Техническая спецификация SMD светодиода LTST-C170KEKT - AlInGaP красный - Угол обзора 130° - 1.6-2.4В - 25мА

1. Обзор продукта

LTST-C170KEKT — это светодиодная лампа для поверхностного монтажа (SMD), предназначенная для автоматизированной сборки печатных плат (ПП). Она относится к семейству компонентов, разработанных для применений с ограниченным пространством, где требуется надежная индикация высокой яркости. Устройство использует полупроводниковый материал арсенид-фосфид алюминия-индия-галлия (AlInGaP) для получения высокоэффективного красного светового потока.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Данный светодиод предлагает несколько ключевых преимуществ для современного электронного производства. Его сверхъяркий выход обеспечивает хорошую видимость даже в хорошо освещенных условиях. Корпус соответствует стандартам EIA, что гарантирует совместимость с широким спектром автоматизированного оборудования для захвата, установки и сборки. Кроме того, он рассчитан на стандартные процессы пайки оплавлением в инфракрасном (ИК) диапазоне, что делает его пригодным для массового производства. Основные целевые рынки включают телекоммуникационное оборудование (например, сотовые и беспроводные телефоны), устройства офисной автоматизации (ноутбуки, сетевые системы), бытовую технику и различные приложения для внутренней вывески или индикации состояния. Его пригодность для подсветки клавиатур и микро-дисплеев подчеркивает универсальность.

2. Технические параметры: Подробная объективная интерпретация

Рабочие характеристики LTST-C170KEKT определяются набором электрических, оптических и тепловых параметров, измеренных в стандартных условиях (Ta=25°C).

2.1 Фотометрические и оптические характеристики

Сила света (Iv) — критический параметр, определяющий количество видимого света, излучаемого светодиодом. Для данного устройства интенсивность может варьироваться от минимум 11.2 милликандел (мкд) до максимум 180.0 мкд при прямом токе (IF) 20мА. Этот широкий диапазон управляется системой бининга. Угол обзора, определяемый как 2θ1/2, составляет 130 градусов. Это указывает на очень широкую диаграмму направленности, что делает светодиод идеальным для применений, требующих освещения большой площади, а не сфокусированного пятна. Доминирующая длина волны (λd) находится в диапазоне от 617 нм до 631 нм, что соответствует красной части видимого спектра. Пиковая длина волны излучения (λp) обычно составляет 632 нм.

2.2 Электрические характеристики

Прямое напряжение (VF) — это падение напряжения на светодиоде при работе. Для LTST-C170KEKT VF обычно составляет от 1.6В до 2.4В при IF=20мА. Это относительно низкое напряжение полезно для проектирования низковольтных схем. Обратный ток (IR) указан как максимальный 10 мкА при обратном напряжении (VR) 5В, что указывает на характеристики утечки устройства при обратном смещении.

2.3 Предельные эксплуатационные параметры и тепловые соображения

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению. Абсолютный максимальный постоянный прямой ток составляет 25 мА. Более высокий пиковый прямой ток 60 мА допустим в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс). Максимальная рассеиваемая мощность — 62.5 мВт. Устройство может работать в диапазоне температур окружающей среды от -30°C до +85°C и храниться от -40°C до +85°C. Максимально допустимое обратное напряжение — 5В. Превышение любого из этих пределов может ухудшить производительность или вызвать отказ.

3. Объяснение системы бининга

Для обеспечения стабильности в массовом производстве светодиоды сортируются по бинам производительности. LTST-C170KEKT использует систему бининга, в основном основанную на силе света.

3.1 Бининг по силе света

Интенсивность классифицируется по нескольким бинам, каждый из которых обозначается буквенным кодом (L, M, N, P, Q, R). Каждый бин охватывает определенный диапазон силы света, измеряемой в мкд при 20мА. Например, бин 'L' охватывает от 11.2 до 18.0 мкд, а бин 'R' — от 112.0 до 180.0 мкд. К каждому бину применяется допуск +/-15%. Эта система позволяет разработчикам выбирать светодиоды с требуемым уровнем яркости для конкретного применения, обеспечивая визуальную однородность при совместном использовании нескольких светодиодов.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в спецификации приведены ссылки на конкретные графические данные, типичные характеристические кривые для таких устройств дают ценную информацию о поведении в различных условиях.

4.1 Вольт-амперная характеристика (ВАХ)

ВАХ иллюстрирует зависимость между прямым током и прямым напряжением. Для светодиодов AlInGaP эта кривая показывает напряжение включения, за которым следует область, где ток быстро возрастает при небольшом увеличении напряжения. Работа светодиода в указанном диапазоне тока (например, 20мА) гарантирует его нахождение на стабильном, эффективном участке этой кривой.

4.2 Зависимость силы света от прямого тока

Эта кривая показывает, как световой поток увеличивается с ростом тока накачки. Обычно она линейна в определенном диапазоне, но насыщается при более высоких токах. Работа светодиода на рекомендуемых 20мА обеспечивает оптимальную эффективность и долговечность, избегая теплового стресса, связанного с работой на абсолютном максимальном токе.

4.3 Спектральное распределение

Кривая спектрального выхода показывает интенсивность света, излучаемого на каждой длине волны. Для красного светодиода AlInGaP эта кривая обычно узкая, центрированная вокруг доминирующей длины волны (617-631 нм), с полушириной спектра (Δλ) примерно 20 нм. Это определяет чистоту цвета излучаемого света.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса и идентификация полярности

Светодиод размещен в стандартном SMD-корпусе. Критические размеры включают длину, ширину и высоту, а также расположение и размер контактных площадок. Катод обычно идентифицируется визуальной меткой на корпусе, такой как выемка, точка или зеленая маркировка. Правильная ориентация полярности во время сборки необходима для корректной работы.

5.2 Рекомендуемая разводка контактных площадок на ПП

Предоставляется рекомендуемый посадочный рисунок (footprint) для печатной платы, чтобы обеспечить надежную пайку и механическую стабильность. Этот рисунок определяет размер, форму и расстояние между медными площадками, на которые устанавливается светодиод перед пайкой оплавлением. Следование этой рекомендации помогает предотвратить "эффект надгробия" (отрыв одного конца) и обеспечивает хорошие паяльные соединения.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Параметры пайки ИК-оплавлением

Устройство совместимо с бессвинцовыми процессами пайки. Рекомендуемая пиковая температура оплавления — 260°C, а время пребывания выше этой температуры не должно превышать 10 секунд. Также указана стадия предварительного нагрева (150-200°C). Эти параметры основаны на стандартах JEDEC для предотвращения теплового повреждения пластикового корпуса светодиода и внутреннего кристалла.

6.2 Условия хранения и обращения

Светодиоды чувствительны к влаге и электростатическому разряду (ЭСР). При хранении в оригинальном герметичном влагозащитном пакете с осушителем они имеют срок годности. После вскрытия пакета устройства имеют определенный срок хранения на производстве (например, 672 часа для MSL 2a), после которого их необходимо пропаять или прогреть для удаления поглощенной влаги, которая может вызвать "эффект попкорна" во время пайки. Обязательны меры предосторожности от ЭСР, такие как использование заземленных браслетов и рабочих мест, для предотвращения повреждения статическим электричеством.

6.3 Очистка

Если необходима очистка после пайки, следует использовать только указанные растворители. Рекомендуется погружать светодиод в этиловый или изопропиловый спирт при комнатной температуре менее чем на одну минуту. Агрессивные или неуказанные химикаты могут повредить эпоксидную линзу или корпус.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации на ленте и катушке

Для автоматизированной сборки светодиоды поставляются на эмбоссированной несущей ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов. Каждая катушка обычно содержит 3000 штук. Размеры ленты, расстояние между карманами и размер ступицы катушки соответствуют отраслевым стандартам, таким как ANSI/EIA 481, обеспечивая совместимость со стандартным питающим оборудованием.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типовые схемы включения

Светодиоды — это устройства с токовым управлением. Для обеспечения стабильной яркости, особенно при параллельном включении нескольких светодиодов, рекомендуется запитывать каждый светодиод через собственный токоограничивающий резистор или использовать схему драйвера с постоянным током. Прямое параллельное подключение светодиодов к одному источнику напряжения через один резистор не рекомендуется из-за разброса прямого напряжения (VF) между отдельными устройствами, что может привести к значительному несоответствию яркости.

8.2 Соображения по проектированию и предостережения

Данный продукт предназначен для электронного оборудования общего назначения. Для применений, требующих исключительной надежности или где отказ может угрожать безопасности (например, авиация, медицинское оборудование жизнеобеспечения), необходимы дополнительные квалификационные испытания и консультации. Разработчики должны гарантировать, что рабочая точка (ток, напряжение, рассеиваемая мощность) остается в пределах указанных параметров, учитывая максимальную температуру окружающей среды в приложении. Для применений с высоким током или высокой плотностью монтажа может потребоваться соответствующая разводка печатной платы для отвода тепла.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со старыми технологиями, такими как красные светодиоды на основе арсенида-фосфида галлия (GaAsP), технология AlInGaP предлагает значительно более высокую световую отдачу, что приводит к более яркому излучению при том же токе накачки. Широкий угол обзора 130 градусов является ключевым отличием от светодиодов, предназначенных для узконаправленных применений, что делает его превосходным для освещения площадей и индикаторов состояния, которые должны быть видны под разными углами. Его совместимость с автоматизированными процессами ИК-оплавления отличает его от компонентов, требующих ручной или волновой пайки.

10. Часто задаваемые вопросы на основе технических параметров

10.1 Почему такой широкий диапазон силы света (от 11.2 до 180 мкд)?

Этот диапазон представляет общий разброс по всем произведенным устройствам. С помощью системы бининга (от L до R) производители сортируют светодиоды в гораздо более узкие группы. Разработчики указывают требуемый код бина при заказе, чтобы гарантировать получение светодиодов с одинаковой яркостью для своего применения.

10.2 Могу ли я накачивать этот светодиод током 30мА для большей яркости?

Нет. Абсолютный максимальный постоянный прямой ток указан как 25 мА. Работа при 30мА превышает этот параметр, что может привести к ускоренной деградации, сокращению срока службы и потенциальному катастрофическому отказу из-за перегрева. Для более высокой яркости выберите светодиод из бина с более высокой интенсивностью или продукт, рассчитанный на больший ток накачки.

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

Пиковая длина волны (λp) — это единственная длина волны, на которой спектр излучения имеет максимальную интенсивность. Доминирующая длина волны (λd) — это расчетное значение, полученное из цветовых координат на диаграмме цветности CIE; оно представляет воспринимаемый цвет света как одну длину волны. Для монохроматического источника, такого как красный светодиод, они часто близки, но λd более актуальна для спецификации цвета.

11. Практический пример применения

Сценарий: Подсветка мембранной клавиатуры.Разработчик создает панель пользовательского интерфейса с 20 кнопками, которым требуется красная подсветка для использования в условиях слабого освещения. Панель имеет ограниченное пространство, требуя низкопрофильный компонент. LTST-C170KEKT выбран из-за его SMD-исполнения, широкого угла обзора (обеспечивающего равномерное освещение под каждой кнопкой) и подходящей яркости. Разработчик выбирает светодиоды из бина 'M' (18.0-28.0 мкд) для достижения однородной средней яркости на всех клавишах. Используется микросхема драйвера постоянного тока для подачи 20мА на каждый светодиод индивидуально, что обеспечивает идеальное соответствие яркости независимо от незначительных вариаций VF. Разводка печатной платы соответствует рекомендуемой конструкции контактных площадок, а сборка выполняется с использованием стандартного бессвинцового профиля оплавления с пиком 250°C.

12. Введение в принцип работы

Светоизлучающие диоды (СИД) — это полупроводниковые устройства, излучающие свет посредством электролюминесценции. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n-переходу, электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в область перехода. При рекомбинации этих носителей заряда энергия высвобождается в виде фотонов (света). Конкретная длина волны (цвет) излучаемого света определяется шириной запрещенной зоны используемого полупроводникового материала. Для LTST-C170KEKT материаловая система AlInGaP имеет запрещенную зону, соответствующую красному свету.

13. Технологические тренды и разработки

Общая тенденция в технологии светодиодов направлена на повышение эффективности (больше люмен на ватт), улучшение цветопередачи и повышение надежности. Для индикаторных светодиодов продолжается миниатюризация при сохранении или увеличении светового потока. Также акцент делается на расширении диапазона доступных цветов и улучшении согласованности цвета и яркости с помощью передовых производственных и бининговых технологий. Стремление к соответствию RoHS и совместимости с бессвинцовыми высокотемпературными процессами пайки теперь является стандартным требованием во всей отрасли. Исследования новых материалов и наноструктур обещают дальнейшее повышение эффективности и появление новых функций в будущем.