Техническая документация на SMD светодиод LTST-010KGKT - 3.0x1.5x1.1мм - 2.4В макс. - 72мВт - AlInGaP зеленый с прозрачным корпусом

1. Обзор продукта

LTST-010KGKT — это светоизлучающий диод (LED) для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для автоматизированной сборки печатных плат (PCB). Его миниатюрные размеры делают его подходящим для применений с ограниченным пространством в широком спектре потребительской и промышленной электроники.

1.1 Ключевые преимущества

• Миниатюрный размер:Компактный корпус позволяет реализовывать высокоплотную компоновку печатных плат.
• Совместимость с автоматизацией:Поставляется на 12-мм ленте в 7-дюймовых катушках, что обеспечивает полную совместимость со стандартным оборудованием для установки и автоматизированной сборки компонентов.
• Совместимость с технологическими процессами:Предназначен для работы в условиях пайки оплавлением (ИК), что соответствует современным стандартам бессвинцового (Pb-free) производства.
• Соответствие материалам:Продукт соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ).
• Широкий угол обзора:Характеризуется типичным углом обзора 110 градусов (2θ1/2), обеспечивая широкое распределение света.

1.2 Целевой рынок и области применения

Данный светодиод предназначен для использования в качестве индикатора состояния, элемента подсветки или сигнального источника света в различном электронном оборудовании. Основные области применения включают:

• Телекоммуникационные устройства (например, беспроводные/сотовые телефоны)
• Портативные вычислительные устройства (например, ноутбуки)
• Сетевые системы и бытовая техника
• Панели управления промышленного оборудования и внутренние вывески
• Офисная автоматизация

2. Подробный анализ технических параметров

Все характеристики определены при температуре окружающей среды (Ta) 25°C, если не указано иное.

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа в таких условиях не гарантируется.

• Мощность рассеяния (Pd):72 мВт
• Пиковый прямой ток (IFP):80 мА (в импульсном режиме: скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс)
• Постоянный прямой ток (IF):30 мА (постоянный ток)
• Диапазон рабочих температур:от -40°C до +85°C
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +100°C

2.2 Электрооптические характеристики

Это типичные параметры производительности в стандартных условиях испытаний (IF = 20мА).

• Сила света (Iv):Минимум 56 мкд, типичные значения зависят от бина, максимум 180 мкд. Измеряется с использованием датчика, отфильтрованного по кривой спектральной чувствительности глаза CIE.
• Прямое напряжение (VF):Диапазон от 1.8В (мин.) до 2.4В (макс.). Типичное значение зависит от бина прямого напряжения (D2, D3, D4).
• Пиковая длина волны (λP):Приблизительно 570 нм.
• Доминирующая длина волны (λd):Обычно 571 нм, с определенными бинами от 564.5 нм до 576.5 нм.
• Спектральная ширина (Δλ):Приблизительно 15 нм (полуширина).
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при обратном напряжении (VR) 5В.Примечание:Данный светодиод не предназначен для работы в режиме обратного смещения; этот параметр указан только для целей тестирования.

3. Объяснение системы бинов

Продукт сортируется по бинам производительности для обеспечения согласованности в применениях. Разработчики могут указывать бины в соответствии со своими требованиями к яркости, цвету и падению напряжения.

3.1 Бин силы света (Iv)

Бинирование обеспечивает предсказуемую минимальную яркость. Единицы измерения — милликанделы (мкд) при 20мА.

• P2:56 – 71 мкд
• Q1:71 – 90 мкд
• Q2:90 – 112 мкд
• R1:112 – 140 мкд
• R2:140 – 180 мкд

Допуск внутри каждого бина составляет ±11%.

3.2 Бин прямого напряжения (VF)

Бинирование по напряжению помогает при проектировании токоограничивающих цепей и прогнозировании энергопотребления. Единицы измерения — Вольты (В) при 20мА.

• D2:1.8 – 2.0 В
• D3:2.0 – 2.2 В
• D4:2.2 – 2.4 В

Допуск внутри каждого бина составляет ±0.1В.

3.3 Бин оттенка / доминирующей длины волны (λd)

Это бинирование контролирует воспринимаемый цвет зеленого света. Единицы измерения — нанометры (нм) при 20мА.

• B:564.5 – 567.5 нм
• C:567.5 – 570.5 нм
• D:570.5 – 573.5 нм
• E:573.5 – 576.5 нм

Допуск внутри каждого бина составляет ±1 нм.

4. Анализ характеристических кривых

Типичные характеристические кривые дают представление о поведении устройства в различных условиях. Они необходимы для надежного проектирования схем.

4.1 Зависимость прямого тока от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

ВАХ демонстрирует типичную экспоненциальную зависимость диода. Прямое напряжение (VF) увеличивается с ростом тока (IF) и также зависит от температуры. Разработчики должны использовать эту кривую для выбора соответствующих токоограничивающих резисторов, чтобы обеспечить работу светодиода в пределах указанного диапазона токов, особенно учитывая вариации между бинами напряжения (D2-D4).

4.2 Зависимость силы света от прямого тока

Эта кривая показывает, что в типичном рабочем диапазоне (до 30мА постоянного тока) сила света приблизительно пропорциональна прямому току. Однако эффективность может снижаться при очень высоких токах из-за усиления тепловых эффектов. Работа при рекомендуемом тестовом токе 20мА или ниже обеспечивает стабильную производительность и долговечность.

4.3 Спектральное распределение

Кривая спектрального излучения сосредоточена вокруг пиковой длины волны 570 нм с типичной полушириной 15 нм. Эта относительно узкая полоса пропускания характерна для технологии AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия), которая дает насыщенный зеленый цвет по сравнению со старыми технологиями, такими как светодиоды с люминофорным преобразованием.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

LTST-010KGKT соответствует отраслевому стандарту корпуса для поверхностного монтажа. Ключевые размеры (в миллиметрах) включают типичный размер корпуса: длина ~3.0мм, ширина ~1.5мм, высота ~1.1мм. Допуски обычно составляют ±0.1мм, если не указано иное. Корпус оснащен прозрачной линзой над зеленым источником света AlInGaP.

5.2 Рекомендуемая контактная площадка на PCB

Предоставлена рекомендуемая конфигурация контактных площадок для обеспечения надежного формирования паяных соединений во время пайки оплавлением. Этот шаблон разработан для обеспечения надлежащего смачивания припоем и механической стабильности, минимизируя риск "эффекта надгробия" (подъем компонента одним концом). Дизайн площадки оптимизирован как для инфракрасного, так и для парофазного оплавления.

5.3 Идентификация полярности

Катод обычно обозначается визуальным маркером на корпусе светодиода, таким как выемка, зеленая точка или срезанный угол линзы. Для подтверждения точной маркировки полярности для данной конкретной детали необходимо обратиться к диаграмме в техническом описании. Правильная полярность критически важна во время сборки для обеспечения функционирования устройства.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль ИК пайки оплавлением

Для бессвинцовых (Pb-free) процессов пайки рекомендуется профиль, соответствующий стандарту J-STD-020B. Ключевые параметры включают:

• Предварительный нагрев:150-200°C максимум 120 секунд для постепенного нагрева платы и компонентов.
• Пиковая температура:Не должна превышать 260°C.
• Время выше температуры ликвидуса (TAL):Продолжительность, в течение которой припой находится в расплавленном состоянии, должна контролироваться в соответствии со спецификациями производителя паяльной пасты, обычно в пределах, указанных на предоставленном графике профиля.

Профиль критически важен для предотвращения теплового удара, который может повредить внутреннюю структуру светодиода или эпоксидную линзу.

6.2 Ручная пайка (при необходимости)

Если требуется ручная пайка, необходима особая осторожность:

• Температура паяльника:Максимум 300°C.
• Время пайки:Максимум 3 секунды на одно паяное соединение.
• Ограничение:Пайку следует выполнять только один раз. Избегайте повторного нагрева существующих соединений.

6.3 Очистка

Если необходима очистка после пайки, следует использовать только указанные растворители. Рекомендуемые средства включают этиловый или изопропиловый спирт. Светодиод следует погружать при нормальной температуре менее чем на одну минуту. Неуказанные химические очистители могут повредить эпоксидную линзу или маркировку корпуса.

6.4 Хранение и чувствительность к влаге

Светодиоды чувствительны к влаге. Когда герметичный влагозащитный пакет (с осушителем) не вскрыт, их следует хранить при температуре ≤30°C и влажности ≤70% и использовать в течение одного года. После вскрытия оригинального пакета:

• Условия хранения не должны превышать 30°C и 60% влажности.
• Рекомендуется завершить процесс ИК пайки оплавлением в течение 168 часов (7 дней) после вскрытия.
• Для хранения более 168 часов светодиоды перед пайкой следует повторно прогреть при температуре около 60°C в течение не менее 48 часов для удаления поглощенной влаги и предотвращения "эффекта попкорна" (растрескивание корпуса во время оплавления).

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации ленты и катушки

Продукт поставляется в формованной несущей ленте для автоматизированной обработки.

• Ширина ленты:12 мм.
• Диаметр катушки:7 дюймов (178 мм).
• Количество на катушке:4000 штук (полная катушка).
• Минимальный объем заказа (MOQ):500 штук для частичных/остаточных катушек.
• Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA-481. Лента запечатана покровной лентой для защиты компонентов.

8. Соображения по проектированию приложений

8.1 Проектирование цепи управления

Светодиоды — это устройства с токовым управлением. Для обеспечения стабильной яркости и долговечности необходимо использовать источник постоянного тока или токоограничивающий резистор. Значение резистора (R) можно рассчитать по закону Ома: R = (Vcc - VF) / IF, где Vcc — напряжение питания, VF — прямое напряжение выбранного бина (используйте максимальное значение для расчета тока в наихудшем случае), а IF — желаемый прямой ток (например, 20мА). Не рекомендуется параллельное подключение нескольких светодиодов без индивидуального ограничения тока из-за вариаций VF, что может привести к значительному несоответствию яркости.

8.2 Тепловой менеджмент

Хотя мощность рассеяния невелика (макс. 72мВт), эффективный тепловой менеджмент на печатной плате по-прежнему важен, особенно в условиях высокой температуры окружающей среды или при работе, близкой к предельным параметрам. Чрезмерная температура перехода снизит световой поток и ускорит деградацию. Обеспечение достаточной площади меди вокруг контактных площадок может помочь в рассеивании тепла.

8.3 Оптическое проектирование

Угол обзора 110 градусов делает этот светодиод подходящим для освещения широких областей. Для применений, требующих более сфокусированного луча, потребуется вторичная оптика (например, линзы, световоды). Прозрачная линза передает истинный цвет кристалла AlInGaP, который является насыщенным зеленым.

9. Введение в технологию и сравнение

9.1 Технология AlInGaP

LTST-010KGKT использует полупроводниковый материал фосфида алюминия-индия-галлия (AlInGaP) для своей светоизлучающей области. Эта технология известна производством высокоэффективного света в янтарной, оранжевой, красной и зелено-желтой частях спектра. По сравнению со старыми технологиями, такими как фосфид галлия (GaP), светодиоды AlInGaP предлагают значительно более высокую световую отдачу и более насыщенную чистоту цвета. Достигнутое здесь зеленое излучение находится в области 570 нм, что хорошо воспринимается человеческим глазом.

9.2 Отличие от других зеленых светодиодов

Зеленые светодиоды также могут быть изготовлены по технологии нитрида индия-галлия (InGaN), которая обычно дает сине-зеленый или чистый зеленый цвет на более коротких длинах волн (около 520-530 нм). Зеленый свет на основе AlInGaP (около 570 нм) часто выглядит более желто-зеленым или "лаймовым". Выбор зависит от конкретных цветовых координат, требуемых приложением. Зеленые светодиоды AlInGaP в этом диапазоне длин волн, как правило, имеют очень стабильный цвет в зависимости от тока управления и температуры по сравнению с некоторыми светодиодами InGaN.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

10.1 В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?

Пиковая длина волны (λP)— это длина волны, на которой спектральное распределение мощности максимально.Доминирующая длина волны (λd)— это длина волны монохроматического света, которая соответствует воспринимаемому цвету светодиода при сравнении с эталонным белым светом. Для светодиодов с относительно симметричным спектром они часто близки. Доминирующая длина волны более непосредственно связана с восприятием цвета человеком.

10.2 Можно ли питать этот светодиод от источника 3.3В без резистора?

Нет, это не рекомендуется и, скорее всего, приведет к разрушению светодиода.При типичном VF 2.0-2.4В прямое подключение к 3.3В вызовет чрезмерный ток, значительно превышающий абсолютный максимальный рейтинг 30мА постоянного тока. При использовании источника напряжения всегда требуется последовательный токоограничивающий резистор.

10.3 Как интерпретировать коды бинов при заказе?

Вы можете указать комбинацию бинов, чтобы получить светодиоды с тесно сгруппированными характеристиками. Например, запрос "Iv=R1, VF=D3, λd=C" даст вам светодиоды с силой света от 112 до 140 мкд, прямым напряжением от 2.0 до 2.2В и доминирующей длиной волны от 567.5 до 570.5 нм. Если бины не указаны, вы получите продукт из стандартной производственной смеси.

10.4 Подходит ли этот светодиод для использования на улице?

В техническом описании указан рабочий диапазон температур от -40°C до +85°C, что охватывает многие уличные условия. Однако длительное воздействие прямого солнечного света, УФ-излучения и влаги со временем может ухудшить состояние эпоксидной линзы. Для суровых уличных условий следует рассматривать светодиоды, специально рассчитанные и упакованные для таких условий (например, с силиконовой заливкой).

11. Пример практического применения

11.1 Индикатор состояния на передней панели сетевого коммутатора

Требование:Обеспечить четкий зеленый индикатор связи/активности, видимый под разными углами на стойковом устройстве.

Выбор компонента:LTST-010KGKT выбран из-за его угла обзора 110°, обеспечивающего видимость даже при взгляде под углом. Зеленый цвет AlInGaP обеспечивает отчетливый, привлекающий внимание цвет.

Реализация:Используется группа из 8 светодиодов, по одному на порт. Для обеспечения равномерной яркости все светодиоды указаны из одного бина силы света (например, R1). Они управляются от шины 5В через индивидуальные токоограничивающие резисторы 150 Ом (рассчитано для VF 2.2В тип. и IF=20мА: R = (5В - 2.2В) / 0.02А = 140 Ом; 150 Ом — ближайшее стандартное значение). Компоновка печатной платы использует рекомендуемую контактную площадку с небольшим тепловым мостиком к земляной плоскости для отвода тепла.

12. Технологические тренды

12.1 Эффективность и миниатюризация

Общая тенденция в SMD светодиодах продолжается в сторону повышения световой отдачи (больше светового потока на ватт) и дальнейшей миниатюризации. Хотя данная деталь представляет собой зрелый размер корпуса, появляются новые корпуса, такие как чип-светодиоды (CSLED), предлагающие еще меньшие размеры. Стремление к энергоэффективности во всей электронике подталкивает к созданию светодиодов, обеспечивающих требуемую яркость при более низких токах.

12.2 Стабильность и однородность цвета

Достижения в области эпитаксиального роста и материалов для корпусирования направлены на улучшение однородности цвета (сокращение разброса внутри бина) и стабильности в течение срока службы устройства и при изменении температуры. Это особенно важно для применений, где несколько светодиодов используются рядом друг с другом, например, в полноцветных дисплеях или массивах подсветки.

12.3 Интеграция

Наблюдается растущая тенденция к интеграции схемы драйвера светодиода (источник постоянного тока, ШИМ-управление яркостью) непосредственно в модули или даже в сам корпус светодиода, что упрощает проектирование для конечных пользователей и повышает общую надежность системы.