Техническая спецификация SMD светодиода LTST-S43FBEGW - Габариты 4.0x3.0x0.4мм - Напряжение 1.7-3.1В - Мощность 30-35мВт - Полноцветный RGB

1. Обзор продукта

LTST-S43FBEGW — это компактный SMD светодиод бокового свечения, предназначенный для применений с ограниченным пространством, где требуется полноцветная индикация или подсветка. Компонент объединяет три различных полупроводниковых кристалла в одном ультратонком корпусе высотой 0.4мм: кристалл InGaN (нитрид индия-галлия) для синего свечения, кристалл AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для красного свечения и второй кристалл InGaN для зелёного свечения. Комбинация этих основных цветов (RGB) позволяет создавать широкий спектр цветов путём раздельного или комбинированного управления. Белая рассеивающая линза обеспечивает равномерное распределение света, что делает его подходящим для индикаторов состояния и подсветки, где требуется однородное широкоугольное свечение.

Его ключевые преимущества включают соответствие директиве RoHS, совместимость с автоматизированными системами монтажа и пригодность для стандартных процессов групповой пайки оплавлением (IR). Основные целевые рынки — потребительская электроника, телекоммуникационное оборудование, устройства офисной автоматизации, бытовая техника и промышленные панели управления, где важна надёжная многоцветная индикация при минимальных габаритах.

1.1 Ключевые особенности

• Соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ).
• Сверхнизкопрофильная конструкция с толщиной всего 0.4мм.
• Конструкция бокового свечения с белой рассеивающей линзой.
• Включает высокоэффективные полупроводниковые кристаллы InGaN (синий/зелёный) и AlInGaP (красный).
• Выводы имеют оловянное покрытие для улучшенной паяемости.
• Упакован в ленту шириной 8мм на катушках диаметром 7 дюймов для автоматизированной сборки.
• Совместим со стандартными контурами корпусов EIA (Альянса электронной промышленности).
• Предназначен для использования с автоматическим оборудованием для установки компонентов.
• Подходит для процессов групповой пайки оплавлением (IR).

1.2 Области применения

• Подсветка клавиатур и кнопок в мобильных устройствах и компьютерах.
• Многоцветные индикаторы состояния и питания в сетевом оборудовании и бытовой технике.
• Подсветка микродисплеев и символических элементов.
• Светодиодные индикаторы общего назначения в телекоммуникационном и промышленном оборудовании.

2. Технические параметры: Подробный объективный анализ

В этом разделе представлен детальный объективный анализ ключевых рабочих характеристик светодиода, определённых в спецификации. Все значения указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C, если не оговорено иное.

2.1 Предельно допустимые параметры

Предельно допустимые параметры определяют границы нагрузок, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Это не условия для нормальной работы.

• Рассеиваемая мощность (Pd):35 мВт для синего и зелёного кристаллов; 30 мВт для красного кристалла. Этот параметр ограничивает общую электрическую мощность, которая может преобразовываться в тепло внутри корпуса светодиода.
• Пиковый прямой ток (I_F(PEAK)):50 мА для синего/зелёного, 40 мА для красного. Это максимально допустимый мгновенный ток в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1мс). Превышение может вызвать катастрофический отказ.
• Постоянный прямой ток (I_F):10 мА для синего/зелёного, 20 мА для красного. Это максимальный рекомендуемый постоянный прямой ток для надёжной долгосрочной работы.
• Рабочая и температура хранения:Устройство рассчитано на работу в диапазоне температур окружающей среды от -20°C до +80°C. Диапазон температур хранения шире: от -30°C до +100°C.
• Условия пайки оплавлением (IR):Корпус может выдерживать пиковую температуру 260°C в течение максимум 10 секунд во время пайки оплавлением.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Эти параметры определяют типичные характеристики светодиода в нормальных рабочих условиях (I_F= 5мА).

• Сила света (I_V):Измеряется в милликанделах (мкд). Минимальные и максимальные значения различаются по цветам: Синий (11.2-45.0 мкд), Красный (11.2-45.0 мкд), Зелёный (45.0-180.0 мкд). Зелёный кристалл демонстрирует значительно более высокую светоотдачу при том же токе питания.
• Угол обзора (2θ_1/2):Типичное значение 130 градусов, что указывает на очень широкую диаграмму направленности, характерную для светодиодов бокового свечения с рассеивающими линзами.
• Пиковая длина волны (λ_P):Длина волны, на которой спектральная мощность излучения максимальна. Типичные значения: 468 нм (Синий), 631 нм (Красный), 518 нм (Зелёный).
• Доминирующая длина волны (λ_d):Единая длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, которая определяет цвет. Диапазоны: Синий (465-475 нм), Красный (619-629 нм), Зелёный (525-540 нм).
• Полуширина спектральной линии (Δλ):Ширина полосы излучаемого света на половине его максимальной интенсивности. Типичные значения: 25 нм (Синий), 17 нм (Красный), 35 нм (Зелёный). Более узкая полуширина указывает на более спектрально чистый цвет.
• Прямое напряжение (V_F):Падение напряжения на светодиоде при токе 5мА. Диапазоны: Синий (2.60-3.10В), Красный (1.70-2.30В), Зелёный (2.60-3.10В). Красный кристалл обычно имеет более низкое прямое напряжение из-за другого полупроводникового материала (AlInGaP против InGaN).
• Обратный ток (I_R):Максимум 10 мкА для всех цветов при обратном смещении 5В. В спецификации прямо указано, что устройство не предназначено для работы в обратном направлении; этот тест предназначен только для информационных/контрольных целей.

3. Объяснение системы бинов

Сила света светодиодов сортируется по бинам для обеспечения однородности в пределах производственной партии. Код бина определяет минимальный и максимальный диапазон интенсивности.

3.1 Биннинг по силе света

Каждый цвет имеет свой собственный набор кодов бинов с допуском +/-15% в пределах каждого бина.

• Бины интенсивности для синего и красного:
  • Код бина L: 11.2 мкд (Мин.) до 18.0 мкд (Макс.)
  • Код бина M: 18.0 мкд до 28.0 мкд
  • Код бина N: 28.0 мкд до 45.0 мкд
• Бины интенсивности для зелёного:
  • Код бина P: 45.0 мкд до 71.0 мкд
  • Код бина Q: 71.0 мкд до 112.0 мкд
  • Код бина R: 112.0 мкд до 180.0 мкд

Такая система бинов позволяет разработчикам выбирать светодиоды с предсказуемыми уровнями яркости для применений, требующих смешения цветов или определённых требований к освещённости.

4. Механическая и упаковочная информация

4.1 Габаритные размеры корпуса

LTST-S43FBEGW соответствует стандартному посадочному месту SMD. Ключевые размеры включают длину корпуса примерно 4.0мм, ширину 3.0мм и определяющую ультратонкую высоту 0.4мм. Все размерные допуски составляют ±0.1мм, если не указано иное. Назначение выводов чётко определено: Вывод 1 — анод зелёного кристалла, Вывод 3 — анод красного кристалла, Вывод 4 — анод синего кристалла. Детальный чертёж с размерами необходим для точного проектирования контактных площадок на печатной плате.

4.2 Рекомендуемая контактная площадка на плате и полярность

Спецификация включает рекомендуемую схему расположения контактных площадок на печатной плате (PCB). Следование этой рекомендации крайне важно для получения правильных паяльных фасок, обеспечения механической стабильности и надёжного электрического соединения в процессе оплавления. Конструкция площадки учитывает тепловую массу компонента и помогает предотвратить "эффект надгробия" (подъём компонента на торец). Маркировка полярности на корпусе светодиода должна быть совмещена с соответствующей маркировкой полярности на шелкографии платы.

4.3 Упаковка в ленте на катушке

Компоненты поставляются в стандартной тиснёной транспортной ленте шириной 8мм, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов (178мм). Каждая катушка содержит 4000 штук. Лента запечатана верхней крышкой для защиты компонентов от загрязнения и влаги. Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA-481, обеспечивая совместимость с автоматическими питателями. Для количеств меньше полной катушки доступна минимальная упаковка от 500 штук.

5. Рекомендации по пайке и монтажу

5.1 Профиль групповой пайки оплавлением (IR)

Спецификация предоставляет рекомендуемый профиль оплавления, соответствующий IPC J-STD-020D.1 для бессвинцовых процессов. Ключевые параметры включают:

• Температура предварительного нагрева:от 150°C до 200°C.
• Время предварительного нагрева:Максимум 120 секунд для постепенного повышения температуры и активации флюса.
• Пиковая температура:Максимум 260°C.
• Время выше температуры ликвидуса (TAL):Компонент должен подвергаться воздействию пиковой температуры не более 10 секунд. Оплавление должно выполняться не более двух раз.

Подчёркивается, что оптимальный профиль зависит от конкретной конструкции платы, паяльной пасты и характеристик печи. Рекомендуется проводить характеристику на уровне платы.

5.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, необходимо соблюдать крайнюю осторожность. Рекомендуемая максимальная температура жала паяльника — 300°C, с максимальным временем контакта 3 секунды на паяное соединение. Ручная пайка должна быть ограничена одним ремонтным циклом, чтобы предотвратить чрезмерные термические нагрузки на пластиковый корпус и внутренние проводные соединения.

5.3 Очистка

Если требуется очистка после пайки, следует использовать только указанные растворители. Рекомендуемый метод — погружение собранной платы в этиловый или изопропиловый спирт при комнатной температуре на время менее одной минуты. Использование неуказанных или агрессивных химических очистителей может повредить пластиковую линзу и материал корпуса светодиода.

6. Меры предосторожности при хранении и обращении

6.1 Чувствительность к электростатическому разряду (ESD)

Как и большинство полупроводниковых приборов, эти светодиоды чувствительны к электростатическому разряду. При обращении и сборке должны применяться соответствующие меры защиты от ESD. Это включает использование заземлённых браслетов, антистатических ковриков и обеспечение надлежащего заземления всего оборудования. ESD может вызвать мгновенный отказ или скрытое повреждение, снижающее долгосрочную надёжность.

6.2 Влагочувствительность и условия хранения

Светодиоды упакованы в влагозащитный пакет с осушителем. В этом запечатанном состоянии их следует хранить при температуре 30°C или ниже и относительной влажности (RH) 90% или ниже, с рекомендуемым сроком годности один год с даты производства.

После вскрытия оригинальной упаковки компонентам присваивается уровень влагочувствительности (MSL) 3. Это означает, что они должны быть подвергнуты пайке оплавлением в течение 168 часов (7 дней) после воздействия среды, не превышающей 30°C / 60% RH. Для хранения за пределами этого срока вне оригинального пакета их следует поместить в герметичный контейнер с осушителем. Компоненты, подвергавшиеся воздействию более 168 часов, требуют процесса сушки (приблизительно 60°C в течение не менее 20 часов) для удаления поглощённой влаги перед пайкой, чтобы предотвратить "вспучивание" или растрескивание корпуса во время оплавления.

7. Рекомендации по применению и проектированию

7.1 Ограничение тока

Фундаментальное требование для питания светодиодов — использование токоограничивающего резистора или источника постоянного тока. Прямое напряжение (V_F) светодиода имеет допуск и зависит от температуры. Подключение светодиода непосредственно к источнику напряжения приведёт к неконтролируемому току, который, вероятно, превысит предельно допустимые параметры и разрушит устройство. Значение резистора можно рассчитать по закону Ома: R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Используйте максимальное значение V_Fиз спецификации, чтобы обеспечить достаточное ограничение тока при любых условиях.

7.2 Тепловой режим

Хотя рассеиваемая мощность невелика (30-35 мВт), эффективный тепловой режим на печатной плате всё равно важен для долговечности и стабильной работы. Чрезмерная температура перехода приводит к снижению светового потока (деградация люменов), смещению доминирующей длины волны (изменение цвета) и ускоренному старению. Убедитесь, что контактные площадки на плате имеют достаточные тепловые переходы и, по возможности, соединены с медными полигонами, которые будут действовать как радиатор.

7.3 Смешение цветов и управление

Для получения определённых цветов (например, белого, жёлтого, голубого, пурпурного) или динамических цветовых эффектов три кристалла должны управляться независимо. Обычно для этого требуются три отдельных канала управления, часто реализуемых с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ) от микроконтроллера. Различные силы света и прямые напряжения каждого цвета должны учитываться в схемотехнике и управляющем программном обеспечении для достижения сбалансированного цветового выхода.

8. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

8.1 Можно ли непрерывно питать светодиод пиковым током (50мА)?

No.Номинальный пиковый прямой ток (50мА для синего/зелёного) предназначен только для импульсного режима работы (скважность 1/10, импульсы 0.1мс). Максимальный рекомендуемый постоянный ток (постоянный прямой ток) для этих цветов составляет 10мА. Превышение номинального постоянного тока вызовет чрезмерный нагрев, что приведёт к быстрой деградации и отказу.

8.2 Почему прямое напряжение отличается для красного кристалла?

Прямое напряжение является фундаментальным свойством ширины запрещённой зоны полупроводникового материала. Красный кристалл использует AlInGaP, который имеет меньшую ширину запрещённой зоны (~1.9-2.0 эВ) по сравнению с InGaN, используемым для синего и зелёного (~2.5-3.4 эВ). Меньшая ширина запрещённой зоны требует меньше энергии для перехода электронов, что приводит к более низкому падению прямого напряжения.

8.3 Что означает "Доминирующая длина волны" по сравнению с "Пиковой длиной волны"?

Пиковая длина волны (λ_P):Физическая длина волны, на которой светодиод излучает наибольшую оптическую мощность. Измеряется непосредственно спектрометром.
Доминирующая длина волны (λ_d):Воспринимаемая длина волны. Она выводится из диаграммы цветности CIE и представляет собой единую длину волны чистого спектрального света, которую человеческий глаз воспринимает как наиболее близкую к цвету светодиода. Для светодиодов с широким спектром λ_dи λ_Pмогут различаться.

8.4 Как интерпретировать код бина при заказе?

При заказе этого компонента для производства вы должны указать желаемый код бина силы света для каждого цвета (например, Синий: N, Красный: M, Зелёный: Q). Это гарантирует получение светодиодов с уровнями яркости в предсказуемом узком диапазоне, что критически важно для применений, требующих однородного внешнего вида или точного смешения цветов. Если бин не указан, вы можете получить компоненты из любого производственного бина.