Техническая документация на SMD светодиод LTST-T180UBKT - Синий 468нм - Угол обзора 120° - 30мА - 108мВт

1. Обзор продукта

Настоящий документ содержит полные технические характеристики поверхностно-монтируемого (SMD) светоизлучающего диода (LED). Этот компонент предназначен для автоматизированных процессов сборки печатных плат (PCB), обладает миниатюрными размерами, идеальными для применений с ограниченным пространством. Светодиод использует полупроводниковый материал InGaN (нитрид индия-галлия) для излучения синего света и заключен в корпус с прозрачной линзой.

1.1 Особенности и ключевые преимущества

Светодиод соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ). Поставляется на стандартных катушках диаметром 7 дюймов в 8-миллиметровой перфорированной ленте, что обеспечивает совместимость с автоматическим оборудованием для установки компонентов. Устройство совместимо с интегральными схемами (ИС) и выдерживает стандартные процессы пайки оплавлением в инфракрасном (ИК) диапазоне. Компонент предварительно кондиционирован для соответствия уровню чувствительности к влаге MSL 3 по стандарту JEDEC.

1.2 Целевой рынок и области применения

Данный светодиод подходит для широкого спектра электронного оборудования. Основные области применения включают телекоммуникационные устройства, оборудование для офисной автоматизации, бытовую технику и системы промышленной автоматики. Типичное использование — в качестве индикаторов состояния, источников света для сигналов или символов, а также для подсветки передних панелей.

2. Глубокий анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Все параметры указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Превышение этих пределов может привести к необратимому повреждению.

• Рассеиваемая мощность (Pd):108 мВт. Это максимальная мощность, которую устройство может рассеивать в виде тепла.
• Пиковый прямой ток (I_F(PEAK)):100 мА. Это максимально допустимый мгновенный прямой ток, обычно в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс).
• Постоянный прямой ток (I_F):30 мА. Это максимальный рекомендуемый постоянный прямой ток для надежной работы.
• Диапазон рабочих температур:от -40°C до +100°C. Работоспособность устройства гарантируется в этом диапазоне температур окружающей среды.
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +100°C. Устройство может храниться без ухудшения характеристик в этом диапазоне.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Эти параметры определяют типичные характеристики светодиода в нормальных рабочих условиях при Ta=25°C.

• Сила света (I_V):от 280 до 560 милликандел (мкд) при прямом токе (I_F) 20мА. Измерение интенсивности производится с использованием датчика и фильтра, аппроксимирующих кривую спектральной чувствительности глаза CIE.
• Угол обзора (2θ_1/2):120 градусов (типичное значение). Это полный угол, при котором сила света падает до половины от осевого (на оси) значения.
• Пиковая длина волны излучения (λ_P):468 нанометров (нм), типичное значение. Это длина волны, на которой спектральная плотность мощности максимальна.
• Доминирующая длина волны (λ_d):от 465 до 475 нм при I_F=20мА. Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, определяемая по диаграмме цветности CIE.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):20 нм, типичное значение. Этот параметр указывает на спектральную чистоту или ширину полосы излучаемого света.
• Прямое напряжение (V_F):от 2.6 до 3.6 Вольт при I_F=20мА. Это падение напряжения на светодиоде при протекании тока.
• Обратный ток (I_R):максимум 10 мкА при обратном напряжении (V_R) 5В. Устройство не предназначено для работы в обратном направлении; этот параметр указан только для целей тестирования.

3. Объяснение системы сортировки (биннинга)

Светодиоды сортируются по группам (бина) на основе ключевых параметров производительности для обеспечения однородности в пределах производственной партии.

3.1 Группа прямого напряжения (V_F)

Измеряется при 20мА. Допуск для каждой группы составляет ±0.1 Вольт.

• D6:2.6В (Мин.) - 2.8В (Макс.)
• D7:2.8В - 3.0В
• D8:3.0В - 3.2В
• D9:3.2В - 3.4В
• D10:3.4В - 3.6В

3.2 Группа силы света (I_V)

Измеряется в милликанделах (мкд) при 20мА. Допуск для каждой группы составляет ±11%.

• T1:280 мкд (Мин.) - 355 мкд (Макс.)
• T2:355 мкд - 450 мкд
• U1:450 мкд - 560 мкд

3.3 Группа доминирующей длины волны (λ_d)

Измеряется в нанометрах (нм) при 20мА. Допуск для каждой группы составляет ±1 нм.

• AC:465.0 нм (Мин.) - 470.0 нм (Макс.)
• AD:470.0 нм - 475.0 нм

4. Анализ характеристических кривых

Приведены типичные характеристические кривые, иллюстрирующие взаимосвязь ключевых параметров. Эти кривые необходимы для проектирования схем и прогнозирования производительности.

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

Эта кривая показывает экспоненциальную зависимость между током, протекающим через светодиод, и напряжением на нем. Она имеет решающее значение для выбора соответствующего токоограничивающего резистора в схеме управления.

4.2 Зависимость силы света от прямого тока

Этот график демонстрирует, как световой поток (в мкд) увеличивается с ростом прямого тока. Обычно в рекомендуемом рабочем диапазоне наблюдается почти линейная зависимость, что помогает разработчикам достичь желаемых уровней яркости.

4.3 Спектральное распределение мощности

Эта кривая отображает относительную интенсивность света в зависимости от длины волны, показывая пик примерно на 468 нм и полуширину спектра около 20 нм, определяя характеристики синего цвета.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод соответствует стандартному контуру SMD-корпуса по стандарту EIA. Все размеры указаны в миллиметрах с общим допуском ±0.2 мм, если не указано иное. Чертеж включает ключевые размеры, такие как длина, ширина, высота корпуса и расстояние между выводами.

5.2 Рекомендуемая контактная площадка на печатной плате

Приведена диаграмма посадочного места для пайки оплавлением в ИК-диапазоне или паровом фазе. На ней показаны рекомендуемые размеры и расстояние между медными контактными площадками на PCB для обеспечения правильного формирования паяного соединения, механической стабильности и управления тепловым режимом.

5.3 Идентификация полярности

Катод (отрицательный вывод) обычно обозначается маркировкой на корпусе, такой как выемка, точка или срезанный угол. Правильная ориентация полярности критически важна во время сборки.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Температурный профиль для ИК-пайки оплавлением

Предложен рекомендуемый температурный профиль для процессов бессвинцовой пайки, соответствующий стандарту J-STD-020B. Ключевые параметры включают:

• Температура предварительного нагрева:от 150°C до 200°C.
• Время предварительного нагрева:Максимум 120 секунд.
• Пиковая температура:Максимум 260°C.
• Время выше температуры ликвидуса:Максимум 10 секунд (допускается максимум два цикла оплавления).

Профили должны быть охарактеризованы для конкретной конструкции PCB, используемых компонентов и паяльной пасты.

6.2 Условия хранения

Запечатанная упаковка:Хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности (RH) ≤70%. Срок годности составляет один год при хранении в оригинальной влагозащищенной упаковке с осушителем.
Вскрытая упаковка:Для компонентов, извлеченных из оригинальной упаковки, условия хранения не должны превышать 30°C и 60% RH. Рекомендуется завершить ИК-оплавление в течение 168 часов (7 дней). При хранении сверх этого срока перед пайкой необходимо прогреть компоненты при температуре около 60°C в течение не менее 48 часов.

6.3 Очистка

Если очистка необходима после пайки, используйте спиртовые растворители, такие как этиловый или изопропиловый спирт, при нормальной температуре в течение менее одной минуты. Избегайте использования неуказанных химических жидкостей.

6.4 Ручная пайка (паяльником)

Если требуется ручная пайка, ограничьте температуру жала паяльника максимум 300°C, а время пайки — максимум 3 секунды на вывод. Эту операцию следует выполнять только один раз.

7. Информация об упаковке и заказе

7.1 Спецификации ленты и катушки

Светодиоды упакованы в 8-миллиметровую перфорированную несущую ленту, намотанную на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). Каждая катушка содержит 5000 штук. Размеры ячеек ленты и размеры ступицы/фланца катушки приведены на подробных чертежах, соответствующих спецификациям ANSI/EIA-481.

7.2 Примечания по упаковке

• Пустые ячейки для компонентов запечатаны верхней покровной лентой.
• Минимальное количество упаковки для остаточных партий составляет 500 штук.
• Допускается максимум два последовательно отсутствующих компонента (светодиода) на катушке.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типовые схемы включения

Светодиоды — это устройства, управляемые током. Для обеспечения равномерной яркости при параллельном включении нескольких светодиодов с каждым отдельным светодиодом должен быть последовательно соединен токоограничивающий резистор. Простая схема управления состоит из источника напряжения (V_CC), последовательного резистора (R_S) и светодиода. Номинал резистора рассчитывается по закону Ома: R_S= (V_CC- V_F) / I_F, где V_F — прямое напряжение светодиода при требуемом токе I_F.

8.2 Соображения при проектировании

• Тепловой режим:Убедитесь, что конструкция PCB обеспечивает достаточный отвод тепла, особенно при работе вблизи максимальных значений тока или мощности.
• Оптическое проектирование:Широкий угол обзора 120° делает этот светодиод подходящим для применений, требующих широкого освещения или видимости с нескольких углов. Рассмотрите использование линз или световодов, если требуется более сфокусированный луч.
• Защита от ЭСР:Хотя это явно не указано, во время обращения и сборки следует соблюдать стандартные меры предосторожности от электростатического разряда (ЭСР).

9. Техническое сравнение и дифференциация

Ключевыми отличительными особенностями данного светодиода являются сочетание относительно высокой силы света (до 560 мкд) с очень широким углом обзора 120 градусов. Технология InGaN обеспечивает эффективное излучение синего света. Его совместимость с автоматизированной сборкой и стандартными процессами ИК-оплавления делает его экономически эффективным выбором для крупносерийного производства. Детальная структура биннинга позволяет разработчикам выбирать компоненты с узкими допусками параметров для применений, требующих согласованности цвета или яркости.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?

Пиковая длина волны (λ_P) — это физическая длина волны, на которой светодиод излучает максимальную оптическую мощность. Доминирующая длина волны (λ_d) — это расчетное значение, основанное на восприятии цвета человеком (диаграмма CIE), и представляет собой единственную длину волны чистого спектрального цвета, соответствующего воспринимаемому цвету светодиода. Для монохроматических светодиодов, таких как этот синий, они часто близки, но не идентичны.

10.2 Можно ли питать этот светодиод от источника 3.3В без резистора?

Не рекомендуется. Прямое напряжение (V_F) варьируется от 2.6В до 3.6В. Прямое подключение к источнику 3.3В может привести к чрезмерному току, если V_F светодиода ниже 3.3В, что потенциально может его повредить. Всегда используйте последовательный токоограничивающий резистор или драйвер постоянного тока.

10.3 Почему условия хранения для вскрытой упаковки строже, чем для запечатанной?

Запечатанная упаковка содержит осушитель для поддержания очень низкого уровня влажности, защищая чувствительное к влаге устройство. После вскрытия светодиод подвергается воздействию влажности окружающей среды, которая может впитаться в пластиковый корпус. Во время пайки оплавлением эта захваченная влага может быстро расширяться, вызывая внутреннее расслоение или эффект \"попкорна\", который раскалывает корпус. Ограничение времени нахождения на открытом воздухе в 168 часов и требования к прогреву — это меры предосторожности против этого вида отказа.

11. Практический пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование многосветодиодной панели индикации состояния для сетевого маршрутизатора.
Панель требует 10 синих светодиодов состояния. Равномерность яркости критически важна по эстетическим и функциональным причинам.
Этапы проектирования:
1. Проектирование схемы:Используйте шину питания 5В. Предполагая типичное V_F=3.2В из бина D8 и целевой ток I_F=20мА, рассчитайте последовательный резистор: R = (5В - 3.2В) / 0.02А = 90 Ом. Можно использовать стандартный резистор 91 Ом. Установите по одному резистору последовательно с каждым светодиодом, подключив все 10 пар светодиод-резистор параллельно к источнику 5В.
2. Выбор компонентов:Укажите требуемые бины при заказе: например, V_F Бин D8, I_V Бин U1 (для высокой яркости), λ_d Бин AC для однородного синего оттенка.
3. Разводка печатной платы:Реализуйте рекомендуемую конфигурацию контактных площадок из документации. Обеспечьте достаточное расстояние между светодиодами для отвода тепла.
4. Сборка:Следуйте рекомендациям по температурному профилю ИК-оплавления. Если платы собираются партиями, превышающими 168-часовой срок нахождения на открытом воздухе для вскрытых компонентов, выполните процесс прогрева при 60°C в течение 48 часов перед пайкой.

12. Введение в принцип работы

Светоизлучающие диоды (LED) — это полупроводниковые устройства, излучающие свет при прохождении через них электрического тока. Это явление называется электролюминесценцией. В светодиоде на основе InGaN электрическая энергия вызывает рекомбинацию электронов и дырок в активной области полупроводника, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретная длина волны (цвет) света, в данном случае синий (~468 нм), определяется шириной запрещенной зоны материала InGaN. Прозрачная эпоксидная линза служит для защиты полупроводникового кристалла, формирования выходного светового пучка (что приводит к углу обзора 120°) и повышения эффективности вывода света.

13. Тенденции развития

Общая тенденция в технологии SMD светодиодов продолжает двигаться в сторону более высокой световой отдачи (больше светового потока на ватт), улучшенной согласованности и насыщенности цвета, а также дальнейшей миниатюризации. Также уделяется внимание повышению надежности в условиях более высоких рабочих температур и плотностей тока. Производственные процессы оптимизируются для достижения более узких допусков при биннинге и более высокого выхода годных изделий. Стремление к энергоэффективности и распространение устройств Интернета вещей и портативных устройств обеспечивают устойчивый спрос на надежные, компактные и высокопроизводительные индикаторные светодиоды, подобные данному компоненту.