Техническая спецификация SMD светодиода LTST-M670KRKT - AlInGaP красный - Прозрачная линза - Угол обзора 120° - Максимальный ток 30мА

1. Обзор продукта

Данный документ содержит полные технические характеристики высокоинтенсивного поверхностного светодиода, предназначенного для современных электронных приложений. Устройство использует полупроводниковый материал на основе фосфида алюминия-индия-галлия (AlInGaP) для получения яркого красного свечения. Инкапсулированный в корпус с прозрачной линзой, данный светодиод спроектирован для совместимости с автоматизированными процессами сборки и стандартными технологиями пайки оплавлением, что делает его пригодным для крупносерийного производства.

Ключевые преимущества компонента включают соответствие экологическим нормам (RoHS), стабильную работу в широком диапазоне рабочих температур и конструкцию корпуса, облегчающую эффективную обработку и установку. Основные целевые рынки: бытовая электроника, промышленные панели управления, внутреннее освещение автомобилей и общие индикаторные приложения, где требуется надежное и яркое красное свечение.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельно допустимые режимы эксплуатации

Устройство предназначено для работы в следующих абсолютных максимальных условиях, превышение которых может привести к необратимому повреждению. Все значения указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

• Рассеиваемая мощность:72 мВт. Это максимальное количество мощности, которое светодиод может рассеять в виде тепла, не превышая своих тепловых пределов.
• Пиковый прямой ток:80 мА. Допустим только в импульсном режиме с коэффициентом заполнения 1/10 и длительностью импульса 0.1 мс. Превышение этого значения в режиме постоянного тока повредит устройство.
• Постоянный прямой ток:30 мА. Это рекомендуемый максимальный ток для непрерывной работы в установившемся режиме, обеспечивающий долгосрочную надежность и сохранение заявленных оптических характеристик.
• Обратное напряжение:5 В. Приложение обратного смещения, превышающего это значение, может вызвать пробой p-n перехода.
• Диапазон рабочих температур:от -40°C до +85°C. Гарантируется функционирование устройства в пределах заявленных параметров во всем этом промышленном температурном диапазоне.
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +100°C.

2.2 Электрические и оптические характеристики

В следующей таблице подробно описаны ключевые параметры производительности в стандартных условиях испытаний (Ta=25°C, если не указано иное). Эти значения должны использоваться разработчиками для расчетов схем и оценки ожидаемой производительности.

• Сила света (I_V):Диапазон от минимальных 90 мкд до типичных 280 мкд при прямом токе (I_F) 20мА. Интенсивность измеряется с помощью датчика, отфильтрованного в соответствии с фотопической кривой чувствительности человеческого глаза (кривая МКО).
• Угол обзора (2θ_1/2):120 градусов. Этот широкий угол обзора, определяемый как угол, при котором интенсивность падает до половины своего осевого значения, делает светодиод подходящим для приложений, требующих широкой видимости.
• Пиковая длина волны излучения (λ_P):639 нм (типичное значение). Это длина волны, на которой спектральная мощность излучения максимальна.
• Доминирующая длина волны (λ_d):631 нм (типичное значение). Определяется по диаграмме цветности МКО и представляет собой длину волны монохроматического света, который воспринимается человеческим глазом как имеющий тот же цвет, что и светодиод.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):20 нм (типичное значение). Этот параметр указывает на спектральную чистоту; меньшее значение означает более монохроматический источник света.
• Прямое напряжение (V_F):2.4В типичное, в диапазоне от 2.0В до 2.4В при I_F=20мА. Допуск на это значение составляет +/- 0.1В. Этот параметр имеет решающее значение для расчета номинала последовательного токоограничивающего резистора.
• Обратный ток (I_R):Максимум 10 мкА при приложении обратного напряжения (V_R) 5В.

3. Объяснение системы сортировки (бининга)

Для обеспечения единообразия яркости между производственными партиями, сила света этих светодиодов сортируется по определенным "бинам". Каждый бин определяет гарантированный минимальный и максимальный диапазон интенсивности при измерении на стандартном испытательном токе 20мА.

Коды бинов для данного продукта: Q2 (90.0-112.0 мкд), R1 (112.0-140.0 мкд), R2 (140.0-180.0 мкд), S1 (180.0-224.0 мкд) и S2 (224.0-280.0 мкд). К каждому бину интенсивности применяется допуск +/-11%. Разработчики, использующие этот светодиод, должны знать, какой бин они применяют, поскольку это напрямую влияет на достижимую яркость в конечном приложении. Для критичных приложений, требующих единообразного внешнего вида, следует использовать светодиоды из одного кода бина.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя конкретные графические кривые приведены в исходном документе, их значение критично для проектирования. Ключевые зависимости, которые отображаются на таких кривых, включают:

• Вольт-амперная характеристика (ВАХ):Показывает экспоненциальную зависимость между прямым напряжением и током. Кривая имеет отчетливое "колено" (напряжение около 2.0-2.4В), после которого ток быстро возрастает при небольшом увеличении напряжения. Это подчеркивает, почему светодиоды должны управляться источником тока или источником напряжения с последовательным резистором.
• Зависимость силы света от прямого тока:Обычно показывает почти линейную зависимость между током управления и световым потоком в рекомендуемом рабочем диапазоне. Превышение максимального постоянного тока может привести к сверхлинейному росту тепловыделения и снижению эффективности.
• Зависимость силы света от температуры окружающей среды:Для светодиодов на основе AlInGaP световой поток обычно уменьшается с ростом температуры окружающей среды. Понимание этого снижения номинальных характеристик (дерейтинга) необходимо для приложений, работающих при высоких температурах, чтобы обеспечить поддержание достаточной яркости.
• Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, показывающий пик примерно на 639 нм с характерной шириной (полушириной) около 20 нм.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры устройства

Светодиод соответствует стандартному контуру корпуса для поверхностного монтажа (EIA). Все критические размеры для проектирования посадочного места на печатной плате (ПП) — включая длину, ширину, высоту корпуса и расстояние между выводами — приведены в исходном документе со стандартным допуском ±0.2 мм. Корпус оснащен прозрачной линзой.

5.2 Проектирование контактных площадок на печатной плате

Предоставляется рекомендуемая конфигурация контактных площадок для печатной платы (ПП), обеспечивающая надежную пайку и правильное механическое выравнивание. Данная конфигурация оптимизирована как для инфракрасной, так и для пайки оплавлением в парах. Соблюдение рекомендуемой конфигурации площадок имеет решающее значение для формирования качественных паяных соединений, управления тепловым режимом и предотвращения эффекта "надгробия" во время оплавления.

5.3 Идентификация полярности

Катод (отрицательный вывод) обычно обозначается визуальным маркером на корпусе светодиода, таким как выемка, зеленая точка или срезанный угол на линзе или корпусе. Анод (положительный вывод) — это другой вывод. Правильная полярность должна соблюдаться во время сборки, так как приложение обратного смещения может повредить устройство.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Параметры пайки оплавлением

Компонент совместим с бессвинцовыми процессами пайки оплавлением. Предоставляется рекомендуемый температурный профиль, соответствующий стандарту JEDEC J-STD-020B. Ключевые параметры включают:

• Температура предварительного нагрева:150-200°C
• Время предварительного нагрева:Максимум 120 секунд.
• Пиковая температура корпуса:Максимум 260°C.
• Время выше температуры ликвидуса:Рекомендуется следовать спецификациям производителя паяльной пасты, обычно 60-90 секунд.

Подчеркивается, что оптимальный профиль зависит от конкретной конструкции ПП, используемой паяльной пасты и печи. Рекомендуется проводить характеристику для конкретного приложения.

6.2 Примечания по ручной пайке

Если необходима ручная пайка, необходимо соблюдать особую осторожность:

• Температура паяльника:Максимум 300°C.
• Время пайки на вывод:Максимум 3 секунды.
• Количество раз:Пайку каждого соединения следует выполнять только один раз, чтобы избежать термического напряжения на пластиковом корпусе.

6.3 Условия хранения и обращения

Чувствительность к влаге является критическим фактором для компонентов поверхностного монтажа. Данный светодиод упакован в влагозащитный пакет с осушителем.

• Хранение в запечатанной упаковке:≤ 30°C и ≤ 70% относительной влажности (RH). Срок годности составляет один год с даты производства.
• После вскрытия упаковки:"Срок жизни на производстве" составляет 168 часов (7 дней) при хранении в условиях ≤ 30°C и ≤ 60% RH. Если воздействие длилось дольше, светодиоды должны быть просушены при температуре около 60°C в течение не менее 48 часов перед пайкой для удаления поглощенной влаги и предотвращения "вспучивания" (popcorning) во время оплавления.
• Длительное хранение в открытом виде:Должно осуществляться в герметичном контейнере с осушителем или в эксикаторе, продуваемом азотом.

6.4 Очистка

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

7. Информация об упаковке и заказе

7.1 Спецификации на ленте и в катушке

Светодиоды поставляются на эмбоссированной несущей ленте для автоматических установочных машин.

• Ширина ленты:8 мм.
• Диаметр катушки:7 дюймов (178 мм).
• Количество на катушке:2000 штук.
• Минимальный объем заказа (MOQ):500 штук для остаточных количеств.
• Стандарт упаковки:Соответствует спецификациям EIA-481-1-B. Лента имеет защитную крышку, допускается не более двух последовательных пустых ячеек для компонентов.

8. Рекомендации по проектированию приложений

8.1 Типовые схемы включения

Светодиоды являются устройствами с токовым управлением. Наиболее надежным и рекомендуемым методом управления является использование последовательного токоограничивающего резистора для каждого светодиода, даже когда несколько светодиодов подключены параллельно к источнику напряжения (Схема A). Это компенсирует естественный разброс прямого напряжения (V_F) от светодиода к светодиоду, обеспечивая равномерный ток и, следовательно, равномерную яркость всех устройств. Параллельное включение нескольких светодиодов без индивидуальных резисторов (Схема B) не рекомендуется, так как светодиод с наименьшим V_Fбудет потреблять непропорционально больший ток, что приведет к неравномерной яркости и потенциальной перегрузке.

Номинал последовательного резистора (R_s) рассчитывается по закону Ома: R_s= (V_{питания}- V_F) / I_F. Для консервативного проектирования, гарантирующего, что ток не превысит желаемый I_F, используйте максимальное значение V_F.

из спецификации.

• 8.2 Вопросы проектированияТепловой режим:
• Хотя рассеиваемая мощность мала, поддержание температуры p-n перехода в допустимых пределах является ключом к долгому сроку службы. Обеспечьте достаточную площадь меди на контактных площадках ПП для отвода тепла, особенно при работе при высоких температурах окружающей среды или близко к максимальному току.Защита от ЭСР:
• Хотя явно не указано как высокочувствительное, во время сборки следует соблюдать стандартные меры предосторожности при обращении с устройствами, чувствительными к электростатическому разряду (ЭСР).Область применения:

Данный компонент предназначен для стандартного электронного оборудования. Для приложений, требующих исключительной надежности или где отказ может представлять угрозу безопасности (например, авиация, медицинское оборудование жизнеобеспечения), необходимы дополнительные испытания и консультации с производителем.

9. Техническое сравнение и отличия

По сравнению со старыми технологиями, такими как красные светодиоды на основе GaAsP (фосфида арсенида галлия), данное устройство на основе AlInGaP предлагает значительно более высокую световую отдачу, что обеспечивает большую яркость при том же токе управления. Прозрачная линза, в отличие от рассеивающей или окрашенной, обеспечивает максимально возможное извлечение света и более сфокусированный, интенсивный пучок, подходящий для приложений, требующих четкой и яркой точки света. Угол обзора 120 градусов обеспечивает хороший баланс между осевой интенсивностью и видимостью под углом. Его совместимость со стандартными процессами пайки оплавлением отличает его от светодиодов, которые могут требовать ручной пайки или пайки волной припоя.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Могу ли я питать этот светодиод током 30мА непрерывно?

О: Да, 30мА — это максимальный рекомендуемый постоянный прямой ток. Для оптимального срока службы и учета температурных эффектов часто целесообразно проектировать на меньший ток (например, 20мА).

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

О: Пиковая длина волны (639 нм) — это физический максимум излучаемого спектра света. Доминирующая длина волны (631 нм) — это расчетное значение, представляющее длину волны чистого монохроматического света, который воспринимался бы человеческим глазом как имеющий тот же цвет. Доминирующая длина волны более актуальна для спецификации цвета.

В: Почему необходим последовательный резистор даже при питании от источника постоянного напряжения?_FО: Прямое напряжение светодиода имеет допуск и уменьшается с ростом температуры. Последовательный резистор обеспечивает отрицательную обратную связь: если ток пытается увеличиться (например, из-за экземпляра с низким V

или повышения температуры), падение напряжения на резисторе увеличивается, ограничивая рост тока и стабилизируя работу светодиода.

В: Как интерпретировать код бина в моем заказе?

О: Код бина (например, S1) определяет гарантированный диапазон силы света для данной партии светодиодов. Всегда сверяйте код бина с таблицей в разделе 3, чтобы понять минимальную яркость, которую вы можете ожидать в своей конструкции.

11. Практические примеры примененияПример 1: Панель индикации состояния:

Промышленный блок управления использует массив этих светодиодов в качестве индикаторов неисправностей и состояния на передней панели. Широкий угол обзора 120° обеспечивает видимость индикаторов операторам с различных позиций. Разработчик использует бин S2 для высокой яркости и рассчитывает последовательный резистор для тока управления 20мА от шины 5В: R = (5В - 2.4В) / 0.02А = 130 Ом (выбирается стандартный резистор 130 или 150 Ом). Разводка ПП следует рекомендуемой конфигурации площадок для обеспечения автоматической установки и качественных паяных соединений.Пример 2: Подсветка мембранных переключателей:

Светодиод размещается за полупрозрачной графикой на мембранной клавиатуре. Прозрачная линза и высокая интенсивность обеспечивают четкое, равномерно освещенное изображение символа. В этом случае светодиод может управляться меньшим током (например, 10мА) для достижения желаемого уровня подсветки при минимизации энергопотребления и тепловыделения внутри герметичного узла переключателя.

12. Введение в технологический принцип

Данный светодиод основан на полупроводниковой технологии фосфида алюминия-индия-галлия (AlInGaP). При приложении прямого напряжения к p-n переходу электроны и дырки инжектируются в активную область, где они рекомбинируют. Энергия, выделяемая при этой рекомбинации, излучается в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlInGaP определяет ширину запрещенной зоны полупроводника, которая напрямую диктует длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае красный. Прозрачная эпоксидная линза служит для защиты полупроводникового кристалла, формирования выходного светового пучка и повышения эффективности извлечения света из кристалла.

13. Тенденции и развитие в отрасли