Техническая документация SMD светодиода LTST-E142KRKFKT - Двухцветный красный/оранжевый - 30мА - 75мВт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики двухцветного светодиода (Light Emitting Diode) для поверхностного монтажа, предназначенного для автоматизированной сборки печатных плат (PCB). Устройство разработано для применений с ограниченным пространством и обеспечивает комбинацию красного и оранжевого свечения из одного корпуса. Его миниатюрные размеры и совместимость со стандартными процессами сборки делают его подходящим для интеграции в широкий спектр современного электронного оборудования.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основные преимущества данного компонента включают его 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 инфракрасной (IR) пайки оплавлением. Он предварительно кондиционирован в соответствии со стандартом чувствительности к влажности JEDEC Level 3, что обеспечивает надежность при сборке.

Целевые области применения охватывают несколько секторов, включая телекоммуникации (например, индикаторы состояния в маршрутизаторах, модемах), офисную автоматизацию (например, подсветка панелей управления принтеров, сканеров), бытовую технику и различное промышленное оборудование. Он обычно используется для индикации состояния, символической подсветки и подсветки передних панелей, где требуется четкая и надежная визуальная обратная связь.

2. Технические параметры: Подробный объективный анализ

В данном разделе представлен детальный объективный анализ ключевых эксплуатационных характеристик устройства, определенных его предельными параметрами и типичными рабочими условиями.

2.1 Предельные эксплуатационные характеристики и тепловые параметры

Устройство рассчитано на максимальный постоянный прямой ток (DC) 30 мА для обоих кристаллов (красного и оранжевого). В импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс) оно может выдерживать пиковый прямой ток до 80 мА. Максимальная рассеиваемая мощность составляет 75 мВт. Рабочий и температурный диапазон хранения указан от -40°C до +100°C, что указывает на пригодность для работы в жестких условиях.

Теплоотвод критически важен для долговечности светодиода. Типичное тепловое сопротивление переход-окружающая среда (Rθja) для обоих цветов составляет 155°C/Вт. При максимальной температуре перехода (Tj) 115°C это значение теплового сопротивления определяет максимально допустимую рассеиваемую мощность при заданных условиях окружающей среды для предотвращения перегрева и преждевременного выхода из строя.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Электрические и оптические характеристики измеряются при стандартных условиях испытаний: прямой ток 20 мА и температура окружающей среды 25°C.

• Сила света (Iv):Для красного светодиода сила света варьируется от минимум 90 мкд до максимум 280 мкд. Оранжевый светодиод обеспечивает более высокую светоотдачу в диапазоне от 140 мкд до 450 мкд. Типичный угол обзора (2θ1/2), при котором сила света составляет половину осевого значения, для обоих равен 120 градусам, что обеспечивает широкий световой пучок.
• Спектральные характеристики:Красный светодиод имеет типичную длину волны пикового излучения (λp) 639 нм и диапазон доминирующей длины волны (λd) 623-638 нм. Оранжевый светодиод имеет λp 609 нм и диапазон λd 598-610 нм. Полуширина спектральной линии (Δλ) для обоих типично составляет 15 нм, что определяет чистоту цвета.
• Электрические параметры:Прямое напряжение (Vf) для обоих цветов при токе 20 мА находится в диапазоне от 1.7В (мин.) до 2.5В (макс.). Максимальный обратный ток (Ir) составляет 10 мкА при обратном напряжении (Vr) 5В. Крайне важно отметить, что устройство не предназначено для работы в обратном смещении; данный параметр приведен только для справки при инфракрасном тестировании.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по корзинам (бинаризация) на основе ключевых параметров.

3.1 Сортировка по силе света (Iv)

Световой выход классифицируется по конкретным корзинам с определенными минимальными и максимальными значениями. Допуск для каждой корзины составляет ±11%.

• Корзины для красного светодиода:Коды включают 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).
• Корзины для оранжевого светодиода:Коды включают T2 (140-180 мкд), U1 (180-224 мкд), U2 (224-280 мкд), V1 (280-355 мкд) и V2 (355-450 мкд).

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны (Wd)

Специально для оранжевого светодиода корзины по доминирующей длине волны обеспечивают точный контроль цвета. Корзины: F1 (598-602 нм), F2 (602-606 нм) и F3 (606-610 нм), каждая с жестким допуском ±1 нм. Такая точная сортировка необходима для применений, требующих определенных цветовых точек, таких как светофоры или однородная подсветка панелей.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в PDF-документе упоминаются типичные характеристические кривые, их конкретные графические данные в тексте не приведены. Основываясь на стандартном поведении светодиодов, эти кривые обычно иллюстрируют зависимость между прямым током и силой света (I-V кривая), влияние температуры окружающей среды на световой поток и спектральное распределение мощности. Конструкторы используют эти кривые для понимания работы в нестандартных условиях (например, при различных токах питания или температурах) и для оптимизации схемы с целью достижения желаемой яркости и эффективности.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса и назначение выводов

Устройство соответствует стандартному контуру корпуса EIA. Все размеры указаны в миллиметрах с общим допуском ±0.2 мм, если не указано иное. Компонент имеет рассеивающую линзу. Назначение выводов специфично: выводы 2 и 3 относятся к красному светодиодному кристаллу, а выводы 1 и 4 — к оранжевому. Правильная идентификация полярности при разводке платы и сборке критически важна для корректной работы.

5.2 Рекомендуемая контактная площадка на печатной плате

Предоставлен рекомендуемый посадочный рисунок (контактная площадка) для печатной платы, обеспечивающий надежную пайку и правильное механическое выравнивание. Следование этому рекомендуемому рисунку помогает добиться хороших паяльных валиков, термического рельефа и предотвращает "эффект надгробия" или смещение во время оплавления.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Профиль инфракрасной пайки оплавлением

Устройство совместимо с бессвинцовыми (Pb-free) процессами пайки. Указан рекомендуемый профиль инфракрасной пайки оплавлением, соответствующий стандарту J-STD-020B. Ключевые параметры включают максимальную пиковую температуру 260°C и этап предварительного нагрева до 200°C в течение максимум 120 секунд. Профиль разработан для минимизации термических напряжений на корпусе светодиода при обеспечении надежного паяного соединения.

6.2 Хранение и обращение

Правильное хранение необходимо для сохранения паяемости. Когда влагозащитный пакет запечатан, светодиоды должны храниться при температуре ≤30°C и влажности ≤70% RH, рекомендуемый срок хранения — один год. После вскрытия пакета условия хранения не должны превышать 30°C и 60% RH. Компоненты, подвергшиеся воздействию окружающей среды более 168 часов (Уровень 3), должны быть прогреты при температуре приблизительно 60°C в течение не менее 48 часов перед пайкой для удаления поглощенной влаги и предотвращения "эффекта попкорна" во время оплавления.

6.3 Очистка

Если очистка после пайки необходима, следует использовать только указанные растворители. Рекомендуется погружать светодиод в этиловый или изопропиловый спирт при нормальной температуре на время менее одной минуты. Неуказанные химикаты могут повредить корпус или линзу светодиода.

7. Упаковка и информация для заказа

Стандартная упаковка — 8-миллиметровая тисненая несущая лента, намотанная на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). Каждая катушка содержит 4000 штук. Для количеств менее полной катушки доступна минимальная упаковочная единица в 500 штук. Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA 481. Лента запечатана покровной лентой для защиты компонентов, максимальное количество последовательно отсутствующих компонентов ("пропущенных ламп") на катушке — две.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот двухцветный светодиод идеально подходит для применений, требующих индикации нескольких состояний. Например, в сетевом коммутаторе красный светодиод может указывать на неисправность или состояние ошибки, а оранжевый — на активность или предупреждение. В потребительской электронике его можно использовать для двухцветной подсветки кнопок или создания янтарно-красных символов состояния. Его широкий угол обзора делает его подходящим для индикаторов, которые должны быть видны с разных углов.

8.2 Вопросы проектирования

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный токоограничивающий резистор (или драйвер постоянного тока) для каждого цвета светодиода. Номинал резистора должен быть рассчитан на основе напряжения питания, прямого напряжения светодиода (используйте максимальное Vf для консервативного проектирования) и желаемого рабочего тока (≤30 мА DC).
• Теплоотвод:Учитывайте рассеиваемую мощность (P = Vf * If) и тепловое сопротивление. При высоких температурах окружающей среды или при работе на высоких токах обеспечьте достаточную площадь медной фольги на печатной плате или другие методы отвода тепла, чтобы поддерживать температуру перехода ниже 115°C.
• Защита от ЭСР:Хотя это явно не указано, всегда рекомендуется обращаться со светодиодами, соблюдая соответствующие меры предосторожности от электростатического разряда (ЭСР) во время сборки.

9. Техническое сравнение и отличительные особенности

Ключевым отличием данного компонента является его двухцветная функциональность в одном компактном SMD-корпусе. По сравнению с использованием двух отдельных одноцветных светодиодов это экономит место на печатной плате, уменьшает количество компонентов и упрощает сборку. Широкий угол обзора 120 градусов — еще одно преимущество перед светодиодами с узким пучком для индикации на панелях. Точная сортировка как по интенсивности, так и по длине волны предоставляет конструкторам предсказуемую производительность и постоянство цвета при серийном производстве.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я одновременно питать красный и оранжевый светодиоды током по 20 мА каждый?

О: Нет. Максимальная рассеиваемая мощность составляет 75 мВт. Если оба светодиода включены при Vf=2.5В и If=20мА, общая мощность составит 100 мВт (2.5В*20мА*2), что превышает номинальное значение. Одновременная работа требует снижения номинального тока для каждого светодиода или обеспечения включения только одного из них в каждый момент времени.

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

О: Пиковая длина волны (λp) — это длина волны, на которой излучаемая оптическая мощность максимальна. Доминирующая длина волны (λd) — это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, которая соответствует цвету света. λd более актуальна для спецификации цвета в визуальных приложениях.

В: Обратный ток составляет 10 мкА при 5В. Могу ли я использовать этот светодиод в цепи переменного тока?

О: Нет. В техническом описании явно указано, что устройство не предназначено для работы в обратном направлении. Приложение обратного напряжения, особенно в цепи переменного тока, может повредить светодиод. Для защиты светодиода при использовании с переменным током необходимо использовать внешнюю схему (например, выпрямитель).

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Двухстатусный индикатор для блока питания

Конструктор создает печатную плату для настольного блока питания. Ему нужен один индикатор, показывающий наличие сетевого напряжения (режим ожидания), и другой, показывающий активность выходного постоянного напряжения. Использование этого двухцветного светодиода упрощает конструкцию: оранжевый светодиод (выводы 1 и 4) подключен через токоограничивающий резистор к шине напряжения режима ожидания. Красный светодиод (выводы 2 и 3) подключен через другой резистор к основной шине выходного постоянного напряжения. Для посадочного места на плате требуется только одна позиция компонента. Широкий угол обзора обеспечивает видимость состояния с лицевой стороны шасси. Конструктор выбирает корзину R2 для красного и U1 для оранжевого, чтобы обеспечить достаточную яркость. Во время сборки он следует рекомендуемому профилю оплавления и инструкциям по хранению для обеспечения надежности.

12. Введение в принцип работы

Светодиоды (LED) — это полупроводниковые приборы, излучающие свет при прохождении через них электрического тока. Это явление называется электролюминесценцией. В данном конкретном устройстве красный свет генерируется полупроводниковым материалом на основе фосфида алюминия-индия-галлия (AlInGaP), который эффективно производит красные и оранжевые длины волн. Рассеивающая линза над кристаллом рассеивает свет, создавая широкий угол обзора 120 градусов вместо узкого пучка. Двухцветная функция достигается за счет размещения двух отдельных полупроводниковых кристаллов (один красный, один оранжевый) в одном корпусе с независимыми электрическими соединениями (анодами и катодами) для каждого.

13. Тенденции развития

Общая тенденция в технологии SMD светодиодов продолжает двигаться в сторону повышения эффективности (больше люмен на ватт), что позволяет получить более яркий выходной сигнал при меньших токах и снизить энергопотребление. Также наблюдается стремление к дальнейшей миниатюризации при сохранении или улучшении оптических характеристик. Постоянство цвета и более жесткие допуски при сортировке становятся стандартом по мере совершенствования автоматического оптического контроля в производстве. Более того, интеграция управляющей электроники (например, драйверов постоянного тока или ШИМ-контроллеров) непосредственно в корпус светодиода — это новая тенденция, упрощающая схемотехнику для конечного пользователя. Принципы соответствия RoHS и совместимости с бессвинцовыми высокотемпературными процессами оплавления теперь являются фундаментальными требованиями в отрасли.