Техническая документация на SMD светодиод LTST-E682KGKFWT - Габаритные размеры - Прямое напряжение 1.8-2.4В - Сила света до 450мкд

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики светодиода для поверхностного монтажа (SMD), предназначенного для автоматизированной сборки на печатных платах (PCB). Компонент отличается миниатюрными размерами, что делает его пригодным для применения в условиях ограниченного пространства в широком спектре электронного оборудования.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основные преимущества данного светодиода включают соответствие экологическим нормам, совместимость со стандартными автоматизированными производственными процессами и надежную конструкцию корпуса для транспортировки и хранения. Он специально разработан для интеграции в телекоммуникационные устройства, оборудование для офисной автоматизации, бытовую технику и системы промышленного управления. Его основные функции - индикация состояния, подсветка сигналов и символов, а также подсветка передних панелей.

1.2 Основные характеристики

• Соответствует директиве об ограничении использования опасных веществ (RoHS).
• Поставляется на 8-миллиметровой ленте в катушках диаметром 7 дюймов, что облегчает высокоскоростную сборку методом "pick-and-place".
• Стандартный посадочный размер EIA обеспечивает совместимость с отраслевыми стандартами разводки печатных плат.
• Характеристики управления, совместимые с интегральными схемами (ИС).
• Полностью совместим с автоматическим оборудованием для установки компонентов.
• Выдерживает процессы групповой пайки оплавлением (IR reflow) в соответствии с отраслевыми профилями.
• Предварительно кондиционирован по уровню чувствительности к влажности JEDEC MSL 3, что означает срок хранения на производстве 168 часов при <30°C/60% относительной влажности после вскрытия упаковки.

2. Технические параметры: Подробный объективный анализ

В следующих разделах представлен детальный анализ электрических, оптических и тепловых характеристик светодиода на основе предоставленных данных.

2.1 Абсолютные максимальные режимы эксплуатации

Эти режимы определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Для надежной работы не рекомендуется эксплуатировать устройство на этих пределах или близко к ним.

• Рассеиваемая мощность (P_d):максимум 72 мВт для оранжевого и зеленого кристаллов. Этот параметр ограничивает комбинацию прямого тока и напряжения.
• Пиковый прямой ток (I_FP):80 мА, допустим только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс). Это актуально для мультиплексирования или коротких сигнальных посылок.
• Непрерывный прямой ток (I_F):30 мА постоянного тока. Это рекомендуемый максимальный ток для работы в установившемся режиме.
• Обратное напряжение (V_R):максимум 5 В. Превышение этого значения может вызвать пробой p-n перехода.
• Рабочая температура и температура хранения:от -40°C до +85°C для работы и от -40°C до +100°C для хранения. Эти диапазоны типичны для компонентов коммерческого класса.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные параметры производительности, измеренные в стандартных условиях испытаний (Ta=25°C, I_F=20мА).

• Сила света (I_V):Оранжевый: 140-450 мкд (милликандела). Зеленый: 71-224 мкд. Измерено с фильтром, приближенным к фотопической (человеческий глаз) чувствительности. Широкий диапазон указывает на использование системы сортировки (см. раздел 3).
• Угол обзора (2θ_1/2):120 градусов (типичное значение). Этот широкий угол, обеспечиваемый рассеивающей линзой, создает широкую, равномерную диаграмму направленности, а не узкий луч.
• Пиковая длина волны (λ_P):Оранжевый: 611 нм. Зеленый: 574 нм. Это длина волны, на которой излучаемая оптическая мощность максимальна.
• Доминирующая длина волны (λ_d):Оранжевый: 605 нм. Зеленый: 571 нм. Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, определяющая цветовую точку на диаграмме цветности CIE.
• Спектральная ширина (Δλ):Оранжевый: 17 нм. Зеленый: 15 нм. Это указывает на спектральную чистоту света; более узкая ширина означает более насыщенный цвет.
• Прямое напряжение (V_F):от 1.8 В до 2.4 В для обоих цветов при токе 20мА. Конструкторы должны учитывать это падение напряжения при расчете последовательных токоограничивающих резисторов.
• Обратный ток (I_R):максимум 10 мкА при V_R=5В. Низкое значение указывает на хорошее качество p-n перехода.

3. Объяснение системы сортировки (бининг)

Для обеспечения стабильной яркости в производстве светодиоды сортируются (биннинг) на основе их силы света. Допуск внутри каждого бина составляет +/-11%.

3.1 Сортировка по силе света

Бины оранжевого светодиода:R2 (140-180 мкд), S1 (180-224 мкд), S2 (224-280 мкд), T1 (280-355 мкд), T2 (355-450 мкд).
Бины зеленого светодиода:Q1 (71-90 мкд), Q2 (90-112 мкд), R1 (112-140 мкд), R2 (140-180 мкд), S1 (180-224 мкд).
Эта система позволяет разработчикам выбирать подходящий класс яркости для своего применения, балансируя стоимость и производительность.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в спецификации приводятся ссылки на конкретные графики, их значение критически важно для проектирования.

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

Вольт-амперная характеристика нелинейна, что типично для диода. Прямое напряжение имеет отрицательный температурный коэффициент, то есть V_Fслегка уменьшается с ростом температуры перехода. Это необходимо учитывать в схемах с постоянным током.

4.2 Зависимость силы света от прямого тока

Сила света примерно пропорциональна прямому току в рекомендуемом рабочем диапазоне. Однако эффективность (люмен на ватт) может снижаться при очень высоких токах из-за увеличения тепловыделения.

4.3 Спектральное распределение

Приведенные кривые спектрального распределения показали бы узкие пики излучения, характерные для технологии AlInGaP, с центром вокруг указанных пиковых длин волн, подтверждая чистоту цвета.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры и назначение выводов

Светодиод использует стандартный посадочный размер SMD. Критические размеры включают размер корпуса и расстояние между выводами. Все размеры указаны в миллиметрах с типичным допуском ±0.2 мм. Назначение выводов четко определено: выводы 1 и 2 предназначены для зеленого кристалла светодиода, а выводы 3 и 4 - для оранжевого. Эта двухкристальная 4-выводная конфигурация позволяет независимо управлять двумя цветами.

5.2 Рекомендуемая контактная площадка на печатной плате

Приведена схема контактных площадок для обеспечения правильного формирования паяного соединения и механической стабильности. Следование этой рекомендации крайне важно для получения надежных паяных соединений во время оплавления и предотвращения "эффекта надгробия" или смещения компонента.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Профиль групповой пайки оплавлением (IR reflow)

Предоставлен рекомендуемый профиль оплавления, соответствующий J-STD-020B для бессвинцовых процессов. Ключевые параметры включают зону предварительного нагрева (150-200°C, до 120 сек максимум), максимальную температуру корпуса не выше 260°C и ограниченное время выше температуры ликвидуса (TAL) для обеспечения правильного формирования паяного соединения без термического повреждения корпуса светодиода или эпоксидной линзы.

6.2 Меры предосторожности при хранении и обращении

• Хранение (запечатанный пакет):≤30°C и ≤70% относительной влажности. Использовать в течение одного года.
• Хранение (после вскрытия):≤30°C и ≤60% относительной влажности. Завершить пайку оплавлением в течение 168 часов (1 неделя).
• Длительное хранение (вскрытый):Хранить в герметичном контейнере с осушителем или в атмосфере азота.
• Прогрев (сушка):Если компонент находился на открытом воздухе >168 часов, перед пайкой необходимо прогреть при 60°C не менее 48 часов для удаления поглощенной влаги и предотвращения "вспучивания" (popcorning) во время оплавления.

6.3 Очистка

Следует использовать только указанные чистящие средства. Рекомендуется изопропиловый или этиловый спирт. Погружение должно производиться при нормальной температуре и длиться менее одной минуты, чтобы предотвратить повреждение материалов корпуса.

7. Информация об упаковке и заказе

7.1 Спецификации на ленте и в катушке

Компоненты поставляются на тисненой транспортной ленте шириной 8 мм, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). Стандартное количество на катушке - 2000 штук. Минимальная упаковочная партия для остаточных заказов составляет 500 штук. Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA-481.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Индикаторы состояния:Включение/выключение питания, сетевая активность, зарядка аккумулятора, готовность системы.
• Подсветка:Подсветка клавиатур, значков или символов на передних панелях.
• Сигнальные огни:Простые цветовые сообщения (например, зеленый для "OK", оранжевый для "предупреждение").

8.2 Вопросы проектирования

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный резистор или драйвер постоянного тока для установки прямого тока. Рассчитайте номинал резистора по формуле R = (V_{питания}- V_F) / I_F.
• Тепловой режим:Хотя рассеиваемая мощность мала, при работе при высоких температурах окружающей среды или максимальном токе обеспечьте достаточную площадь медной фольги на печатной плате или тепловые переходные отверстия, чтобы поддерживать температуру перехода в допустимых пределах.
• Защита от ЭСР:Во время обращения и сборки следует соблюдать стандартные меры предосторожности от электростатического разряда (ЭСР).

9. Техническое сравнение и отличительные особенности

Ключевыми отличиями данного светодиода являются использование полупроводникового материала AlInGaP и рассеивающей линзы. Технология AlInGaP обычно обеспечивает более высокую световую отдачу и лучшую температурную стабильность для янтарного/оранжевого/красного цветов по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP. Рассеивающая линза обеспечивает очень широкий (120°) и равномерный угол обзора, что выгодно для применений, где светодиод может просматриваться под разными углами, в отличие от светодиода с узким углом, используемого для направленного света.

10. Часто задаваемые вопросы на основе технических параметров

10.1 Можно ли непрерывно питать этот светодиод током 30 мА?

Да, 30 мА - это максимальный номинальный непрерывный постоянный прямой ток. Для оптимального срока службы и стабильной работы часто рекомендуется работать при более низком токе, например, 20 мА (условия испытаний).

10.2 Почему существует диапазон для силы света и прямого напряжения?

Технологические вариации вызывают естественный разброс этих параметров. Система сортировки (раздел 3) сортирует светодиоды по интенсивности. Прямое напряжение имеет указанный допуск +/- 0.1 В от типичного значения при заданном токе. Схемы должны учитывать эти диапазоны.

10.3 Как управлять двумя цветами независимо?

Светодиод имеет два отдельных полупроводниковых кристалла (один зеленый, один оранжевый) с независимыми анодными/катодными соединениями (выводы 1-2 для зеленого, 3-4 для оранжевого). Вам нужны две отдельные схемы управления (например, два токоограничивающих резистора, подключенных к разным выводам GPIO микроконтроллера), чтобы управлять ими по отдельности.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Двухцветный индикатор состояния для сетевого устройства.Разработчику нужен один компонент для отображения статусов "Подключено" (зеленый) и "Передача данных" (оранжевый). Этот светодиод идеален. Зеленый кристалл подключен к выводу GPIO, который устанавливается в высокий уровень при установлении соединения. Оранжевый кристалл подключен к другому выводу GPIO, который импульсирует (например, с использованием номинального пикового тока 80 мА) синхронно с активностью данных. Широкий угол обзора гарантирует, что статус виден из любой точки перед устройством. Разработчик выбирает бины R2 для зеленого и S1 для оранжевого, чтобы обеспечить достаточную, но сбалансированную яркость, и использует токи управления 20 мА с соответствующими последовательными резисторами, рассчитанными на основе типичного V_F=2.1В и напряжения питания системы 3.3В.

12. Введение в принцип работы

Этот светодиод основан на технологии полупроводникового материала фосфида алюминия-индия-галлия (AlInGaP). Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны и дырки рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlInGaP определяет ширину запрещенной зоны и, следовательно, длину волны (цвет) излучаемого света - в данном случае зеленый и оранжевый. Рассеивающая линза изготовлена из эпоксидной смолы с рассеивающими частицами, которые случайным образом изменяют направление излучаемого света, создавая широкую, близкую к ламбертовой, диаграмму направленности.

13. Тенденции развития

Общая тенденция в области SMD индикаторных светодиодов продолжает двигаться в сторону более высокой световой отдачи (больше светового потока на ватт), улучшенной цветовой однородности за счет более жесткой сортировки и повышенной надежности при высокотемпературных процессах пайки. Также наблюдается стремление к миниатюризации при сохранении или увеличении оптических характеристик. Использование передовых полупроводниковых материалов, таких как AlInGaP, для определенных цветовых диапазонов представляет собой постоянные усилия по оптимизации эффективности и чистоты цвета для индикаторных применений.