Техническая спецификация SMD светодиода LTST-T180KEKT - AlInGaP красный - Угол обзора 120° - 30мА - 75мВт

1. Обзор продукта

В данном документе представлены полные технические характеристики светоизлучающего диода (LED) для поверхностного монтажа (SMD). Этот компонент предназначен для автоматизированных процессов сборки печатных плат (PCB), что делает его идеальным для крупносерийного производства. Его миниатюрный форм-фактор подходит для применений с ограниченным пространством в различных электронных отраслях.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основные преимущества данного светодиода включают соответствие директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ), упаковку в стандартную для отрасли 8-миллиметровую ленту на 7-дюймовых катушках для автоматов установки компонентов, а также полную совместимость с процессами пайки инфракрасным (ИК) оплавлением. Он предварительно кондиционирован по стандарту чувствительности к влажности JEDEC Level 3, что обеспечивает надежность во время сборки. Сфера его применения широка и включает индикаторы состояния, подсветку сигналов и символов, а также подсветку передних панелей в телекоммуникационном оборудовании, устройствах офисной автоматизации, бытовой технике и промышленных системах управления.

2. Технические параметры: Подробная объективная интерпретация

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за их пределами не гарантируется. Ключевые ограничения включают максимальный постоянный прямой ток (I_F) 30 мА, пиковый прямой ток 80 мА в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс), максимальное обратное напряжение (V_R) 5 В и предельную рассеиваемую мощность (P_D) 75 мВт. Диапазон рабочих температур и температур хранения составляет от -40°C до +100°C.

2.2 Тепловые характеристики

Теплоотвод критически важен для производительности и долговечности светодиода. Максимально допустимая температура p-n-перехода (T_j) составляет 115°C. Типичное тепловое сопротивление от перехода к окружающему воздуху (R_θJA) равно 140 °C/Вт. Этот параметр показывает, насколько эффективно тепло отводится от полупроводникового перехода; чем ниже значение, тем лучше. Правильная разводка печатной платы с адекватными тепловыми контактами необходима для поддержания температуры перехода в безопасных пределах, особенно при работе на более высоких токах.

2.3 Электрические и оптические характеристики

Это типичные параметры производительности, измеренные в стандартных условиях испытаний (T_a=25°C, I_F=20мА). Сила света (I_V) варьируется от минимума 140 мкд до максимума 420 мкд, с конкретными значениями, определяемыми бином. Угол обзора (2θ_1/2) составляет 120 градусов, определяемый как полный угол, при котором интенсивность падает до половины от осевого значения, что указывает на широкую, рассеянную диаграмму направленности. Доминирующая длина волны (λ_d) находится в диапазоне от 615 нм до 628 нм, определяя воспринимаемый красный цвет. Прямое напряжение (V_F) обычно составляет от 1.7 В до 2.5 В при испытательном токе.

3. Объяснение системы бинов

Световой выход светодиодов может варьироваться от партии к партии. Система бинов используется для сортировки устройств на группы с согласованными характеристиками. Данный светодиод использует систему бинов по силе света (I_V). Бины обозначены как R2, S1, S2 и T1, с соответствующими минимальными и максимальными значениями силы света при 20 мА (например, S1: 185-240 мкд, T1: 315-420 мкд). В пределах каждого бина применяется допуск +/-11%. Эта система позволяет разработчикам выбирать светодиоды с требуемой однородностью яркости для их применения.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя конкретные графические данные приведены в спецификации, типичные кривые для такого устройства включают следующие зависимости, важные для проектного анализа:

• Вольт-амперная характеристика (Ток vs. Напряжение):Показывает экспоненциальную зависимость между прямым током и прямым напряжением. Напряжение отсечки обычно находится в пределах указанного диапазона V_F. Эта кривая жизненно важна для проектирования схемы драйвера с ограничением тока.
• Зависимость силы света от прямого тока:Демонстрирует, как световой выход увеличивается с ростом тока, обычно имея почти линейную зависимость в рабочем диапазоне, прежде чем может наступить насыщение или возникнуть чрезмерный нагрев при более высоких токах.
• Зависимость силы света от температуры окружающей среды:Показывает снижение светового выхода при увеличении температуры окружающей среды (или перехода). Это критически важно для применений, работающих в условиях повышенных температур.
• Спектральное распределение:График относительной излучаемой мощности в зависимости от длины волны, показывающий пиковую длину волны излучения (λ_P) около 630 нм и спектральную полуширину (Δλ) приблизительно 15 нм, что подтверждает узкополосное красное излучение.

5. Механическая и корпусная информация

Светодиод поставляется в стандартном SMD-корпусе. Цвет линзы - прозрачный, в то время как цвет источника света - красный, создаваемый полупроводниковым материалом AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия). Подробные размеры корпуса приведены на чертежах в спецификации, включая длину, ширину, высоту и расстояние между контактными площадками. Все размеры указаны в миллиметрах со стандартным допуском ±0.2 мм, если не указано иное. Полярность обозначена физической маркировкой или конструкцией контактной площадки (обычно меткой катода).

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Рекомендуемый профиль ИК-оплавления

Устройство совместимо с процессами бессвинцовой пайки. Рекомендуемый профиль инфракрасного оплавления должен соответствовать стандарту J-STD-020B. Ключевые параметры включают температуру предварительного нагрева 150-200°C, время предварительного нагрева до 120 секунд, максимальную температуру, не превышающую 260°C, и время выше температуры ликвидуса (TAL) в соответствии со спецификацией припоя. Общее время в пределах 5°C от максимальной температуры должно быть ограничено максимум 10 секундами, а оплавление не должно выполняться более двух раз.

6.2 Очистка

Если требуется очистка после пайки, следует использовать только указанные растворители. Допустимо погружение светодиода в этиловый или изопропиловый спирт при нормальной температуре на время менее одной минуты. Неуказанные химические очистители могут повредить эпоксидную линзу или корпус.

6.3 Хранение и обращение

Светодиоды чувствительны к влаге. В запечатанном оригинальном влагозащитном пакете с осушителем их следует хранить при температуре ≤30°C и влажности ≤70% и использовать в течение одного года. После вскрытия пакета условия хранения не должны превышать 30°C и 60% влажности. Компоненты, подвергавшиеся воздействию окружающей среды более 168 часов, перед пайкой должны быть прогреты при температуре около 60°C в течение не менее 48 часов для удаления поглощенной влаги и предотвращения эффекта "попкорна" во время оплавления.

7. Упаковка и информация для заказа

Стандартная упаковка - 8-миллиметровая тисненая несущая лента на катушках диаметром 7 дюймов (178 мм). Каждая катушка содержит 5000 штук. Минимальная упаковочная партия для остаточных заказов составляет 500 штук. Лента запечатана покровной лентой. Упаковка соответствует спецификации ANSI/EIA-481.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типовые схемы включения

Светодиоды являются токоуправляемыми устройствами. Для обеспечения равномерной яркости и предотвращения перегрузки по току, особенно при параллельном соединении нескольких светодиодов, с каждым светодиодом последовательно должен использоваться токоограничивающий резистор. Номинал резистора (R) рассчитывается по закону Ома: R = (V_{питания}- V_F) / I_F, где V_F - прямое напряжение светодиода при требуемом токе I_F. Не рекомендуется подключать светодиоды напрямую к источнику напряжения без ограничения тока, так как это, скорее всего, приведет к выходу устройства из строя.

8.2 Особенности проектирования и предостережения

Данный продукт предназначен для электронного оборудования общего назначения. Для применений, требующих исключительной надежности, где отказ может поставить под угрозу безопасность (например, авиация, медицина, транспорт), необходимы специальная квалификация и консультации. Расположение контактных площадок на печатной плате должно соответствовать рекомендуемой конструкции в спецификации для обеспечения качественной пайки и механической стабильности. Необходимо уделять внимание тепловому проектированию на плате для управления рассеиваемой мощностью 75 мВт, особенно в закрытых пространствах или при высоких температурах окружающей среды.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со старыми технологиями, такими как красные светодиоды на основе GaAsP (фосфида арсенида галлия), материал AlInGaP, используемый в данном устройстве, обеспечивает значительно более высокую световую отдачу, что приводит к более яркому свечению при том же токе, а также лучшую температурную стабильность. Угол обзора 120 градусов обеспечивает очень широкую и равномерную диаграмму направленности, подходящую для панельных индикаторов, где требуется наблюдение под углом, в отличие от светодиодов с узким углом, используемых для сфокусированного света. Его совместимость со стандартными процессами ИК-оплавления отличает его от светодиодов, требующих ручной или волновой пайки, что позволяет осуществлять экономичную, высокоскоростную автоматизированную сборку.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я подключить этот светодиод напрямую к источнику питания 5В?

О: Нет. Вы должны использовать последовательный токоограничивающий резистор. Например, при типичном V_F 2.0В при 20мА и питании 5В, R = (5В - 2.0В) / 0.020А = 150 Ом. Резистор обязателен.

В: Что означает "Прозрачная" линза для красного светодиода?

О: Материал линзы сам по себе бесцветный/прозрачный. Красный цвет излучается исключительно полупроводниковым кристаллом AlInGaP внутри. Прозрачная линза часто обеспечивает более широкий угол обзора и меньшее искажение цвета по сравнению с окрашенной рассеивающей линзой.

В: Максимальный ток 30мА, но испытательное условие - 20мА. Что мне использовать?

О: Условие 20мА - это стандартная испытательная точка для определения оптических характеристик. Вы можете эксплуатировать светодиод при любом токе вплоть до абсолютного максимума 30мА постоянного тока, но сила света и прямое напряжение будут изменяться соответствующим образом (см. характеристические кривые). Работа на более низких токах увеличивает срок службы и снижает нагрев.

В: Почему влажность хранения так важна?

О: SMD-корпуса могут поглощать влагу из воздуха. Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта захваченная влага может быстро испаряться, создавая внутреннее давление, которое может привести к растрескиванию корпуса или расслоению внутренних соединений — явление, известное как "эффект попкорна".

11. Практический пример применения

Сценарий: Проектирование панели индикаторов состояния для сетевого маршрутизатора.Требуется несколько светодиодов (Питание, LAN, WAN, Wi-Fi). Используя данную модель светодиода, разработчик должен: 1) Разместить светодиоды на макете печатной платы передней панели в соответствии с рекомендуемым посадочным местом. 2) Для каждого светодиода рассчитать последовательный резистор на основе напряжения питания логики системы 3.3В и целевого тока 15мА (для баланса яркости и мощности). Предполагая V_F= 2.0В, R = (3.3В - 2.0В)/0.015А ≈ 87 Ом (использовать стандартные значения 82 Ом или 100 Ом). 3) Обеспечить, чтобы разводка печатной платы предусматривала некоторую площадь медной термоплощадки под контактными площадками светодиода. 4) Указать одинаковый код бина по силе света (например, S1) для всех светодиодов в спецификации (BOM), чтобы гарантировать равномерную яркость по всей панели. 5) Следовать рекомендуемому профилю оплавления во время сборки.

12. Введение в принцип работы

Светоизлучающий диод — это полупроводниковый p-n-переходный диод. При приложении прямого напряжения электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в область перехода. При рекомбинации этих носителей заряда высвобождается энергия. В стандартном кремниевом диоде эта энергия высвобождается в основном в виде тепла. В светодиоде полупроводниковый материал (в данном случае AlInGaP) имеет прямую запрещенную зону, что означает, что энергия высвобождается в виде фотонов (света). Конкретная длина волны (цвет) света определяется энергией запрещенной зоны полупроводникового материала. Более широкая запрещенная зона производит свет с более короткой длиной волны (более синий).

13. Технологические тренды и разработки

Общая тенденция в SMD индикаторных светодиодах направлена на повышение эффективности (больше светового выхода на ватт электрической мощности), что снижает энергопотребление и тепловыделение. Это позволяет либо получить более яркие индикаторы при том же токе, либо ту же яркость при более низких токах, продлевая срок службы батарей устройств. Размеры корпусов продолжают уменьшаться, что позволяет создавать более плотные массивы индикаторов и интегрировать их во все более миниатюрную потребительскую электронику. Также уделяется внимание улучшению цветовой однородности и стабильности в зависимости от температуры и срока службы с помощью передовых методов бинирования и более стабильных полупроводниковых материалов. Стремление к более широкому внедрению бессвинцовых и бесгалогенных материалов в соответствии с глобальными экологическими нормами остается ключевым драйвером отрасли.