Техническая спецификация SMD светодиода LTST-M670KGKT - AlInGaP зеленый - 2.4В - 72мВт

1. Обзор продукта

LTST-M670KGKT — это высокояркий светодиод для поверхностного монтажа, предназначенный для современных электронных приложений. Он использует полупроводниковый материал на основе фосфида алюминия-индия-галлия (AlInGaP) для получения зеленого света. Устройство выполнено в стандартном корпусе, совместимом с EIA, с прозрачной линзой, что способствует максимальному извлечению света и обеспечивает широкий угол обзора. Этот светодиод специально разработан для совместимости с автоматическим оборудованием для сборки и процессами пайки оплавлением в инфракрасном (ИК) диапазоне, что делает его подходящим для крупносерийного производства. Его ключевые преимущества включают стабильные характеристики, соответствие экологическим нормам и простоту интеграции в автоматизированные производственные линии.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эксплуатационные пределы устройства определены при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Превышение этих значений может привести к необратимому повреждению. Максимальный постоянный прямой ток (DC) составляет 30 мА. Для импульсного режима допустим пиковый прямой ток 80 мА при скважности 1/10 и длительности импульса 0,1 мс. Максимальная рассеиваемая мощность — 72 мВт. Светодиод выдерживает обратное напряжение до 5 В. Диапазон рабочих температур составляет от -40°C до +85°C, а диапазон температур хранения — от -40°C до +100°C.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Ключевые параметры производительности измеряются при Ta=25°C и прямом токе (IF) 20 мА. Типичное прямое напряжение (VF) составляет 2,4 В с диапазоном от 2,0 В до 2,4 В. Световая сила (IV) имеет типичное значение 180 милликандел (мкд) с минимальным заданным значением 56 мкд. Угол обзора (2θ1/2), определяемый как полный угол, при котором интенсивность падает до половины осевого значения, составляет 120 градусов. Пиковая длина волны излучения (λP) — 574 нм, а доминирующая длина волны (λd) — 571 нм. Полуширина спектральной линии (Δλ) — 15 нм. Обратный ток (IR) составляет максимум 10 мкА при приложении обратного напряжения (VR) 5 В.

3. Объяснение системы бинирования

Продукт классифицируется по бинам на основе трех ключевых параметров для обеспечения единообразия в применении. Это позволяет разработчикам выбирать светодиоды с близко сгруппированными характеристиками для однородного внешнего вида и производительности в своих проектах.

3.1 Бинирование прямого напряжения

Прямое напряжение разбито на бины с шагом 0,2 В. Коды бинов: D2 (1,80В - 2,00В), D3 (2,00В - 2,20В) и D4 (2,20В - 2,40В). К каждому бину применяется допуск ±0,1 В.

3.2 Бинирование световой силы

Световая сила классифицируется на пять бинов: P2 (56,0 - 71,0 мкд), Q1 (71,0 - 90,0 мкд), Q2 (90,0 - 112,0 мкд), R1 (112,0 - 140,0 мкд) и R2 (140,0 - 180,0 мкд). Допуск для каждого бина составляет ±11%.

3.3 Бинирование доминирующей длины волны

Доминирующая длина волны, определяющая воспринимаемый цвет, разбита на бины следующим образом: B (564,5 - 567,5 нм), C (567,5 - 570,5 нм), D (570,5 - 573,5 нм) и E (573,5 - 576,5 нм). Допуск для каждого бина составляет ±1 нм.

4. Анализ кривых производительности

Хотя в спецификации приведены ссылки на конкретные графические кривые (например, Рисунок 1 для спектрального выхода, Рисунок 5 для диаграммы направленности), предоставленные данные позволяют проанализировать ключевые зависимости. Прямое напряжение демонстрирует логарифмическую зависимость от прямого тока, что типично для диодного поведения. Световая сила прямо пропорциональна прямому току в указанном рабочем диапазоне. Спектральные характеристики с пиком на 574 нм и узкой полушириной 15 нм указывают на чистый, насыщенный зеленый цвет. Широкий угол обзора 120 градусов предполагает ламбертовую или близкую к ней диаграмму направленности, обеспечивая хорошую видимость вне оси.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры устройства

Светодиод соответствует стандартному контуру корпуса для поверхностного монтажа EIA. Все критические размеры, включая длину, ширину, высоту корпуса и расстояние между выводами, приведены на чертежах в спецификации с общим допуском ±0,2 мм. Конструкция корпуса обеспечивает стабильное размещение во время сборки.

5.2 Идентификация полярности

Катод обычно обозначается визуальным маркером на корпусе, таким как выемка, точка или зеленая метка, как указано на чертеже корпуса. Правильная ориентация полярности имеет решающее значение для работы схемы.

5.3 Рекомендуемая разводка контактных площадок на печатной плате

Для печатной платы предлагается конструкция контактных площадок (land pattern) для обеспечения надежного формирования паяных соединений во время пайки оплавлением. Эта конфигурация учитывает правильное формирование паяного мениска и тепловую развязку.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки ИК-оплавлением

Устройство совместимо с бессвинцовой пайкой ИК-оплавлением. Предоставляется рекомендуемый профиль, соответствующий стандарту J-STD-020B. Ключевые параметры включают температуру предварительного нагрева 150-200°C, время предварительного нагрева до 120 секунд и пиковую температуру, не превышающую 260°C, максимум в течение 10 секунд. Профиль должен быть охарактеризован для конкретной сборки печатной платы.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, температура жала паяльника не должна превышать 300°C, а время контакта должно быть ограничено максимум 3 секундами для одной операции.

6.3 Очистка

Если требуется очистка после пайки, следует использовать только указанные спиртовые растворители, такие как этиловый или изопропиловый спирт. Светодиод следует погружать при нормальной температуре менее чем на одну минуту. Неуказанные химические вещества могут повредить корпус.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация на ленте и катушке

Светодиоды поставляются в тисненой несущей ленте шириной 8 мм, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). Каждая катушка содержит 2000 штук. Лента запечатана верхней покровной лентой. Минимальный объем заказа для остатков составляет 500 штук.

7.2 Стандарты упаковки

Упаковка соответствует спецификациям EIA-481-1-B. Максимальное количество последовательно отсутствующих компонентов в ленте — два.

8. Хранение и обращение

Для невскрытых влагозащищенных пакетов с осушителем светодиоды следует хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности (RH) ≤70% и использовать в течение одного года. После вскрытия оригинальной упаковки условия хранения не должны превышать 30°C и 60% RH. Компоненты, извлеченные из оригинальной упаковки, должны пройти пайку ИК-оплавлением в течение 168 часов (7 дней). Для хранения сверх этого срока их следует хранить в герметичном контейнере с осушителем или в азотном эксикаторе. Светодиоды, хранившиеся вне упаковки более 168 часов, требуют предварительной сушки при температуре около 60°C в течение не менее 48 часов перед пайкой для удаления поглощенной влаги и предотвращения эффекта "попкорна" во время оплавления.

9. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

9.1 Проектирование схемы управления

Светодиоды — это устройства, управляемые током. Для обеспечения равномерной яркости и предотвращения перегрузки по току необходимо использовать токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым светодиодом или каждой параллельной ветвью светодиодов при параллельном соединении. Управление светодиодом от источника постоянного тока является наиболее эффективным методом поддержания стабильного светового потока. Значение резистора можно рассчитать по закону Ома: R = (Vcc - VF) / IF, где Vcc — напряжение питания, VF — прямое напряжение светодиода (используйте максимальное значение для запаса по проекту), а IF — желаемый прямой ток (например, 20 мА).

9.2 Тепловой менеджмент

Хотя рассеиваемая мощность относительно невелика (макс. 72 мВт), правильная тепловая конструкция на печатной плате важна для долгосрочной надежности, особенно при работе при высоких температурах окружающей среды или высоких токах. Обеспечение достаточной площади меди вокруг контактных площадок светодиода помогает рассеивать тепло.

9.3 Типичные сценарии применения

Этот светодиод подходит для широкого спектра применений, включая индикаторы состояния, подсветку значков или символов, освещение панелей, бытовую электронику и общую сигнализацию. Его совместимость с автоматизированными процессами делает его идеальным для крупносерийной продукции.

10. Техническое сравнение и дифференциация

Использование технологии AlInGaP для зеленого света дает преимущества по сравнению с традиционными зелеными светодиодами на основе фосфида галлия (GaP), обычно обеспечивая более высокую эффективность и яркость. Угол обзора 120 градусов шире, чем у многих узкоспециализированных светодиодов с "высокой направленностью", что делает его универсальным для применений, требующих широкоугольной видимости. Явная совместимость со стандартными профилями ИК-оплавления JEDEC отличает его от светодиодов, которые могут быть пригодны только для ручной пайки или волновой пайки, согласуя его с современными линиями поверхностного монтажа.

11. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Могу ли я управлять этим светодиодом без токоограничивающего резистора?

О: Нет. Не рекомендуется питать светодиод напрямую от источника напряжения, это, скорее всего, приведет к разрушению устройства из-за чрезмерного тока. Всегда используйте последовательный резистор или драйвер постоянного тока.

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

О: Пиковая длина волны (λP) — это длина волны, на которой спектральное распределение мощности максимально. Доминирующая длина волны (λd) выводится из диаграммы цветности CIE и представляет собой единственную длину волны спектра, соответствующую воспринимаемому цвету светодиода. λd более актуальна для спецификации цвета.

В: Как интерпретировать код бина в номере детали?

О: Конкретные коды бинов для VF, IV и λd не встроены в базовый номер детали LTST-M670KGKT. Они присваиваются во время производства и должны быть указаны при заказе на основе таблиц бинов, приведенных в спецификации, чтобы гарантировать получение светодиодов с желаемыми характеристиками.

В: Всегда ли необходима сушка перед пайкой?

О: Сушка требуется только в том случае, если компоненты находились в условиях окружающей среды вне их оригинального влагозащищенного пакета более 168 часов. Это необходимо для предотвращения растрескивания корпуса из-за влаги во время высокотемпературного процесса оплавления.

12. Пример проекта и использования

Рассмотрим проект многоиндикаторной панели состояния на промышленном контроллере. Требуется десять зеленых светодиодов состояния. Чтобы обеспечить равномерную яркость, следует выбрать светодиоды из одного бина световой силы (например, R1: 112-140 мкд). Для упрощения схемы управления все светодиоды можно соединить параллельно, каждый со своим токоограничивающим резистором, рассчитанным для питания 5В: R = (5В - 2,4В) / 0,02А = 130 Ом (можно использовать стандартный резистор на 130 или 150 Ом). Разводка печатной платы должна включать рекомендуемую геометрию контактных площадок и предусматривать небольшие тепловые развязки. Сборка будет использовать указанный профиль ИК-оплавления. Такой подход гарантирует стабильные визуальные характеристики и надежное производство.

13. Введение в принцип технологии

LTST-M670KGKT основан на полупроводниковом материале — фосфиде алюминия-индия-галлия (AlInGaP). Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны и дырки инжектируются в активную область. Их рекомбинация высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlInGaP определяет энергию запрещенной зоны, которая, в свою очередь, определяет длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае зеленый. Прозрачная эпоксидная линза не окрашена; ее функция — защищать полупроводниковый кристалл, формировать диаграмму направленности с широким углом обзора и усиливать извлечение света из чипа.

14. Отраслевые тренды и разработки

Тренд в области SMD светодиодов для индикаторных применений продолжается в сторону повышения эффективности (больше светового потока на единицу электрической мощности), уменьшения размеров корпусов для плат с более высокой плотностью и улучшения цветовой однородности за счет более жесткого бинирования. Также наблюдается сильная тенденция к повышению надежности в жестких условиях и совместимости с бессвинцовыми высокотемпературными процессами пайки. Переход к автоматизации во всех производственных секторах подчеркивает важность таких компонентов, как этот, которые предназначены для упаковки на ленте и пайки оплавлением, сокращая ручной труд и повышая производительность и стабильность производства.