Техническая спецификация SMD светодиода LTST-E143EGSW - Корпус для поверхностного монтажа - Красный/Зеленый/Желтый - 20мА

1. Обзор продукта

LTST-E143EGSW — это светодиод для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для автоматизированной сборки печатных плат (PCB). Его миниатюрный размер делает его подходящим для применений с ограниченным пространством в широком спектре электронного оборудования.

1.1 Особенности

• Соответствует директиве RoHS (Ограничение использования опасных веществ).
• Упакован в 8-мм ленту на катушках диаметром 7 дюймов для автоматизированных процессов установки.
• Стандартный посадочный размер в соответствии с EIA (Альянс электронной промышленности).
• Уровни управления, совместимые с интегральными схемами (ИС).
• Разработан для совместимости с автоматическим оборудованием для установки компонентов.
• Подходит для процессов пайки оплавлением в инфракрасном (ИК) спектре.
• Предварительно кондиционирован для соответствия уровню чувствительности к влаге JEDEC (Объединенный инженерный совет по электронным устройствам) Level 3.

1.2 Области применения

Данный светодиод предназначен для использования в качестве индикатора состояния, сигнального источника света, подсветки символов и передней панели в различных секторах, включая:

• Телекоммуникационное оборудование
• Устройства офисной автоматизации
• Бытовая техника
• Промышленное оборудование

2. Габариты корпуса и конфигурация

Устройство имеет стандартный SMD корпус. Все размеры указаны в миллиметрах, общий допуск составляет ±0,2 мм, если не указано иное. Светодиод оснащен рассеивающей линзой.

Назначение выводов и соответствующие цвета источника света следующие:

• Красный (AlInGaP):Выводы 2 (Анод) и 1 (Катод)
• Зеленый (InGaN):Выводы 2 (Анод) и 4 (Катод)
• Желтый (AlInGaP):Выводы 2 (Анод) и 3 (Катод)

Вывод 2 является общим анодом для всех цветовых вариантов.

3. Параметры и характеристики

Все спецификации определены при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

3.1 Абсолютные максимальные параметры

Превышение этих пределов может привести к необратимому повреждению.

• Рассеиваемая мощность (Pd):Красный: 75 мВт, Зеленый: 76 мВт, Желтый: 72 мВт
• Пиковый прямой ток (I_F(пик)):80 мА (для всех цветов, при скважности 1/10, длительность импульса 0,1 мс)
• Постоянный прямой ток (I_F):Красный: 30 мА, Зеленый: 20 мА, Желтый: 30 мА
• Диапазон рабочих температур:от -40°C до +100°C
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +100°C

3.2 Тепловые характеристики

• Максимальная температура перехода (T_j):125°C
• Типичное тепловое сопротивление, переход-окружающая среда (R_θJA):100 °C/Вт (Примечание: Измерено на подложке FR4 толщиной 1,6 мм с медной контактной площадкой 16 мм²).
• Типичное тепловое сопротивление, переход-контактная площадка (R_θJT):60 °C/Вт

3.3 Рекомендуемый профиль ИК оплавления

Рекомендуется бессвинцовый профиль пайки, соответствующий J-STD-020B. Профиль обычно включает стадии предварительного нагрева, выдержки, оплавления (с пиковой температурой) и охлаждения для обеспечения надежных паяных соединений без повреждения корпуса светодиода.

3.4 Электрические и оптические характеристики

Измерено при I_F= 20мА и Ta=25°C.

• Сила света (I_v):
  • Красный: 140-350 мкд (мин-макс)
  • Зеленый: 710-1540 мкд (мин-макс)
  • Желтый: 140-390 мкд (мин-макс)
• Угол обзора (2θ_1/2):120 градусов (тип.). Это полный угол, при котором интенсивность составляет половину осевого значения.
• Доминирующая длина волны (λ_d):
  • Красный: 615-630 нм
  • Зеленый: 518-528 нм
  • Желтый: 586-596 нм
• Прямое напряжение (V_F):
  • Красный: 1,7-2,5 В
  • Зеленый: 2,8-3,8 В
  • Желтый: 1,7-2,5 В
• Полуширина спектральной линии (Δλ):Красный/Желтый: 15 нм (тип.), Зеленый: 25 нм (тип.).
• Обратный ток (I_R):10 мкА (макс.) при V_R= 5В.Примечание:Устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения; данный параметр указан только для целей тестирования.

4. Система сортировки

Светодиоды сортируются (биннируются) по ключевым оптическим параметрам для обеспечения однородности в пределах производственной партии.

4.1 Сортировка по силе света (I_v)

Интенсивность измеряется в милликанделах (мкд) при 20мА. Допуск внутри каждого бина составляет ±11%.

• Красный:R1 (140-190 мкд), R2 (190-260 мкд), R3 (260-350 мкд)
• Зеленый:G1 (710-910 мкд), G2 (910-1185 мкд), G3 (1185-1540 мкд)
• Желтый:Y1 (140-180 мкд), Y2 (180-230 мкд), Y3 (230-300 мкд), Y4 (300-390 мкд)

4.2 Сортировка по доминирующей длине волны (λ_d)

Длина волны измеряется в нанометрах (нм) при 20мА. Допуск внутри каждого бина составляет ±1 нм.

• Красный:RA (615-630 нм)
• Зеленый:GA (518-523 нм), GB (523-528 нм)
• Желтый:YA (586-591 нм), YB (591-596 нм)

4.3 Комбинированный код бина на ярлыке изделия

Единый буквенно-цифровой код на ярлыке изделия объединяет бины интенсивности и длины волны. Например, код "A1" соответствует: Красный=R1, Зеленый=G1, Желтый=Y1. Коды D1-D4 представляют бины длины волны (Wd Rank) независимо. Эта система позволяет точно идентифицировать оптические характеристики светодиода.

5. Типичные графики характеристик

В спецификации представлены графики ключевых зависимостей (при 25°C, если не указано иное):

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока:Показывает, как световой выход увеличивается с током, обычно нелинейно, подчеркивая важность источника постоянного тока.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Иллюстрирует ВАХ диода, что критически важно для проектирования схемы ограничения тока.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Демонстрирует эффект теплового тушения, когда световой выход уменьшается с ростом температуры перехода. Это критически важно для теплового менеджмента в мощных приложениях или при высоких температурах окружающей среды.
• Спектральное распределение:Показывает относительную мощность излучения в зависимости от длины волны, определяет чистоту цвета и помогает в приложениях, требующих определенных спектральных характеристик.

6. Руководство пользователя и информация по сборке

6.1 Очистка

Если очистка необходима после пайки или во время переделки, погрузите светодиод в этиловый или изопропиловый спирт при комнатной температуре менее чем на одну минуту. Избегайте использования неуказанных химических очистителей, так как они могут повредить эпоксидную линзу или корпус.

6.2 Рекомендуемая разводка контактных площадок на PCB

Предоставлен рекомендуемый посадочный рисунок для обеспечения правильной пайки, механической стабильности и оптимальных тепловых характеристик. Следование этому рисунку помогает предотвратить "эффект надгробия" и обеспечивает хорошие паяные соединения.

6.3 Упаковка в ленту и на катушку

Светодиоды поставляются в тисненой несущей ленте (ширина 8 мм), намотанной на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). Подробно описаны размеры ячеек ленты и спецификации катушки (диаметр втулки, диаметр фланца и т.д.), соответствующие стандартам ANSI/EIA-481. Такая упаковка необходима для автоматизированных сборочных линий.

• Стандартная катушка содержит 4000 штук.
• Минимальный заказ для остатков составляет 500 штук.
• Допускается не более двух последовательно отсутствующих компонентов (пустых ячеек) на катушке.

7. Меры предосторожности и рекомендации по проектированию

7.1 Предназначение и надежность

Эти светодиоды предназначены для электронного оборудования общего назначения. Для применений, где исключительная надежность имеет первостепенное значение, или где отказ может представлять угрозу безопасности (например, авиация, медицинское жизнеобеспечение, управление транспортом), настоятельно рекомендуется провести специальную оценку надежности и проконсультироваться с производителем до начала проектирования.

7.2 Рекомендации по электрическому проектированию

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный резистор или источник постоянного тока для ограничения прямого тока до указанного максимального постоянного значения (20 мА для зеленого, 30 мА для красного/желтого). Превышение этого значения сократит срок службы и может привести к катастрофическому отказу.
• Защита от обратного напряжения:Светодиод имеет очень низкое напряжение обратного пробоя (условие тестирования 5В). Схемы должны быть спроектированы так, чтобы предотвратить подачу любого обратного смещения, возможно, с использованием защитного диода, включенного параллельно, если светодиод подключен к биполярному сигналу.
• Тепловой менеджмент:Хотя рассеиваемая мощность мала, температура перехода должна поддерживаться ниже 125°C. Обеспечьте достаточную площадь меди на печатной плате (в соответствии с рекомендуемой контактной площадкой) для использования в качестве радиатора, особенно в условиях высокой температуры окружающей среды или при работе на более высоких токах.

7.3 Рекомендации по оптическому проектированию

• Угол обзора:Угол обзора 120 градусов обеспечивает широкий, рассеянный рисунок освещения, подходящий для индикаторов состояния. Для более сфокусированного света потребуются вторичная оптика (линзы).
• Сортировка для однородности цвета:Для применений, требующих однородного внешнего вида цвета на нескольких светодиодах (например, подсветка массива), необходимо указывать узкие бины длины волны (например, GA или GB для зеленого).
• Согласование интенсивности:Аналогично, указание узкого бина интенсивности обеспечивает одинаковую яркость всех индикаторов в изделии.

8. Техническое сравнение и руководство по выбору

LTST-E143EGSW предлагает сочетание функций, характерных для современных SMD светодиодов: соответствие RoHS, совместимость с ИК оплавлением и упаковка в ленту на катушке. Его ключевые отличия заключаются в конкретной структуре сортировки для зеленого и желтого цветов, предлагая более тонкую гранулярность в выборе длины волны и интенсивности по сравнению с некоторыми универсальными аналогами. Отдельные катодные выводы для каждого цвета в 4-выводном корпусе позволяют осуществлять индивидуальное управление в многоцветном модуле, в отличие от некоторых корпусов RGB с общим анодом. При выборе светодиода инженеры должны сопоставлять прямое напряжение (особенно более высокое V_Fкристалла InGaN зеленого цвета), угол обзора и силу света с энергетическим бюджетом приложения, оптической компоновкой и требуемой яркостью.

9. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Могу ли я подавать на зеленый светодиод ток 30 мА, как на красный и желтый?

О: Нет. Абсолютный максимальный постоянный прямой ток для зеленого варианта составляет 20 мА. Превышение этого параметра может привести к необратимому повреждению и аннулированию гарантии.

В: Что означает предварительное кондиционирование "JEDEC Level 3"?

О: Это означает, что компоненты были подвергнуты термообработке и/или хранились в контролируемых условиях для снижения поглощения влаги в корпусе, что делает их пригодными для срока хранения на производстве 168 часов (7 дней) в заводских условиях (<30°C/60% относительной влажности) перед повторной термообработкой для пайки оплавлением.

В: Почему диапазон прямого напряжения для зеленого светодиода (2,8-3,8 В) выше, чем для красного/желтого (1,7-2,5 В)?

О: Это связано с фундаментальным полупроводниковым материалом. Зеленые светодиоды обычно используют нитрид индия-галлия (InGaN), который имеет более широкую запрещенную зону, чем фосфид алюминия-индия-галлия (AlInGaP), используемый для красных и желтых светодиодов. Более широкая запрещенная зона требует более высокого напряжения для возбуждения электронов через нее.

В: Как интерпретировать код бина "B5" с ярлыка?

О: Согласно таблице соответствия, "B5" указывает: Бин интенсивности Красный = R2 (190-260 мкд), Бин интенсивности Зеленый = G2 (910-1185 мкд), Бин интенсивности Желтый = Y1 (140-180 мкд). Бин длины волны будет указан отдельным кодом "D" (например, D1, D2 и т.д.).

10. Пример проектирования: Панель индикаторов состояния

Сценарий:Проектирование панели управления с тремя светодиодами состояния: Красный (Неисправность), Зеленый (Готов), Желтый (Ожидание). Требуется равномерная высокая яркость.

Этапы проектирования:

1. Выбор:Выберите LTST-E143EGSW из-за его общего корпуса и наличия всех трех цветов.
2. Сортировка:Укажите бин интенсивности R3 для красного, G3 для зеленого и Y4 для желтого, чтобы получить максимальную яркость от каждого. Укажите бин длины волны RA для красного, GB для зеленого и YB для желтого для получения однородных насыщенных цветов.
3. Проектирование схемы:
   • Напряжение питания (V_cc): 5В.
   • Рассчитайте последовательные резисторы для I_F= 20мА (используйте 20мА для зеленого, можно использовать 20-30мА для красного/желтого в зависимости от желаемой яркости).
     • Резистор для красного (используя типичное V_F=2,1В): R = (5В - 2,1В) / 0,020А = 145 Ом. Используйте стандартное значение 150 Ом.
     • Резистор для зеленого (используя типичное V_F=3,3В): R = (5В - 3,3В) / 0,020А = 85 Ом. Используйте стандартное значение 82 Ом или 91 Ом.
     • Резистор для желтого (используя типичное V_F=2,1В): Такой же, как для красного, 150 Ом.
   • Мощность на светодиод: P = V_F* I_F. Для зеленого: ~66мВт, что находится в пределах максимума 76мВт.
4. Разводка печатной платы:Используйте рекомендуемый посадочный рисунок. Подключите вывод 2 (общий анод) к V_ccчерез резисторы. Подключите выводы 1, 4 и 3 (катоды для красного, зеленого и желтого соответственно) к земле через выводы микроконтроллера или переключатели для индивидуального управления.
5. Проверка теплового режима:При рассеиваемой мощности менее 75мВт на светодиод и контактной площадке 16 мм², повышение температуры перехода будет минимальным в типичных условиях в помещении, что обеспечит долгосрочную надежность.