Техническая документация SMD светодиода LTST-C170KGKT - 3.2x1.6x1.4мм - 2.0В - Зеленый - 0.06Вт

1. Обзор продукта

Настоящий документ содержит полные технические характеристики светодиодной лампы для поверхностного монтажа (SMD). Этот компонент, предназначенный для автоматизированной сборки печатных плат (ПП), идеально подходит для применений с ограниченным пространством в широком спектре электронного оборудования.

1.1 Особенности

• Соответствует директиве RoHS (Ограничение использования опасных веществ).
• Использует сверхъяркий полупроводниковый кристалл из фосфида алюминия-индия-галлия (AlInGaP) для излучения зеленого света.
• Поставляется на 8-миллиметровой ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, для эффективной автоматизированной сборки методом "pick-and-place".
• Стандартизированный форм-фактор корпуса EIA (Альянс электронной промышленности) обеспечивает совместимость с отраслевыми конструкциями.
• Входные/выходные характеристики совместимы со стандартными уровнями логики интегральных схем (ИС).
• Разработан для совместимости с автоматизированным оборудованием для поверхностного монтажа (SMT).
• Выдерживает стандартные процессы пайки оплавлением в инфракрасном (ИК) диапазоне, используемые в массовом производстве ПП.

1.2 Области применения

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

• Телекоммуникационные устройства, оборудование для офисной автоматизации, бытовую технику и системы промышленного управления.
• Подсветку клавиатур и кнопочных панелей.
• Индикаторы состояния и питания.
• Микродисплеи и панельные индикаторы.
• Сигнальное освещение и символические светильники.

2. Глубокое объективное толкование технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные характеристики

Следующие характеристики определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа в этих условиях не гарантируется.

• Рассеиваемая мощность (Pd):75 мВт. Это максимальная общая мощность, которую корпус может рассеивать в виде тепла.
• Пиковый прямой ток (I_FP):80 мА. Это максимально допустимый мгновенный прямой ток, обычно указываемый для импульсных условий (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс) для предотвращения перегрева.
• Постоянный прямой ток (I_F):30 мА. Это максимальный постоянный прямой ток для надежной долговременной работы.
• Обратное напряжение (V_R):5 В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать пробой p-n перехода.
• Диапазон рабочих температур и температур хранения:от -55°C до +85°C. Устройство может функционировать и храниться в этом диапазоне температур окружающей среды.
• Условия ИК пайки оплавлением:260°C максимум в течение 10 секунд. Это определяет пиковую температуру и допустимое время для процессов пайки оплавлением.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Эти параметры измерены при температуре окружающей среды (T_a) 25°C и определяют типичные характеристики устройства.

• Сила света (I_V):18.0 - 71.0 мкд (Типичное: 35.0 мкд) при I_F= 20 мА. Это измеряет воспринимаемую человеческим глазом яркость светодиода. Широкий диапазон управляется через сортировку (см. Раздел 3).
• Угол обзора (2θ_1/2):130 градусов. Это полный угол, при котором сила света составляет половину значения, измеренного на оси (0°). Такой широкий угол обзора обеспечивает более рассеянную диаграмму направленности, подходящую для индикаторных применений.
• Пиковая длина волны излучения (λ_P):574.0 нм (Типичная). Это длина волны, на которой спектральная мощность излучения максимальна.
• Доминирующая длина волны (λ_d):567.5 - 576.5 нм (Типичная: 571.0 нм) при I_F= 20 мА. Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, которая определяет цвет (зеленый). Она выводится из диаграммы цветности CIE.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):15.0 нм. Это указывает на спектральную чистоту, определяя диапазон длин волн вокруг пика, содержащий значительную оптическую мощность.
• Прямое напряжение (V_F):1.90 - 2.40 В (Типичное) при I_F= 20 мА. Это падение напряжения на светодиоде при протекании указанного тока.
• Обратный ток (I_R):10 мкА (Максимальный) при V_R= 5 В. Это небольшой ток утечки, который протекает при обратном смещении диода.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения стабильных характеристик в производстве светодиоды сортируются по корзинам на основе ключевых параметров. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям приложений к однородности цвета и яркости.

3.1 Ранжирование по прямому напряжению (V_F)

Сортировка при I_F= 20 мА. Допуск на корзину составляет ±0.1В.

• Корзина 4: 1.9В - 2.0В
• Корзина 5: 2.0В - 2.1В
• Корзина 6: 2.1В - 2.2В
• Корзина 7: 2.2В - 2.3В
• Корзина 8: 2.3В - 2.4В

3.2 Ранжирование по силе света (I_V)

Сортировка при I_F= 20 мА. Допуск на корзину составляет ±15%.

• Корзина M: 18.0 мкд - 28.0 мкд
• Корзина N: 28.0 мкд - 45.0 мкд
• Корзина P: 45.0 мкд - 71.0 мкд

3.3 Ранжирование по оттенку (Доминирующая длина волны, λ_d)

Сортировка при I_F= 20 мА. Допуск на корзину составляет ±1 нм.

• Корзина C: 567.5 нм - 570.5 нм
• Корзина D: 570.5 нм - 573.5 нм
• Корзина E: 573.5 нм - 576.5 нм

4. Анализ характеристических кривых

Типичные характеристические кривые иллюстрируют взаимосвязь ключевых параметров в различных условиях. Они необходимы для надежного проектирования схем.

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

ВАХ показывает экспоненциальную зависимость, типичную для диода. Для этого зеленого светодиода AlInGaP прямое напряжение (V_F) имеет типичное значение около 2.0В при 20мА. Разработчики должны убедиться, что токоограничивающий резистор или драйверная схема обеспечивают правильное напряжение для достижения желаемого тока, поскольку небольшие изменения напряжения могут вызвать большие изменения тока.

4.2 Зависимость силы света от прямого тока

Эта кривая, как правило, линейна в рекомендуемом диапазоне рабочих токов (до 30мА постоянного тока). Увеличение прямого тока пропорционально увеличивает световой поток. Однако работа за пределами абсолютных максимальных характеристик приведет к снижению эффективности, увеличению нагрева и сокращению срока службы.

4.3 Спектральное распределение

Кривая спектрального излучения сосредоточена вокруг пиковой длины волны 574 нм (зеленый) с типичной полушириной 15 нм. Доминирующая длина волны (λ_d), определяющая воспринимаемый цвет, находится в диапазоне 571 нм ± 5 нм в зависимости от корзины. Этот узкий спектр характерен для технологии AlInGaP, обеспечивая насыщенную чистоту цвета.

5. Механическая информация и упаковка

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод размещен в стандартном SMD корпусе. Ключевые размеры (в миллиметрах): Длина: 3.2 мм, Ширина: 1.6 мм, Высота: 1.4 мм. Допуски, как правило, составляют ±0.1 мм, если не указано иное. Линза прозрачная.

5.2 Идентификация полярности и проектирование контактных площадок ПП

Компонент имеет маркированный катод (обычно обозначается зеленой точкой, выемкой или более коротким выводом на ленте). Предоставляется рекомендуемый рисунок контактных площадок на ПП (посадочное место) для обеспечения правильного формирования паяного соединения, надежного электрического контакта и правильного позиционирования во время оплавления. Следование этому руководству предотвращает "эффект надгробия" и другие дефекты пайки.

5.3 Упаковка на ленте и катушке

Светодиоды поставляются на тисненой несущей ленте шириной 8 мм, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). Стандартное количество на катушке - 3000 штук. Упаковка включает верхнюю защитную ленту для защиты компонентов. Ориентация и расстояние между карманами соответствуют стандарту ANSI/EIA-481 для автоматизированной обработки.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением в ИК диапазоне (Бессвинцовый процесс)

Предоставляется рекомендуемый профиль оплавления для бессвинцовой (Pb-free) пайки. Ключевые параметры включают:

• Предварительный нагрев:от 150°C до 200°C.
• Время предварительного нагрева:Максимум 120 секунд для активации флюса и стабилизации температуры.
• Пиковая температура:Максимум 260°C.
• Время выше температуры ликвидуса (на пике):Максимум 10 секунд. Устройство может выдержать максимум два цикла оплавления в этих условиях.

Профили должны разрабатываться на основе стандартов JEDEC и проверяться с конкретной конструкцией ПП, паяльной пастой и печью, используемыми в производстве.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, используйте паяльник с регулировкой температуры. Температура жала паяльника не должна превышать 300°C, а время контакта должно быть ограничено максимум 3 секундами на контактную площадку. Ручную пайку следует выполнять только один раз.

6.3 Очистка

Если требуется очистка после пайки, используйте только одобренные спиртовые растворители, такие как этиловый или изопропиловый спирт, при комнатной температуре. Время погружения должно быть менее одной минуты. Избегайте неспецифицированных химических очистителей, которые могут повредить корпус или линзу светодиода.

6.4 Хранение и обращение

• Меры предосторожности от ЭСР:Это устройство чувствительно к электростатическому разряду (ЭСР). Обращайтесь с использованием соответствующих средств защиты от ЭСР, таких как заземляющие браслеты, антистатические коврики и контейнеры.
• Чувствительность к влаге:Корпус чувствителен к влаге. При хранении в оригинальном герметичном влагозащитном пакете с осушителем срок годности составляет один год при ≤30°C и ≤90% относительной влажности. После вскрытия пакета компоненты должны храниться при ≤30°C и ≤70% относительной влажности и пройти пайку оплавлением в течение 672 часов (28 дней, MSL 2a). Для хранения сверх этого срока или в неконтролируемых условиях рекомендуется прогрев при температуре около 60°C в течение не менее 20 часов перед пайкой.

7. Примечания по применению и соображения проектирования

7.1 Ограничение тока

Светодиод - это устройство, управляемое током. Последовательный токоограничивающий резистор обязателен при питании от источника напряжения. Значение резистора (R) можно рассчитать по закону Ома: R = (V_{источника}- V_F) / I_F. Используйте максимальное V_Fиз документации (2.4В) для консервативного проектирования, чтобы гарантировать, что ток не превысит желаемое значение. Например, при питании от источника 5В при 20мА: R = (5В - 2.4В) / 0.02А = 130 Ом. Подойдет стандартный резистор на 130 Ом или 150 Ом.

7.2 Тепловой режим

Хотя рассеиваемая мощность мала (максимум 75 мВт), правильное тепловое проектирование продлевает срок службы и поддерживает стабильный оптический выход. Обеспечьте достаточную площадь меди вокруг контактных площадок ПП для работы в качестве радиатора. Избегайте непрерывной работы на абсолютных максимальных значениях тока и температуры.

7.3 Оптическое проектирование

Угол обзора 130 градусов создает широкий, рассеянный луч. Для применений, требующих более сфокусированного луча, потребуется вторичная оптика (линзы или световоды). Прозрачная линза оптимальна для излучения истинного цвета без оттенков.

8. Техническое сравнение и дифференциация

Этот зеленый светодиод AlInGaP предлагает определенные преимущества:

• По сравнению с традиционными зелеными светодиодами GaP:Технология AlInGaP обеспечивает значительно более высокую световую эффективность и яркость (силу света) при том же токе накачки, а также лучшую насыщенность цвета и стабильность в зависимости от температуры.
• По сравнению с синими/зелеными светодиодами InGaN:Хотя светодиоды InGaN могут достигать очень высокой яркости, этот зеленый светодиод AlInGaP в данном форм-факторе предлагает проверенное, экономически эффективное решение для стандартных индикаторных применений со стабильной характеристикой прямого напряжения.
• Ключевые отличия:Сочетание широкого угла обзора 130 градусов, соответствия RoHS, совместимости с ИК оплавлением и детальной сортировки для однородности цвета и яркости делает этот компонент надежным выбором для автоматизированного, массового производства.

9. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

9.1 В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?

Пиковая длина волны (λ_P) - это физическая длина волны, на которой светодиод излучает наибольшую оптическую мощность, измеряемую спектрометром.Доминирующая длина волны (λ_d) - это воспринимаемая единственная длина волны, соответствующая цвету, который видит человеческий глаз, рассчитанная из координат цветности CIE. Для монохроматических светодиодов, таких как этот зеленый, они обычно близки по значению.

9.2 Могу ли я питать этот светодиод без токоограничивающего резистора?

No.Прямое напряжение светодиода имеет отрицательный температурный коэффициент и варьируется от образца к образцу. Подключение его напрямую к источнику напряжения вызовет неконтролируемый всплеск тока, который, вероятно, превысит абсолютные максимальные характеристики и мгновенно разрушит устройство. Всегда используйте последовательный резистор или драйвер постоянного тока.

9.3 Почему такой широкий диапазон силы света (18-71 мкд)?

Этот диапазон отражает естественные вариации в производстве полупроводников.Система сортировки(ранги M, N, P) распределяет светодиоды по группам с гораздо более узкими диапазонами интенсивности. Для применений, требующих равномерной яркости, указывайте и используйте светодиоды из одной корзины по силе света.

9.4 Как интерпретировать "угол обзора" 130 градусов?

Этополный угол, при котором интенсивность света падает до 50% от осевой (центральной) интенсивности. Таким образом, при отклонении на 65 градусов влево и на 65 градусов вправо (всего 130 градусов) яркость составляет половину от той, что вы видите, глядя прямо на светодиод. Это определяет ширину луча.

10. Практические примеры применения

10.1 Панель индикаторов состояния

В сетевом маршрутизаторе или панели промышленного управления несколько светодиодов этого типа могут использоваться для индикации питания, сетевой активности, системных ошибок или режимов работы. Широкий угол обзора обеспечивает видимость с различных углов. Выбирая светодиоды из одной корзины по V_Fи I_V, можно добиться равномерной яркости и цвета по всей панели. Типичная схема включает источник питания 5В, вывод GPIO микроконтроллера, токоограничивающий резистор 150 Ом и светодиод, включенные последовательно.

10.2 Подсветка клавиатуры

Для подсветки клавиш мембранной или механической клавиатуры эти SMD светодиоды могут быть размещены на ПП под полупрозрачными колпачками клавиш. Их малый размер (3.2x1.6мм) позволяет размещать их между посадочными местами переключателей. Кристалл AlInGaP зеленого цвета обеспечивает четкий, отчетливый цвет. Соображения проектирования включают управление током для нескольких светодиодов, включенных параллельно (предпочтительно с индивидуальными резисторами или драйвером массива постоянного тока), и обеспечение равномерного рассеивания света через материал колпачка клавиши.

11. Введение в технологию

Этот светодиод основан наполупроводниковой технологии фосфида алюминия-индия-галлия (AlInGaP). Эта система материалов выращивается эпитаксиально на подложке и особенно эффективна в красной, оранжевой, янтарной и зеленой областях видимого спектра. При приложении прямого напряжения электроны и дырки рекомбинируют в активной области p-n перехода, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав слоев AlInGaP определяет ширину запрещенной зоны и, следовательно, длину волны (цвет) излучаемого света. Прозрачная эпоксидная линза инкапсулирует кристалл, обеспечивает механическую защиту и формирует диаграмму направленности светового потока.

12. Отраслевые тенденции

Общая тенденция в SMD индикаторных светодиодах продолжает двигаться в сторонуповышения эффективности(больше светового потока на единицу электрической мощности),уменьшения размеров корпусовдля плат с более высокой плотностью иповышенной надежности. Также растет акцент на точной настройке цвета и более жесткой сортировке для удовлетворения требований приложений, требующих высокой цветовой однородности, таких как полноцветные дисплеи и автомобильное внутреннее освещение. Кроме того, интеграция с интеллектуальными драйверами для регулировки яркости и управления цветом становится все более распространенной. Компонент, описанный в этой документации, представляет собой зрелую, надежную технологию, хорошо подходящую для своих целевых применений в потребительской и промышленной электронике.