Техническая документация на SMD светодиод LTST-C950RKGKT-5A - 3.2x2.8x1.9мм - 2.0В - 75мВт - Зеленый AlInGaP

1. Обзор изделия

Настоящий документ содержит полные технические характеристики высокоинтенсивного светодиода LTST-C950RKGKT-5A для поверхностного монтажа. Разработанный для автоматизированных процессов сборки, данный компонент идеально подходит для применений с ограниченным пространством, требующих надежной и эффективной индикаторной подсветки.

1.1 Особенности

• Соответствует экологическим стандартам RoHS.
• Использует сверхъяркий полупроводниковый чип на основе фосфида алюминия-индия-галлия (AlInGaP) для высокой световой отдачи.
• Оснащен куполообразной линзой для оптимизации светового потока и угла обзора.
• Поставляется на 12-миллиметровой ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, совместим со стандартным автоматизированным оборудованием для установки компонентов.
• Соответствует стандартным габаритным размерам корпуса по стандарту EIA (Альянс электронной промышленности).
• Разработан для совместимости с интегральными микросхемами (совместим с ИС).
• Подходит для использования в процессах пайки оплавлением в инфракрасном (ИК) диапазоне.

1.2 Области применения

Данный светодиод подходит для широкого спектра электронного оборудования, включая, но не ограничиваясь:

• Телекоммуникационные устройства (беспроводные/сотовые телефоны).
• Офисная автоматизация и ноутбуки.
• Сетевые системы и бытовая техника.
• Внутренние вывески и дисплеи.
• Подсветка клавиатур и клавиш.
• Индикаторы состояния и питания.
• Микродисплеи и символические светильники.

2. Габаритные размеры и механическая информация

LTST-C950RKGKT-5A выполнен в стандартном корпусе для поверхностного монтажа (SMD).

• Цвет линзы:Прозрачная
• Цвет чипа/излучения:Зеленый AlInGaP
• Ключевые размеры (типовые):Корпус имеет длину примерно 3.2мм, ширину 2.8мм и высоту 1.9мм. Все допуски по размерам составляют ±0.1мм, если иное не указано на подробном механическом чертеже.

3. Предельные параметры и характеристики

3.1 Абсолютные максимальные значения

Превышение этих пределов может привести к необратимому повреждению устройства. Все параметры указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

• Рассеиваемая мощность (Pd):75 мВт
• Пиковый прямой ток (IFP):80 мА (в импульсном режиме: скважность 1/10, длительность импульса 0.1мс)
• Постоянный прямой ток (IF):30 мА (постоянный ток)
• Диапазон рабочих температур:от -30°C до +85°C
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +185°C
• Условия пайки ИК оплавлением:Выдерживает пиковую температуру 260°C не более 10 секунд.

3.2 Рекомендуемый профиль ИК оплавления

Для процессов бессвинцовой пайки предоставлен рекомендуемый профиль оплавления. Ключевые параметры включают зону предварительного нагрева до 200°C, пиковую температуру не выше 260°C и время выше 260°C, ограниченное максимум 10 секундами. Профиль должен быть охарактеризован для конкретной конструкции печатной платы, используемой паяльной пасты и печи.

3.3 Электрические и оптические характеристики

Типовые параметры производительности измерены при Ta=25°C и прямом токе (IF) 5мА, если не указано иное.

• Сила света (Iv):71.0 - 450.0 мкд (милликандела). Широкий диапазон регулируется через сортировку (см. Раздел 4).
• Угол обзора (2θ½):25 градусов. Это полный угол, при котором сила света составляет половину значения на центральной оси.
• Пиковая длина волны излучения (λP):574.0 нм (типовое значение).
• Доминирующая длина волны (λd):564.5 - 573.5 нм. Определяет воспринимаемый цвет светодиода и также подвергается сортировке.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):15.0 нм (типовое значение).
• Прямое напряжение (VF):1.6 - 2.2 В, типовое значение 2.0В при 5мА.
• Обратный ток (IR):10 мкА (максимум) при обратном напряжении (VR) 5В.

Примечания к измерениям:Сила света измеряется с использованием датчика с фильтром, соответствующим кривой спектральной чувствительности глаза CIE. При обращении требуется осторожность в отношении электростатического разряда (ЭСР); обязательны правильное заземление и соблюдение антистатических мер.

4. Система сортировки (биннинг)

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по ключевым параметрам.

4.1 Сортировка по прямому напряжению (VF)

Сортировка при IF=5мА. Коды бинов от 1 до 6, с диапазонами VF от 1.60-1.70В (Бин 1) до 2.10-2.20В (Бин 6). Допуск на бин составляет ±0.1В.

4.2 Сортировка по силе света (Iv)

Сортировка при IF=5мА. Коды бинов Q, R, S, T, с диапазонами Iv от 71.0-112.0 мкд (Бин Q) до 280.0-450.0 мкд (Бин T). Допуск на бин составляет ±15%.

4.3 Сортировка по оттенку (доминирующая длина волны, λd)

Сортировка при IF=5мА. Коды бинов B, C, D, с диапазонами λd от 564.5-567.5 нм (Бин B) до 570.5-573.5 нм (Бин D). Допуск на бин составляет ±1 нм.

5. Анализ типовых характеристических кривых

В техническом описании представлены графические зависимости ключевых параметров, необходимые для проектирования схем и управления температурным режимом.

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока:Показывает, как световой выход увеличивается с током, обычно сублинейно при высоких токах из-за тепловых эффектов.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Демонстрирует отрицательный температурный коэффициент светового выхода; интенсивность уменьшается с ростом температуры перехода.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Иллюстрирует вольт-амперную характеристику диода, что критически важно для выбора значений токоограничивающих резисторов.
• Длина волны в зависимости от прямого тока:Может показывать небольшой сдвиг пиковой или доминирующей длины волны при изменении тока накачки.
• Диаграмма направленности (угол обзора):Полярная диаграмма, изображающая пространственное распределение интенсивности света.

6. Руководство по сборке и обращению

6.1 Очистка

Если очистка необходима после пайки, используйте только указанные растворители. Погрузите светодиод в этиловый или изопропиловый спирт при комнатной температуре менее чем на одну минуту. Избегайте неспецифицированных химикатов, которые могут повредить эпоксидный корпус.

6.2 Рекомендуемая контактная площадка на печатной плате

Предоставлена рекомендуемая разводка контактных площадок для обеспечения правильного механического выравнивания, формирования паяльного валика и теплового режима в процессе оплавления. Следование этой схеме помогает предотвратить "эффект надгробия" и обеспечивает надежные паяные соединения.

6.3 Спецификации упаковки в ленте и на катушке

Светодиоды поставляются в тисненой несущей ленте с защитной крышкой, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов (178мм). Стандартное количество на катушке - 2000 штук. Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA-481. Подробно описаны ключевые размеры ленты (размер гнезда, шаг) и катушки (диаметр ступицы, диаметр фланца) для обеспечения совместимости с автоматизированным сборочным оборудованием.

7. Предостережения и примечания по применению

7.1 Область применения

Данный светодиод предназначен для стандартного коммерческого и промышленного электронного оборудования. Он не рассчитан на критические для безопасности или высоконадежные применения, где отказ может угрожать жизни или здоровью (например, авиация, медицинские системы жизнеобеспечения). Для таких применений требуется консультация с производителем.

7.2 Условия хранения

• Запечатанная упаковка:Хранить при температуре ≤ 30°C и относительной влажности (RH) ≤ 90%. Использовать в течение одного года после вскрытия влагозащитного пакета.
• Вскрытая упаковка:Для компонентов, извлеченных из сухого пакета, условия хранения не должны превышать 30°C / 60% RH. Рекомендуется завершить пайку ИК оплавлением в течение одной недели (Уровень чувствительности к влаге 3, MSL 3). Для более длительного хранения используйте герметичный контейнер с осушителем. Если хранение превышает неделю, перед пайкой требуется прогрев при 60°C в течение не менее 20 часов для предотвращения повреждения "эффектом попкорна".

7.3 Рекомендации по пайке

Предоставлены детальные параметры пайки как для оплавления, так и для ручной пайки:

• Пайка оплавлением:Предварительный нагрев до 150-200°C (макс. 120 сек), пиковая температура ≤ 260°C, время выше 260°C ≤ 10 сек (допускается не более двух циклов оплавления).
• Ручная пайка:Температура жала паяльника ≤ 300°C, время пайки ≤ 3 секунды на контактную площадку (однократно).

Подчеркивается важность следования профилям оплавления на основе стандартов JEDEC и рекомендациям производителя паяльной пасты для обеспечения надежности соединений и предотвращения теплового повреждения светодиода.

8. Подробный технический анализ и соображения по проектированию

8.1 Принцип работы

LTST-C950RKGKT-5A основан на полупроводниковом чипе AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия). При приложении прямого напряжения, превышающего энергию его запрещенной зоны, электроны и дырки рекомбинируют в активной области, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный состав сплава AlInGaP разработан для получения света в зеленой области спектра (около 574нм). Куполообразная эпоксидная линза служит для более эффективного вывода света из чипа и формирования диаграммы направленности с углом обзора 25 градусов.

8.2 Управление светодиодом

Источник постоянного тока является идеальным методом управления светодиодом, так как он обеспечивает стабильный световой выход независимо от незначительных колебаний прямого напряжения. Для простых применений распространено использование токоограничивающего резистора, включенного последовательно с источником напряжения. Значение резистора (R) можно рассчитать по закону Ома: R = (V_питания - VF_светодиода) / I_желаемый. Используя типовое VF 2.0В при 5мА и питание 5В, R = (5В - 2.0В) / 0.005А = 600Ом. Конструктор должен использовать максимальное VF из технического описания (2.2В) для расчета тока в наихудшем случае, чтобы избежать превышения абсолютного максимального тока.

8.3 Тепловой режим

Несмотря на малые размеры, управление тепловым режимом критически важно для долговечности и производительности. Необходимо соблюдать предел максимальной рассеиваемой мощности 75мВт. Работа при высоких токах или в условиях высокой температуры окружающей среды увеличивает температуру перехода, что приводит к снижению светового выхода (как видно на характеристических кривых), ускоренной деградации светового потока и потенциальному сокращению срока службы. Обеспечение достаточной площади меди на печатной плате под и вокруг тепловой площадки светодиода (если применимо) или контактных площадок помогает рассеивать тепло.

8.4 Соображения по оптическому проектированию

Угол обзора 25 градусов делает данный светодиод подходящим для направленных индикаторных применений. Для подсветки панели или создания более рассеянного свечения потребуются вторичная оптика, такая как световоды или рассеивающие пленки. Прозрачная линза создает узкий, интенсивный луч, тогда как матовая линза создает более широкий, мягкий рисунок излучения.

8.5 Сравнение и выбор

При выборе светодиода инженеры сравнивают ключевые параметры: Яркость (Iv), Цвет (Длина волны, координаты CIE), Угол обзора, Прямое напряжение и Размер корпуса. Технология AlInGaP в данном светодиоде предлагает высокую эффективность и хорошую стабильность в зелено-желтом диапазоне по сравнению со старыми технологиями. Система сортировки позволяет точно подбирать светодиоды для применений, требующих точного соответствия цвета или яркости между несколькими устройствами.

8.6 Ответы на типичные вопросы пользователей

В: Могу ли я питать этот светодиод постоянным током 20мА?

О: Да, абсолютный максимальный постоянный ток составляет 30мА. Работа при 20мА соответствует спецификации, но вы должны убедиться, что рассеиваемая мощность (VF * IF) не превышает 75мВт. При 20мА и типовом VF 2.0В мощность составляет 40мВт, что допустимо.

В: Почему такой широкий диапазон силы света (71-450 мкд)?

О: Это общий возможный разброс по всему производству. Для конкретного заказа вы выбираете бин (например, Бин T: 280-450 мкд), чтобы получить гораздо более узкий и предсказуемый диапазон яркости.

В: Как интерпретировать "Пиковую" и "Доминирующую" длину волны?

О: Пиковая длина волны (λP=574нм) - это единственная длина волны, на которой спектр излучения наиболее сильный. Доминирующая длина волны (λd=564.5-573.5нм) рассчитывается по цветовой диаграмме CIE и представляет воспринимаемый цвет. λd более актуальна для спецификации цвета в приложениях, ориентированных на человека.

8.7 Пример применения: Панель индикаторов состояния

Рассмотрим проектирование панели индикаторов состояния для сетевого маршрутизатора с четырьмя одинаковыми зелеными светодиодами. Для обеспечения однородного внешнего вида:

1. Сортировка:Укажите одинаковый бин оттенка (например, Бин C: 567.5-570.5нм) и бин силы света (например, Бин S: 180-280 мкд) для всех четырех светодиодов. Это гарантирует практически идентичный цвет и яркость.
2. Проектирование схемы:Используйте общую шину питания 5В. Рассчитайте токоограничивающий резистор для тока 5мА, используя максимальное VF (2.2В), чтобы обеспечить постоянство яркости даже при разбросе VF отдельных светодиодов: R = (5В - 2.2В) / 0.005А = 560Ом. Используйте резисторы с допуском 1%.
3. Разводка печатной платы:Следуйте рекомендуемой контактной площадке. Добавьте небольшую медную площадку, соединенную с катодной контактной площадкой, для улучшения теплоотвода, особенно если плата находится в корпусе.
4. Сборка:Следуйте рекомендациям MSL3. Если катушка вскрыта, запланируйте пайку всех светодиодов в течение одной недели или храните их надлежащим образом с осушителем.

8.8 Технологические тренды

Светодиоды AlInGaP представляют собой зрелую и высокоэффективную технологию для янтарно-красного спектра, причем зеленый цвет находится на коротковолновой границе их возможностей. Постоянное развитие в индустрии светодиодов сосредоточено на увеличении эффективности (люмен на ватт), улучшении цветопередачи и снижении стоимости. Для чистого зеленого и синего цветов доминирует технология InGaN (нитрид индия-галлия), которая продолжает демонстрировать быстрый рост эффективности. Тренд в корпусировании направлен на уменьшение занимаемой площади, увеличение плотности мощности и улучшение тепловых путей (например, конструкции flip-chip) для управления теплом от все более ярких чипов. Данный конкретный SMD светодиод использует хорошо зарекомендовавшую себя технологию корпусирования, оптимизированную для надежности и автоматизированной сборки в массовой потребительской и промышленной электронике.