опасных веществ (RoHS).
• Совместимость с ИС:Может управляться непосредственно выходами стандартных интегральных схем.

1.2 Целевые области применения

Данный светодиод предназначен для применения в качестве индикаторов общего назначения и для подсветки в потребительской электронике, офисном оборудовании, устройствах связи и бытовой технике. Его боковое излучение делает его особенно полезным для краевой подсветки панелей, индикаторов состояния на печатных платах и подсветки ЖК-дисплеев в портативных устройствах.

2. Технические характеристики и углубленный анализ

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

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

• Рассеиваемая мощность (Pd):76 мВт. Это максимальная мощность, которую корпус светодиода может рассеивать в виде тепла при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.
• Постоянный прямой ток (IF):20 мА постоянного тока. Рекомендуемый ток для установившегося режима работы.
• Пиковый прямой ток:100 мА, допустим только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс). Это позволяет создавать кратковременные вспышки высокой интенсивности.
• Диапазон рабочих температур:от -20°C до +80°C. Диапазон температуры окружающей среды для надежной работы.
• Диапазон температур хранения:от -30°C до +100°C.
• Температура пайки:Выдерживает 260°C в течение 10 секунд, что типично для бессвинцовых процессов пайки оплавлением.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измеряются при Ta=25°C и IF=20мА, если не указано иное. Они определяют производительность в нормальных рабочих условиях.

• Сила света (Iv):Диапазон от минимальных 71.0 мкд до типичных максимальных 450.0 мкд. Интенсивность измеряется с помощью датчика с фильтром, соответствующим фотопической кривой чувствительности человеческого глаза (кривая МКО).
• Угол обзора (2θ_1/2):130 градусов. Это полный угол, при котором интенсивность света падает до половины от пикового (осевого) значения, что указывает на очень широкую диаграмму направленности, подходящую для бокового освещения.
• Пиковая длина волны (λ_P):530 нм. Длина волны, на которой спектральная мощность излучения максимальна.
• Доминирующая длина волны (λ_d):525 нм. Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, которая определяет цвет светодиода, полученная из цветовой диаграммы МКО.
• Спектральная ширина (Δλ):35 нм. Ширина спектра излучения на половине максимальной интенсивности (полная ширина на половине максимума - FWHM).
• Прямое напряжение (V_F):Типично 3.2В, с диапазоном от 2.8В до 3.6В при 20мА. Это падение напряжения на светодиоде при протекании тока.
• Обратный ток (I_R):Максимум 10 мкА при обратном напряжении (V_R) 5В.Важно:Данное устройство не предназначено для работы в обратном смещении; этот параметр предназначен только для целей тестирования утечки.

3. Объяснение системы бинирования

Для обеспечения стабильности производства светодиоды сортируются по бинам производительности. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям по напряжению, яркости и цвету.

3.1 Бинирование по прямому напряжению

Изделия распределяются по бинам на основе их прямого напряжения (V_F) при 20мА. Допуск каждого бина составляет ±0.1В.

• D7:2.80В – 3.00В
• D8:3.00В – 3.20В
• D9:3.20В – 3.40В
• D10:3.40В – 3.60В

3.2 Бинирование по силе света

Изделия распределяются по бинам на основе их силы света (I_v) при 20мА. Допуск каждого бина составляет ±15%.

• Q:71.0 мкд – 112.0 мкд
• R:112.0 мкд – 180.0 мкд
• S:180.0 мкд – 280.0 мкд
• T:280.0 мкд – 450.0 мкд

3.3 Бинирование по доминирующей длине волны

Изделия распределяются по бинам на основе их доминирующей длины волны (λ_d) при 20мА. Допуск каждого бина составляет ±1нм.

• AP:520.0 нм – 525.0 нм
• AQ:525.0 нм – 530.0 нм
• AR:530.0 нм – 535.0 нм

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в спецификации приведены конкретные графики, типичные тенденции производительности можно описать:

4.1 Зависимость прямого тока от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

Светодиод демонстрирует нелинейную ВАХ, типичную для диода. Прямое напряжение увеличивается логарифмически с ростом тока. Работа при токе, значительно превышающем рекомендуемые 20мА, вызовет непропорциональное увеличение V_Fи рассеиваемой мощности (тепла).

4.2 Зависимость силы света от прямого тока

Световой поток (сила света) приблизительно пропорционален прямому току в рекомендуемом рабочем диапазоне. Однако эффективность может снижаться при очень высоких токах из-за повышения температуры перехода.

4.3 Температурная зависимость

Характеристики светодиода чувствительны к температуре. При увеличении температуры перехода:

• Прямое напряжение (V_F):Немного уменьшается.
• Сила света (I_v):Уменьшается. Скорость этого уменьшения является ключевым фактором при проектировании теплового режима.
• Длина волны (λ_d):Может незначительно смещаться, обычно в сторону более длинных волн (красное смещение).

5. Механическая и упаковочная информация

5.1 Габаритные размеры корпуса и полярность

Светодиод поставляется в стандартном SMD-корпусе, соответствующем стандарту EIA. В спецификации приведен подробный чертеж с размерами. Катод обычно маркируется, часто выемкой, зеленой точкой или другой длиной/формой вывода. Правильная полярность необходима для работы.

5.2 Рекомендуемый рисунок контактных площадок на печатной плате

Предоставлена рекомендуемая конфигурация контактных площадок для обеспечения надежных паяных соединений и правильного позиционирования во время пайки оплавлением. Следование этому рисунку помогает предотвратить "эффект надгробия" (подъем компонента на одном конце) и обеспечивает хорошее тепловое и электрическое соединение.

6. Руководство по монтажу, пайке и обращению

6.1 Профиль групповой пайки оплавлением

Предоставлен рекомендуемый профиль инфракрасной пайки оплавлением для бессвинцовых процессов, соответствующий стандартам JEDEC. Ключевые параметры включают:

• Предварительный нагрев:150–200°C до 120 секунд для постепенного нагрева платы и активации флюса.
• Пиковая температура:Максимум 260°C.
• Время выше температуры ликвидуса:Профиль должен ограничивать время, в течение которого выводы светодиода находятся выше температуры плавления припоя, максимум 10 секунд, и пайка оплавлением не должна выполняться более двух раз.

Примечание:Оптимальный профиль зависит от конкретной конструкции печатной платы, паяльной пасты и печи. Предоставленный профиль служит отправной точкой.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, используйте паяльник с регулировкой температуры, установленной на максимум 300°C. Ограничьте время пайки до 3 секунд на вывод и паяйте только один раз.

6.3 Очистка

Если требуется очистка после пайки, используйте только указанные растворители. Погрузите светодиод в этиловый или изопропиловый спирт при комнатной температуре менее чем на одну минуту. Не используйте ультразвуковую очистку или неуказанные химикаты, так как они могут повредить пластиковую линзу или корпус.

6.4 Хранение и чувствительность к влаге

Светодиоды чувствительны к влаге. Если оригинальный герметичный влагозащитный пакет (с осушителем) не вскрыт, их следует хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤90% и использовать в течение одного года. После вскрытия пакета условия хранения не должны превышать 30°C и 60% относительной влажности. Компоненты, извлеченные из оригинальной упаковки, должны быть припаяны оплавлением в течение одной недели. Для более длительного хранения вне оригинального пакета храните в герметичном контейнере с осушителем или в азотном эксикаторе. Если хранение в открытом виде превышает неделю, перед сборкой рекомендуется прокалка при температуре около 60°C в течение не менее 20 часов для удаления поглощенной влаги и предотвращения "вспучивания" ("popcorning") во время пайки оплавлением.

6.5 Меры предосторожности от электростатического разряда (ЭСР)

Светодиоды чувствительны к электростатическому разряду. Всегда обращайтесь с ними в зоне, защищенной от ЭСР, используя заземленные браслеты, антистатические коврики и проводящие контейнеры. Все оборудование должно быть правильно заземлено.

7. Информация об упаковке и заказе

7.1 Спецификация на ленте и в катушке

Светодиоды поставляются на 8-миллиметровой эмбоссированной несущей ленте, запечатанной верхней покровной лентой. Лента намотана на стандартные катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). Каждая катушка содержит 4000 штук. Для количеств меньше полной катушки минимальная упаковочная партия для остатков составляет 500 штук.

7.2 Структура номера детали

Номер детали LTST-S220TGKT кодирует ключевые атрибуты:

• LTST:Вероятно, обозначает семейство продуктов (SMD светодиоды Lite-On).
• S220:Вероятно, указывает на тип/размер корпуса (боковой, 220 мил? - специфично для производителя).
• TGKT:Вероятно, обозначает цвет (зеленый), коды бинов для интенсивности/длины волны/напряжения и, возможно, упаковку на ленте/катушке. Точная расшифровка специфична для производителя.

8. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

8.1 Ограничение тока

Светодиод — это устройство, управляемое током. Всегда используйте последовательный токоограничивающий резистор или схему драйвера постоянного тока. Значение резистора можно рассчитать по закону Ома: R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Используйте максимальное V_Fиз спецификации (3.6В), чтобы обеспечить достаточный ток при любых условиях.

8.2 Тепловой режим

Хотя рассеиваемая мощность мала (76мВт), правильная разводка печатной платы важна для долгосрочной надежности. Обеспечьте достаточную площадь меди вокруг контактных площадок светодиода для использования в качестве радиатора, особенно при работе при высоких температурах окружающей среды или близко к максимальному току.

8.3 Оптическое проектирование

Боковой угол обзора 130 градусов обеспечивает широкое, рассеянное освещение. Для приложений, требующих более сфокусированного света, могут потребоваться внешние линзы или световоды. Учитывайте взаимодействие диаграммы направленности светодиода с соседними компонентами и корпусами.

9. Техническое сравнение и отличия

Основными отличительными особенностями данного светодиода являются егобоковой корпуситехнология чипа InGaN. По сравнению со светодиодами с верхним излучением, он предназначен для направления света параллельно поверхности печатной платы, экономя вертикальное пространство. Технология InGaN обеспечивает высокую яркость и эффективность в зеленой/синей областях спектра по сравнению со старыми технологиями, такими как AlGaAs.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

10.1 Можно ли питать этот светодиод без токоограничивающего резистора?

No.Подключение светодиода непосредственно к источнику напряжения вызовет протекание чрезмерного тока, что мгновенно разрушит устройство. Последовательный резистор или активный регулятор тока обязательны.

10.2 В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?

Пиковая длина волны— это физический пик излучаемого спектра света.Доминирующая длина волны— это воспринимаемая точка цвета на диаграмме МКО. Для монохроматического источника они схожи. Для светодиодов с некоторой спектральной шириной доминирующая длина волны — это то, что человеческий глаз воспринимает как цвет.

10.3 Зачем нужны требования к хранению и прокалке?

Пластиковый корпус может поглощать влагу из воздуха. Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта захваченная влага может быстро расширяться в пар, вызывая внутреннее расслоение или растрескивание ("вспучивание", "popcorning"). Прокалка удаляет эту влагу.

11. Практический пример проектирования

Сценарий:Проектирование бокового индикатора состояния на плате цифровой логики с питанием 5В.

1. Выбор компонента:Выберите светодиод из соответствующего бина интенсивности (например, 'R' для средней яркости).
2. Установка тока:Решено работать на типичных 20мА.
3. Расчет резистора:Используя наихудший случай V_F= 3.6В. R = (5В - 3.6В) / 0.020А = 70 Ом. Ближайшее стандартное значение — 68 Ом. Пересчет тока: I = (5В - 3.2В_тип.) / 68Ω ≈ 26.5мА (безопасно, ниже абсолютного максимального постоянного тока).
4. Разводка печатной платы:Разместите светодиод в соответствии с рекомендуемым рисунком контактных площадок. Добавьте небольшие тепловые перемычки к катодной площадке, соединенной с земляной полигонной площадкой для отвода тепла.
5. Сборка:Следуйте профилю бессвинцовой пайки оплавлением, убедившись, что плата прокалена, если превышено время чувствительного к влаге обращения.

12. Принцип работы

Светодиод — это полупроводниковый p-n переходный диод. При приложении прямого напряжения электроны из n-типа материала рекомбинируют с дырками из p-типа материала в активной области (чипе InGaN). Эта рекомбинация высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретная длина волны (цвет) света определяется шириной запрещенной зоны используемого полупроводникового материала. InGaN имеет запрещенную зону, подходящую для генерации зеленого, синего и белого (с люминофором) света.

13. Технологические тренды

Оптоэлектронная промышленность продолжает развиваться в нескольких ключевых областях, относящихся к таким компонентам:

• Повышение эффективности (лм/Вт):Постоянные улучшения в материаловедении и дизайне чипов обеспечивают больший световой выход на единицу входной электрической мощности.
• Миниатюризация:Размеры корпусов продолжают уменьшаться при сохранении или улучшении оптических характеристик.
• Улучшение цветовой однородности:Более жесткие допуски бинирования и передовые производственные процессы уменьшают цветовые вариации между производственными партиями.
• Повышенная надежность и срок службы:Лучшие материалы корпусов и конструкции теплового режима продлевают срок службы, особенно в условиях высоких температур.
• Интеграция:Тренды включают интеграцию нескольких светодиодных чипов (RGB), драйверов или управляющей логики в единый корпус для создания интеллектуальных решений освещения.

Данный боковой SMD светодиод представляет собой зрелый, надежный компонент, созданный на основе устоявшейся технологии InGaN, оптимизированный для автоматизированной сборки и стабильной работы в широком спектре индикаторных и подсветочных применений.