Техническая спецификация SMD светодиода LTST-108TBL - Синий InGaN - 3.2x1.6x1.1мм - Макс. 3.4В - 102мВт

1. Обзор продукта

LTST-108TBL — это поверхностно-монтируемый (SMD) светоизлучающий диод (LED), предназначенный для автоматизированной сборки печатных плат (PCB). Его миниатюрные размеры делают его подходящим для применений с ограниченным пространством в широком спектре электронного оборудования.

1.1 Ключевые преимущества

• Миниатюрные габариты:Компактный корпус стандарта EIA позволяет реализовывать высокоплотную компоновку печатных плат.
• Совместимость с автоматизацией:Поставляется на 8-мм ленте в 7-дюймовых катушках, полностью совместим с автоматическим оборудованием для установки компонентов.
• Надежность производства:Совместим с процессами пайки оплавлением в инфракрасном (ИК) диапазоне, поддерживает безсвинцовые (Pb-free) производственные линии.
• Соответствие экологическим нормам:Продукт соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ).
• Надежность:Компоненты предварительно кондиционированы для ускоренного достижения уровня чувствительности к влаге JEDEC Level 3, что гарантирует надежность в процессе пайки.

1.2 Целевой рынок и области применения

Данный светодиод разработан для использования в потребительской, коммерческой и промышленной электронике, где требуется надежная и малогабаритная индикация состояния.

• Телекоммуникации:Индикаторы состояния в маршрутизаторах, модемах и сетевых коммутаторах.
• Офисная автоматизация и вычислительная техника:Индикаторы питания/активности в ноутбуках, настольных ПК и периферийных устройствах.
• Бытовая техника и потребительская электроника:Световые индикаторы на панелях управления.
• Промышленное оборудование:Индикаторы состояния и неисправностей машин.
• Общее назначение:Подсветка передних панелей, светосигнальные и символьные осветительные применения.

2. Технические параметры: Подробное объективное описание

2.1 Предельные эксплуатационные характеристики

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

• Рассеиваемая мощность (Pd):102 мВт при Ta=25°C. Это максимальная мощность, которую корпус может рассеять в виде тепла.
• Постоянный прямой ток (IF):30 мА непрерывно. Превышение этого тока значительно увеличивает температуру перехода и ускоряет деградацию светового потока.
• Пиковый прямой ток:80 мА, допустим только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс) для кратковременных сигнальных вспышек.
• Коэффициент снижения номинала:0.38 мА/°C линейно от 25°C. Максимально допустимый постоянный ток должен быть уменьшен с ростом температуры окружающей среды, чтобы не превысить предел температуры перехода.
• Рабочая и температура хранения:от -40°C до +85°C и от -40°C до +100°C соответственно, определяя экологические пределы для работы и бездействия.

2.2 Электрооптические характеристики

Измерено при Ta=25°C и IF=20мА, если не указано иное. Это типичные параметры производительности.

• Сила света (Iv):Диапазон от 330.0 мкд (мин.) до 520.0 мкд (макс.), типичное значение зависит от бина. Измерено с использованием датчика, отфильтрованного по кривой спектральной чувствительности глаза CIE.
• Угол обзора (2θ½):Широкий угол 110 градусов (тип.), определяемый как угол отклонения от оси, при котором интенсивность составляет половину осевой (на оси) интенсивности.
• Пиковая длина волны (λp):Обычно 471 нм, указывает на спектральный пик излучаемого света.
• Доминирующая длина волны (λd):Диапазон от 457 нм до 467 нм. Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом для определения цвета (синий). Допуск составляет ±1 нм на бин.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):Обычно 26 нм, описывает спектральную чистоту или ширину полосы излучаемого синего света.
• Прямое напряжение (VF):От 2.6В (мин.) до 3.4В (макс.) при 20мА. Этот параметр разбит на бины для обеспечения согласованности при проектировании схем.
• Обратный ток (IR):Максимум 5 мкА при VR=5В. Устройство не предназначено для работы в обратном смещении; этот тест предназначен только для контроля качества.
• Емкость (C):Обычно 40 пФ при VF=0В, f=1 МГц, что важно для учета при высокоскоростном переключении.

3. Объяснение системы бинов

Продукт сортируется по бинам на основе ключевых параметров для обеспечения однородности характеристик в пределах производственной партии. Конструкторы могут указывать бины в соответствии с требованиями применения.

3.1 Бин прямого напряжения (VF)

Единицы измерения: Вольты @ 20мА. Допуск для каждого бина составляет ± 0.10В.

• F4:2.6В (Мин.) - 2.8В (Макс.)
• F5:2.8В - 3.0В
• F6:3.0В - 3.2В
• F7:3.2В - 3.4В

3.2 Бин силы света (Iv)

Единицы измерения: милликанделы (мкд) @ 20мА. Допуск для каждого бина составляет ± 11%.

• T2:330.0 мкд (Мин.) - 410.0 мкд (Макс.)
• U1:410.0 мкд - 520.0 мкд

3.3 Бин доминирующей длины волны (WD)

Единицы измерения: нанометры (нм) @ 20мА. Допуск для каждого бина составляет ± 1 нм.

• AC:457.0 нм (Мин.) - 462.0 нм (Макс.)
• AD:462.0 нм - 467.0 нм

4. Анализ характеристических кривых

Типичные характеристические кривые дают представление о поведении устройства в различных условиях. Все кривые приведены для 25°C, если не указано иное.

4.1 Относительная сила света в зависимости от прямого тока

Эта кривая показывает почти линейную зависимость между прямым током (IF) и световым выходом (Iv) в рекомендуемом рабочем диапазоне. Работа светодиода при токе выше 20мА дает уменьшающуюся отдачу по эффективности и увеличивает нагрев.

4.2 Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды

Световой выход уменьшается с ростом температуры окружающей среды. Этот эффект теплового тушения характерен для полупроводниковых светодиодов и должен учитываться в конструкциях, работающих при повышенных температурах.

4.3 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока

Эта экспоненциальная кривая иллюстрирует ВАХ диода. Указанное VF при 20мА является типичной рабочей точкой. Кривая помогает при проектировании схем ограничения тока.

4.4 Спектральное распределение

График показывает одиночный пик с центром около 471 нм (тип.) и полушириной приблизительно 26 нм, что подтверждает монохроматическое синее излучение из полупроводникового материала InGaN.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габариты корпуса

LTST-108TBL выполнен в стандартном SMD корпусе. Ключевые размеры (в миллиметрах, допуск ±0.2мм, если не указано иное) включают размер корпуса приблизительно 3.2мм (Д) x 1.6мм (Ш) x 1.1мм (В). Линза прозрачная. Катод обычно идентифицируется маркировкой на корпусе или зеленоватым оттенком линзы.

5.2 Рекомендуемая конфигурация контактных площадок на PCB

Предоставлен шаблон контактных площадок для пайки оплавлением в ИК-диапазоне или паровым методом. Этот шаблон обеспечивает правильное формирование паяльного мениска, механическую стабильность и тепловой рельеф во время сборки. Соблюдение этой конфигурации критически важно для получения надежных паяных соединений и управления рассеиванием тепла от кристалла светодиода.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением (Безсвинцовый процесс)

Для безсвинцовой сборки указан подробный температурный профиль, соответствующий J-STD-020B.

• Предварительный нагрев:150°C до 200°C.
• Время предварительного нагрева:Максимум 120 секунд.
• Пиковая температура:Максимум 260°C.
• Время выше температуры ликвидуса:Рекомендуемый профиль показывает конкретную продолжительность.
• Время пайки:Максимум 10 секунд при пиковой температуре (максимум два цикла оплавления).

Примечание:Оптимальный профиль зависит от конкретной конструкции PCB, паяльной пасты и печи. Предоставленный профиль служит общим ориентиром на основе стандартов JEDEC.

6.2 Ручная пайка (при необходимости)

• Температура паяльника:Максимум 300°C.
• Время пайки:Максимум 3 секунды на контактную площадку (только один раз).

6.3 Условия хранения

• Запечатанная упаковка:Хранить при ≤ 30°C и ≤ 70% относительной влажности. Использовать в течение одного года при целостности влагозащитного пакета с осушителем.
• Вскрытая упаковка:Хранить при ≤ 30°C и ≤ 60% относительной влажности. Рекомендуется завершить пайку оплавлением в течение 168 часов (1 неделя) после вскрытия.
• Длительное хранение (вскрытое):Хранить в герметичном контейнере с осушителем или в азотной атмосфере. Если воздействие длилось >168 часов, перед пайкой необходимо прогреть при температуре около 60°C в течение не менее 48 часов 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 ультразвуковую очистку или неуказанные химикаты.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации ленты и катушки

Устройство поставляется в формованной несущей ленте в соответствии со спецификациями ANSI/EIA 481.

• Ширина ленты:8 мм.
• Диаметр катушки:7 дюймов (178 мм).
• Количество на катушке:4000 штук.
• Минимальный объем заказа (MOQ):500 штук для остаточных количеств.
• Герметизация ячеек:Пустые ячейки запечатаны покровной лентой.
• Отсутствующие компоненты:Согласно спецификации допускается максимум два последовательно отсутствующих светодиода.

8. Рекомендации по применению и конструктивные соображения

8.1 Метод управления

Светодиоды — это устройства, управляемые током. Для обеспечения равномерной яркости, особенно при параллельном подключении нескольких светодиодов, каждый светодиод должен управляться источником постоянного тока или иметь собственный токоограничивающий резистор. Управление от источника постоянного напряжения без последовательного резистора не рекомендуется, так как это может привести к тепловому разгону из-за отрицательного температурного коэффициента VF.

8.2 Тепловой менеджмент

Несмотря на малые размеры корпуса, правильная тепловая конструкция необходима для долговечности. Убедитесь, что конструкция контактных площадок на PCB обеспечивает адекватный тепловой рельеф. Избегайте работы при максимальном токе (30мА) в условиях высокой температуры окружающей среды без учета коэффициента снижения номинала (0.38 мА/°C). Высокие температуры перехода ускоряют деградацию светового потока и могут сократить срок службы.

8.3 Оптическая конструкция

Широкий угол обзора 110 градусов делает этот светодиод подходящим для применений, требующих широкой видимости. Для сфокусированного или направленного света могут потребоваться вторичная оптика (линзы, световоды). Прозрачная линза оптимальна для применений, где желателен истинный цвет кристалла.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со старой технологией, такой как синие светодиоды на основе GaP, этот светодиод InGaN (нитрид индия-галлия) предлагает значительно более высокую световую отдачу и более насыщенный синий цвет. В рамках своего форм-фактора ключевыми отличительными особенностями являются широкий угол обзора, специфичная структура бинов для согласованности цвета и интенсивности, а также надежная конструкция, совместимая с пайкой оплавлением, что может отсутствовать во всех недорогих SMD светодиодах.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 Могу ли я непрерывно питать этот светодиод током 30мА?

Да, 30мА — это максимальный номинальный постоянный прямой ток при 25°C. Однако для оптимального срока службы и надежности часто целесообразно питать светодиоды ниже их абсолютного максимального номинала, например, при тестовом условии 20мА. Всегда применяйте коэффициент снижения номинала, если температура окружающей среды превышает 25°C.

10.2 В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?

Пиковая длина волны (λp)— это длина волны в наивысшей точке спектрального распределения мощности светодиода (обычно 471 нм).Доминирующая длина волны (λd)— это колориметрическая величина, полученная из диаграммы цветности CIE; это единственная длина волны, которая лучше всего соответствует воспринимаемому цвету светодиода (457-467 нм). λd более актуальна для спецификации цвета в визуальных применениях.

10.3 Почему существует ограничение по времени хранения после вскрытия пакета?

SMD корпуса могут поглощать влагу из атмосферы. Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта захваченная влага может быстро испаряться, создавая внутреннее давление, которое может привести к расслоению корпуса или растрескиванию кристалла (\"эффект попкорна\"). Срок годности 168 часов и процедуры прогрева являются мерами противодействия этому виду отказа.

11. Практический пример применения

Сценарий:Проектирование панели индикации состояния для сетевого коммутатора с 24 одинаковыми синими светодиодами питания/активности.

Конструктивные соображения:

1. Управление током:Используйте ИС драйвера постоянного тока или 24 одинаковых токоограничивающих резистора (рассчитанных на ~20мА от напряжения системы и бина VF светодиода, например, F5: ~2.9В тип.).
2. Равномерность яркости:Укажите поставщику узкий бин Iv (например, U1: 410-520 мкд) и бин VF (например, F5), чтобы все 24 светодиода выглядели одинаково яркими.
3. Компоновка PCB:Реализуйте рекомендуемую конфигурацию паяльных площадок для каждого светодиода, чтобы обеспечить надежную автоматическую пайку и рассеивание тепла.
4. Сборка:Следуйте указанному безсвинцовому профилю оплавления. Убедитесь, что панели собраны в течение 168 часов после вскрытия катушки со светодиодами или что светодиоды были должным образом прогреты, если хранились дольше.

12. Введение в принцип работы

Светодиод — это полупроводниковый p-n переходный диод. При приложении прямого напряжения электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в активную область (переход). При рекомбинации этих носителей заряда энергия высвобождается в виде фотонов (света). Конкретная длина волны (цвет) света определяется шириной запрещенной зоны полупроводникового материала, используемого в активной области. LTST-108TBL использует полупроводниковое соединение нитрида индия-галлия (InGaN), разработанное для излучения фотонов в синем спектре (~470 нм).

13. Технологические тренды

Разработка эффективных синих светодиодов InGaN стала фундаментальным достижением в твердотельном освещении, позволив создать белые светодиоды (посредством фосфорного преобразования) и полноцветные дисплеи. Текущие тенденции в технологии SMD светодиодов включают постоянное улучшение световой отдачи (люмен на ватт), более высокую максимальную плотность мощности в меньших корпусах, улучшенные индексы цветопередачи (CRI) для белых светодиодов и интеграцию более сложных функций, таких как встроенные драйверы или схемы управления. Стремление к миниатюризации и совместимости с передовыми процессами сборки, как видно из этой спецификации, остается неизменным в отрасли.