Техническая спецификация SMD светодиода LTST-M140TGKT - 3.2x1.6x1.2мм - 3.8В макс. - 80мВт - Зеленый с прозрачной линзой

1. Обзор продукта

Данный документ содержит полные технические характеристики LTST-M140TGKT — светоизлучающего диода (LED) для поверхностного монтажа (SMD). Этот компонент предназначен для автоматизированных процессов сборки печатных плат (PCB) и подходит для применений, где критически важен размер. Светодиод оснащен прозрачной линзой, в которой инкапсулирован полупроводниковый кристалл InGaN (нитрид индия-галлия), излучающий зеленый свет.

Основные цели проектирования данного семейства светодиодов включают совместимость с крупносерийным производством, надежность в стандартных рабочих условиях и стабильные оптические характеристики. Эти светодиоды разработаны для удовлетворения требований современного электронного оборудования, предлагая оптимальное сочетание размера, производительности и экономической эффективности для индикации и подсветки.

1.1 Особенности

• Соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ).
• Упакован в стандартную 12-мм катушечную ленту на катушках диаметром 7 дюймов для автоматического оборудования pick-and-place.
• Стандартный корпус в соответствии с EIA (Альянс электронной промышленности).
• Входные/выходные характеристики совместимы со стандартными уровнями логики интегральных схем (IC).
• Разработан для совместимости с системами автоматической установки и сборки.
• Выдерживает процессы пайки оплавлением (IR), обычно используемые в технологии поверхностного монтажа (SMT).
• Предварительно кондиционирован по уровню чувствительности к влажности JEDEC MSL 3, что означает срок хранения на производстве 168 часов при <30°C/60% относительной влажности после вскрытия упаковки.

1.2 Области применения

Данный светодиод предназначен для использования в качестве индикатора состояния, подсветки или источника сигнала в широком спектре электронных продуктов. Типичные области применения включают:

• Телекоммуникационное оборудование (например, маршрутизаторы, коммутаторы, телефоны).
• Устройства офисной автоматизации (например, принтеры, сканеры, МФУ).
• Бытовая техника и потребительская электроника.
• Панели управления и промышленное оборудование.
• Подсветка передних панелей дисплеев и кнопок.
• Символические или информационные светильники в помещениях.

2. Габариты корпуса и механическая информация

LTST-M140TGKT использует стандартный корпус SMD светодиода. Цвет линзы указан как "Прозрачный", а цвет источника света — Зеленый, создаваемый кристаллом InGaN.

Ключевые механические примечания:

• Все линейные размеры на чертеже корпуса указаны в миллиметрах (мм).
• Допуск по умолчанию составляет ±0,2 мм (±0,008 дюйма), если на чертеже не указано иное.
• Конструкция корпуса обеспечивает стабильность во время пайки оплавлением и надежные оптические характеристики в течение всего срока службы изделия.

3. Предельные параметры и характеристики

Все характеристики определены при температуре окружающей среды (Ta) 25°C, если не указано иное. Превышение абсолютных максимальных параметров может привести к необратимому повреждению устройства.

3.1 Абсолютные максимальные параметры

• Рассеиваемая мощность (Pd):80 мВт
• Пиковый прямой ток (I_F(PEAK)):100 мА (Максимально допустимо в импульсном режиме со скважностью 1/10 и длительностью импульса 0,1 мс).
• Постоянный прямой ток (I_F):20 мА (постоянный ток).
• Диапазон рабочих температур (T_opr):от -40°C до +85°C.
• Диапазон температур хранения (T_stg):от -40°C до +100°C.

3.2 Рекомендуемый профиль IR оплавления для бессвинцового процесса

Компонент сертифицирован для бессвинцовых процессов пайки. Рекомендуемый профиль оплавления соответствует стандарту J-STD-020B. Ключевые параметры этого профиля включают контролируемый предварительный нагрев, определенное время выше температуры ликвидуса и пиковую температуру, не превышающую 260°C. Конкретные скорости нагрева, время выдержки и скорости охлаждения должны быть оптимизированы для конкретной сборки PCB, но профиль гарантирует сохранение целостности корпуса светодиода во время пайки.

3.3 Электрические и оптические характеристики

Типичные характеристики измерены при I_F= 20 мА, Ta = 25°C.

• Световой поток (Φ_v):0,84 лм (мин.), 2,70 лм (макс.). Измерено с датчиком/фильтром, аппроксимирующим кривую спектральной чувствительности глаза CIE.
• Сила света (I_v):280 мкд (мин.), 900 мкд (макс.). Это производное значение от светового потока для справки; основной оптический параметр — световой поток.
• Угол обзора (2θ_1/2):120 градусов (тип.). Определяется как полный угол, на котором сила света составляет половину пиковой осевой силы.
• Пиковая длина волны излучения (λ_P):518 нм (тип.). Длина волны, на которой спектральная плотность мощности максимальна.
• Доминирующая длина волны (λ_d):от 520 нм до 535 нм. Единая длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, определяющая цвет. Допуск в пределах бина: ±1 нм.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):35 нм (тип.). Ширина спектра на уровне 50% от пиковой интенсивности.
• Прямое напряжение (V_F):2,8 В (мин.), 3,8 В (макс.) при 20мА. Допуск для конкретного бина: ±0,1В.
• Обратный ток (I_R):10 мкА (макс.) при V_R= 5В. Устройство не предназначено для работы в обратном смещении; этот тест предназначен только для проверки качества.

Важные примечания по измерениям:

1. Световой поток является основной фотометрической величиной. Сила света (мкд) приведена для справки на основе стандартных условий измерения.
2. Угол обзора определяется точками половинной интенсивности.
3. Доминирующая длина волны определяется по координатам цветности CIE.
4. Тестирование обратного напряжения предназначено для внутреннего контроля качества; светодиод не должен подвергаться обратному смещению в схемах применения.

4. Система бинов

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по бинам на основе ключевых параметров. Это позволяет разработчикам выбирать подходящий бин в соответствии с требованиями их приложения.

4.1 Бин по прямому напряжению (V_F)

Сортировка при I_F= 20 мА для зеленого цвета.

Код бина D7: 2,8В - 3,0В

Код бина D8: 3,0В - 3,2В

Код бина D9: 3,2В - 3,4В

Код бина D10: 3,4В - 3,6В

Код бина D11: 3,6В - 3,8В

Допуск в пределах каждого бина: ±0,1В.

4.2 Бин по световому потоку / силе света

Сортировка при I_F= 20 мА для зеленого цвета. Сила света приведена для справки.

Код бина E1: 0,84 лм - 1,07 лм (280 мкд - 355 мкд)

Код бина E2: 1,07 лм - 1,35 лм (355 мкд - 450 мкд)

Код бина F1: 1,35 лм - 1,68 лм (450 мкд - 560 мкд)

Код бина F2: 1,68 лм - 2,13 лм (560 мкд - 710 мкд)

Код бина G1: 2,13 лм - 2,70 лм (710 мкд - 900 мкд)

Допуск для каждого бина по силе света: ±11%.

4.3 Бин по оттенку (доминирующей длине волны)

Сортировка при I_F= 20 мА для зеленого цвета.

Код бина AP: 520,0 нм - 525,0 нм

Код бина AQ: 525,0 нм - 530,0 нм

Код бина AR: 530,0 нм - 535,0 нм

Допуск в пределах каждого бина: ±1 нм.

5. Типичные характеристики (графики)

Графические представления ключевых характеристик предоставлены для помощи в проектировании. Эти кривые являются типичными и основаны на испытаниях при температуре окружающей среды 25°C.

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока:Показывает нелинейную зависимость между током накачки и световым выходом.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Иллюстрирует ВАХ диода.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Демонстрирует снижение светового выхода при увеличении температуры перехода.
• Спектральное распределение мощности:Изображает относительную излучаемую мощность как функцию длины волны с центром около 518 нм.
• Диаграмма направленности (угол обзора):Полярная диаграмма, показывающая угловое распределение силы света.

Эти кривые необходимы для проектирования соответствующей схемы управления, контроля тепловых эффектов и понимания пространственного распределения света для проектирования оптических систем.

6. Руководство пользователя и инструкции по обращению

6.1 Очистка

Не следует использовать неспецифицированные химические очистители, так как они могут повредить материал корпуса светодиода (эпоксидная линза). Если очистка после пайки необходима, рекомендуемый метод — погружение светодиода в этиловый или изопропиловый спирт при комнатной температуре на время не более одной минуты. Перемешивание должно быть осторожным, чтобы избежать механических напряжений.

6.2 Рекомендуемая контактная площадка PCB

Предоставлена рекомендуемая конфигурация контактных площадок для пайки оплавлением (IR или паровой фазой). Этот рисунок разработан для обеспечения надежного формирования паяного соединения, правильного самоцентрирования во время оплавления благодаря поверхностному натяжению и достаточного теплоотвода. Размеры балансируют объем припоя, прочность соединения и предотвращение перемычек.

6.3 Спецификации упаковки в ленте и на катушке

Светодиоды поставляются в формованной несущей ленте с защитной крышкой, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). Подробные размеры гнезда, ширины ленты, шага и ступицы катушки указаны для обеспечения совместимости с питателями автоматического SMT-оборудования. Стандартное количество на катушке — 3000 штук.

6.4 Примечания по катушкам и упаковке

• Пустые гнезда в ленте запечатаны крышкой.
• Стандартная упаковка: 3000 штук на катушке 7 дюймов.
• Минимальный заказ (MOQ) для остатков составляет 500 штук.
• Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA-481.
• Согласно спецификации ленты, допускается не более двух последовательно отсутствующих компонентов (пустых гнезд).

7. Предостережения и примечания по применению

7.1 Предполагаемое применение

Данный светодиод предназначен для использования в стандартном коммерческом и промышленном электронном оборудовании, включая офисную автоматизацию, телекоммуникации, бытовую технику и общие индикаторные применения. Он специально не разработан и не испытан для применений, где отказ может привести к прямому риску для жизни, здоровья или безопасности (например, авиационное управление, медицинские системы жизнеобеспечения, системы безопасности транспорта). Для таких высоконадежных применений обязательна консультация с производителем компонента для оценки пригодности.

7.2 Условия хранения

Запечатанный влагозащитный пакет (MBB):Хранить при ≤30°C и ≤70% относительной влажности (RH). Срок годности компонентов составляет один год с даты изготовления при хранении в оригинальной упаковке с осушителем.

После вскрытия пакета:"Срок хранения на производстве" при ≤30°C / ≤60% RH составляет 168 часов (JEDEC MSL 3). Компоненты, подвергшиеся воздействию сверх этого времени, могут поглощать влагу, что может привести к потенциальному "взрыву" или расслоению во время пайки оплавлением.

Длительное хранение (вне пакета):Для хранения более 168 часов поместите компоненты в герметичный контейнер со свежим осушителем или в эксикатор, продуваемый азотом.

Просушка:Компоненты, превысившие 168-часовой срок хранения на производстве, должны быть просушены при температуре около 60°C в течение не менее 48 часов перед пайкой для удаления поглощенной влаги.

7.3 Рекомендации по пайке

Пайка оплавлением (основной метод):

- Температура предварительного нагрева: 150-200°C.

- Время выше температуры ликвидуса (время предварительного нагрева): максимум 120 секунд.

- Максимальная температура корпуса: 260°C.

- Время при пиковой температуре: максимум 10 секунд.

- Максимальное количество циклов оплавления: Два.

Ручная пайка (паяльником):Использовать только для ремонта или переделки.

- Температура жала паяльника: максимум 300°C.

- Время пайки на вывод: максимум 3 секунды.

- Максимальное количество циклов ручной пайки: Один.

Важное примечание:Оптимальный профиль оплавления зависит от конкретной конструкции PCB, количества компонентов, паяльной пасты и характеристик печи. Предоставленные рекомендации и профиль на основе JEDEC являются отправными точками, которые должны быть проверены для фактической производственной линии сборки.

8. Соображения по проектированию и технический анализ

8.1 Проектирование схемы управления

Диапазон прямого напряжения (V_F) от 2,8В до 3,8В при 20мА требует схемы управления с постоянным током для стабильного светового выхода, особенно при использовании нескольких светодиодов последовательно или когда критична постоянство яркости. Простой последовательный резистор можно использовать для недорогих применений с одним светодиодом, но ток будет варьироваться в зависимости от конкретного V_Fсветодиода и напряжения питания. Например, при питании 5В и цели 20мА, последовательный резистор (R_S) рассчитывается как R_S= (V_{питания}- V_F) / I_F. Используя максимальное V_F3,8В, получаем R_S= (5 - 3,8) / 0,02 = 60 Ом. Использование минимального V_F2,8В с тем же резистором приводит к I_F= (5 - 2,8) / 60 ≈ 36,7 мА, что превышает абсолютный максимальный постоянный ток. Поэтому рекомендуется использовать стабилизированный источник тока или тщательно выбирать резистор на основе наихудшего случая V_Fбина.

8.2 Тепловой менеджмент

При максимальной рассеиваемой мощности 80 мВт (при 20 мА и до 3,8 В) тепловой менеджмент важен для поддержания долговечности и стабильного светового выхода. Сила света уменьшается с ростом температуры перехода, как показано на характеристических кривых. Чтобы минимизировать рост температуры:

1. Используйте рекомендуемую контактную площадку PCB для обеспечения адекватной теплопроводности от корпуса светодиода к плате.

2. Рассмотрите возможность использования тепловых переходных отверстий в PCB под тепловой площадкой светодиода (если применимо) для отвода тепла на внутренние слои или обратную сторону платы.

3. Избегайте работы на абсолютном максимальном токе в течение длительного времени.

4. Обеспечьте достаточный поток воздуха в корпусе конечного продукта, если рассеиваемая мощность вызывает беспокойство в высокоплотных компоновках.

8.3 Соображения по оптическому проектированию

Угол обзора 120 градусов и прозрачная линза создают широкую, рассеянную диаграмму направленности, подходящую для индикаторов состояния, которые должны быть видны под широким углом. Для применений, требующих более сфокусированного луча, потребуется вторичная оптика (например, линзы, световоды). Бины по доминирующей длине волны (AP, AQ, AR) позволяют выбирать на основе желаемого оттенка зеленого, что может быть важно для цветовой кодировки индикаторов или эстетического соответствия в массивах подсветки.

8.4 Сравнение с альтернативными технологиями

Использование технологии InGaN для зеленых светодиодов дает преимущества в эффективности и яркости по сравнению со старыми технологиями, такими как фосфид галлия (GaP). Светодиоды InGaN обычно имеют более узкую спектральную полосу, что приводит к более насыщенному зеленому цвету. Угол обзора 120 градусов является распространенным стандартом, предлагающим хороший баланс между широкой видимостью и осевой силой света. Для применений, требующих еще более широкого поля зрения, можно рассмотреть светодиоды с рассеивающей линзой или бокового свечения.

8.5 Факторы надежности и срока службы

Срок службы светодиода в первую очередь зависит от рабочей температуры перехода и тока накачки. Работа в пределах указанных ограничений — например, при 15-18 мА вместо 20 мА — может значительно продлить срок службы. Соблюдение профиля пайки предотвращает тепловой удар и напряжение в корпусе. Следование процедурам обращения с учетом чувствительности к влажности (MSL 3) критически важно для предотвращения скрытых отказов, вызванных растрескиванием корпуса из-за влаги во время оплавления.