Техническая документация SMD светодиода LTST-T680UBWT - Диффузный синий - Угол обзора 120° - 2.6-3.4В - 30мА

1. Обзор продукта

Данный документ содержит полные технические характеристики поверхностно-монтируемого (SMD) светодиода. Этот компонент предназначен для автоматизированной сборки на печатных платах (ПП) и отличается миниатюрными размерами, идеальными для применений с ограниченным пространством. Светодиод использует полупроводниковый материал InGaN (нитрид индия-галлия) для создания диффузного синего свечения. Его основная функция - индикация состояния, сигнальная подсветка или подсветка передних панелей в широком спектре электронного оборудования.

1.1 Ключевые особенности

• Соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ).
• Упакован в 8-мм ленту на катушках диаметром 7 дюймов для автоматизированной сборки методом "pick-and-place".
• Стандартный посадочный размер согласно EIA (Альянс электронной промышленности).
• Уровни управления, совместимые с интегральными схемами (ИС).
• Полностью совместим с автоматическим монтажным оборудованием.
• Подходит для процессов пайки инфракрасным (ИК) оплавлением.
• Предварительно кондиционирован для соответствия уровню чувствительности к влажности JEDEC (Объединенный инженерный совет по электронным устройствам) Level 3.

1.2 Области применения

Данный светодиод подходит для разнообразных применений в различных отраслях, включая:

• Телекоммуникационное оборудование (например, беспроводные и сотовые телефоны).
• Устройства офисной автоматизации (например, ноутбуки, сетевые системы).
• Бытовая техника и потребительская электроника.
• Промышленные системы управления и мониторинга.
• Индикаторы состояния и питания.
• Подсветка сигналов и символов.
• Подсветка передних панелей и дисплеев.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Абсолютные максимальные значения

Следующие значения определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Все значения указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

• Рассеиваемая мощность (Pd):102 мВт. Это максимальная мощность, которую корпус светодиода может рассеивать в виде тепла.
• Пиковый прямой ток (I_FP):100 мА. Это максимально допустимый мгновенный 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 долгосрочной работы.
• Диапазон рабочих температур:-40°C до +85°C. Диапазон температуры окружающей среды, в котором светодиод предназначен для работы.
• Диапазон температур хранения:-40°C до +100°C. Диапазон температур для хранения в нерабочем состоянии.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные рабочие параметры, измеренные при Ta=25°C и прямом токе (I_F) 20мА, если не указано иное.

• Сила света (I_V):280.0 - 710.0 мкд (милликандела). Количество излучаемого видимого света, измеренное с помощью датчика с фильтром, соответствующим фотопической реакции человеческого глаза (кривая МКО). Широкий диапазон указывает на то, что устройство доступно в различных бинах яркости.
• Угол обзора (2θ_1/2):120 градусов (тип.). Это полный угол, при котором сила света составляет половину от измеренной на оси (0°). Угол 120° указывает на широкую, рассеянную диаграмму направленности, подходящую для индикаторных применений.
• Пиковая длина волны излучения (λ_P):468 нм (тип.). Длина волны, на которой оптическая выходная мощность максимальна.
• Доминирующая длина волны (λ_d):465 - 475 нм. Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, которая определяет цвет светодиода, полученная из цветовой диаграммы МКО.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):20 нм (тип.). Спектральная ширина полосы, измеренная на половине максимальной интенсивности (полная ширина на половине максимума - FWHM).
• Прямое напряжение (V_F):2.6 - 3.4 В. Падение напряжения на светодиоде при токе 20мА. Этот диапазон подлежит бинированию.
• Обратный ток (I_R):10 мкА (макс.) при V_R=5В. Устройство не предназначено для работы в обратном смещении; этот параметр предназначен только для целей тестирования.

3. Объяснение системы бинов

Для обеспечения стабильности в производственных партиях светодиоды сортируются по бинам на основе ключевых электрических и оптических параметров. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям приложения по яркости, цвету и напряжению.

3.1 Бин прямого напряжения (V_f)

Бинирование при I_F= 20мА. Допуск для каждого бина составляет ±0.1В.

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

3.2 Бин силы света (I_V)

Бинирование при I_F= 20мА. Допуск для каждого бина составляет ±11%.

• T1:280.0 мкд (Мин.) - 355.0 мкд (Макс.)
• T2:355.0 мкд (Мин.) - 450.0 мкд (Макс.)
• U1:450.0 мкд (Мин.) - 560.0 мкд (Макс.)
• U2:560.0 мкд (Мин.) - 710.0 мкд (Макс.)

3.3 Бин доминирующей длины волны (W_d)

Бинирование при I_F= 20мА. Допуск для каждого бина составляет ±1 нм.

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

4. Анализ характеристических кривых

Типичные характеристические кривые (не показаны в предоставленном отрывке, но упоминаются) обычно иллюстрируют взаимосвязь ключевых параметров. Разработчикам следует обратиться к полному техническому описанию для получения этих графиков, которые обычно включают:

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока (I-V кривая):Показывает, как световой выход увеличивается с ростом тока управления, вплоть до максимального значения.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Иллюстрирует нелинейную ВАХ диода.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Демонстрирует снижение светового выхода при повышении температуры перехода, что является критическим фактором для теплового режима.
• Спектральное распределение:График, показывающий относительную оптическую мощность в зависимости от длины волны, с центром около пиковой длины волны ~468 нм и типичной полушириной 20 нм.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод поставляется в стандартном корпусе для поверхностного монтажа. Все размеры указаны в миллиметрах (мм) с общим допуском ±0.2 мм, если не указано иное. Конкретный чертеж размеров показывает длину, ширину, высоту и расстояние между выводами/контактными площадками.

5.2 Идентификация полярности и проектирование контактных площадок

Компонент имеет анод и катод. Полярность обычно указывается маркировкой на корпусе или асимметричной конструкцией контактных площадок. Техническое описание предоставляет рекомендуемый рисунок контактных площадок на печатной плате для пайки инфракрасным и парофазным оплавлением, чтобы обеспечить правильное формирование паяного соединения и выравнивание.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Рекомендуемый профиль ИК оплавления (бессвинцовый)

Профиль пайки должен соответствовать стандартам J-STD-020B для бессвинцовых процессов. Ключевые параметры включают:

• Температура предварительного нагрева:150°C до 200°C.
• Время предварительного нагрева:Максимум 120 секунд.
• Пиковая температура:Максимум 260°C.
• Время выше температуры ликвидуса:Должно контролироваться в соответствии со спецификациями паяльной пасты.
• Общее время пайки:Максимум 10 секунд при пиковой температуре (допускается не более двух циклов оплавления).

Примечание:Оптимальный профиль зависит от конкретной конструкции ПП, паяльной пасты и печи. Предоставленный профиль является общим целевым значением на основе стандартов JEDEC.

6.2 Ручная пайка (паяльником)

• Температура жала паяльника:Максимум 300°C.
• Время пайки:Максимум 3 секунды на соединение.
• Ограничение:Однократная пайка при использовании паяльника.

6.3 Условия хранения

• Герметичная упаковка (с осушителем):Хранить при ≤30°C и ≤70% относительной влажности. Использовать в течение одного года.
• Вскрытая упаковка:Хранить при ≤30°C и ≤60% относительной влажности. Рекомендуется завершить пайку ИК оплавлением в течение 168 часов (7 дней) после вскрытия.
• Длительное хранение (вне пакета):Хранить в герметичном контейнере с осушителем или в атмосфере азота.
• Если воздействие >168 часов:Пропекать при температуре примерно 60°C не менее 48 часов перед пайкой для удаления влаги и предотвращения "эффекта попкорна" во время оплавления.

6.4 Очистка

Если очистка необходима после пайки, используйте только указанные растворители. Погрузите светодиод в этиловый или изопропиловый спирт при нормальной температуре менее чем на одну минуту. Не используйте неуказанные химические жидкости.

7. Упаковка и обращение

7.1 Спецификации ленты и катушки

Светодиоды поставляются в формованной несущей ленте для автоматизированной сборки.

• Диаметр катушки:7 дюймов.
• Ширина ленты:8 мм.
• Количество на катушке:2000 штук.
• Пустые ячейки запечатаны покровной лентой.
• Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA-481.
• Максимальное количество последовательно отсутствующих компонентов (пустых ячеек) - две.

8. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

8.1 Метод управления

Светодиоды - это устройства, управляемые током. Для обеспечения равномерной яркости при параллельном включении нескольких светодиодов настоятельно рекомендуется использовать последовательный токоограничивающий резистор для каждого светодиода или питать их от источника постоянного тока. Прямое параллельное включение светодиодов от источника напряжения может привести к значительным вариациям яркости из-за естественного разброса характеристик прямого напряжения (V_F), даже в пределах одного бина.

8.2 Тепловой режим

Хотя рассеиваемая мощность относительно невелика (макс. 102 мВт), правильное тепловое проектирование необходимо для поддержания срока службы светодиода и стабильной работы. Убедитесь, что конструкция контактных площадок на ПП обеспечивает адекватный теплоотвод, особенно при работе на максимальном постоянном токе (30мА) или близком к нему, или при высоких температурах окружающей среды. Чрезмерная температура перехода снизит световой выход и ускорит деградацию.

8.3 Область применения и меры предосторожности

Этот компонент предназначен для использования в обычном электронном оборудовании. Для применений, требующих исключительной надежности, где отказ может угрожать жизни или здоровью (например, авиация, медицина, системы безопасности), требуется специальная техническая консультация перед внедрением. Устройство не предназначено для работы при обратном напряжении.

9. Техническое сравнение и отличительные особенности

Ключевые отличительные особенности данного светодиода включают егоширокий угол обзора 120°с диффузной линзой, обеспечивающей мягкое, равномерное освещение, идеальное для панельных индикаторов. Использованиетехнологии InGaNобеспечивает эффективное синее свечение. Его совместимость со стандартнымипроцессами ИК оплавленияипредварительным кондиционированием JEDEC Level 3делает его подходящим для современных, крупносерийных линий сборки ПП. Всеобъемлющаяструктура биновпо напряжению, силе света и длине волны позволяет осуществлять точный выбор для соответствия требованиям приложения по согласованности цвета и 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):Длина волны в наивысшей точке спектральной выходной кривой светодиода (тип. 468 нм).Доминирующая длина волны (λ_d):Единственная длина волны, определяющая воспринимаемый человеческим глазом цвет, рассчитанная из цветовых координат МКО (465-475 нм). Для монохроматических светодиодов, таких как этот синий, они часто близки, но доминирующая длина волны более актуальна для спецификации цвета.

10.2 Можно ли непрерывно питать этот светодиод током 30мА?

Да, 30мА - это максимальный рекомендуемыйпостоянный прямой ток. Однако работа на абсолютном максимальном значении будет генерировать больше тепла и может снизить долгосрочную надежность. Для оптимального срока службы и стабильности рекомендуется питать меньшим током, например 20мА (условие тестирования), если требования приложения по яркости это позволяют.

10.3 Почему диапазон силы света такой широкий (280-710 мкд)?

Этот диапазон представляет общий разброс по всем доступным бинам яркости (T1, T2, U1, U2). Конкретный заказ будет для одного бина (например, U1: 450-560 мкд). Система бинов гарантирует, что вы получите светодиоды с согласованной яркостью в пределах определенного, более узкого диапазона.

10.4 Как интерпретировать "угол обзора 120°"?

Этополныйугол обзора (2θ_1/2). Это означает угол от одной стороны, где интенсивность падает до 50% от осевого значения, до противоположной стороны, где она также падает до 50%. Таким образом, светодиод излучает полезный свет в очень широком конусе 120 градусов, что делает его видимым под многими боковыми углами.

11. Пример проектирования и использования

Сценарий:Проектирование панели индикаторов состояния для сетевого маршрутизатора с несколькими синими светодиодами, показывающими активность соединения и питание.

1. Выбор компонентов:Выберите бин яркости U1 (450-560 мкд) для хорошей видимости в офисе. Выберите бин длины волны AC (465-470 нм) для согласованного синего оттенка на всех индикаторах.
2. Проектирование схемы:Используйте шину питания 3.3В. Предполагая типичное V_Fиз бина D7 (2.9В) и целевой I_F20мА, рассчитайте последовательный резистор: R = (V_{питания}- V_F) / I_F= (3.3В - 2.9В) / 0.02А = 20 Ом. Используйте резистор 20 Ом, 1/10Вт на каждый светодиод.
3. Разводка печатной платы:Реализуйте рекомендуемый рисунок контактных площадок из технического описания. Обеспечьте достаточное расстояние между светодиодами, чтобы диффузные световые пятна не сливались.
4. Сборка:Следуйте предоставленному профилю ИК оплавления. После вскрытия влагозащитного пакета завершите сборку платы в течение 168 часов.
5. Результат:Панель с равномерными, яркими синими индикаторами, хорошо видимыми под широким углом, надежными на протяжении всего срока службы изделия.

12. Введение в принцип работы

Этот светодиод является полупроводниковым фотонным устройством. Его сердцевина - это кристалл из материалов InGaN, образующий p-n переход. При приложении прямого напряжения, превышающего пороговое значение перехода (примерно 2.6-3.4В), электроны и дырки инжектируются через переход. При рекомбинации этих носителей заряда высвобождается энергия в виде фотонов (света). Конкретная ширина запрещенной зоны полупроводника InGaN определяет длину волны фотона, которая в данном случае находится в синей области видимого спектра (~468 нм). Встроенная диффузная линза рассеивает свет, расширяя диаграмму направленности до угла обзора 120 градусов.

13. Технологические тренды

Поверхностно-монтируемые светодиоды продолжают развиваться в направлении повышения эффективности (больше люмен на ватт), уменьшения размеров корпусов и улучшения согласованности цвета. Растет акцент на ужесточении допусков бинирования как по цветности, так и по световому потоку для удовлетворения требований применений, требующих точного соответствия цветов, таких как полноцветные дисплеи и архитектурное освещение. Кроме того, достижения в области материалов корпусов улучшают тепловые характеристики, позволяя использовать более высокие токи управления и получать большую светоотдачу с миниатюрных площадей. Совместимость со стандартными, высокоскоростными процессами SMT-сборки остается фундаментальным требованием, что стимулирует разработку конструкций, устойчивых к термическим и механическим нагрузкам при оплавлении.