Техническая документация на SMD светодиод LTST-C191KGKT - Толщина 0.55 мм - Макс. 2.4 В - 75 мВт - Зеленый

1. Обзор продукта

LTST-C191KGKT — это светодиодная лампа для поверхностного монтажа (SMD), предназначенная для автоматизированной сборки печатных плат (PCB). Её миниатюрные размеры и низкий профиль делают её идеальной для применений с ограниченным пространством в широком спектре потребительской и промышленной электроники.

1.1 Особенности

• Соответствует экологическим стандартам RoHS.
• Крайне тонкий профиль корпуса высотой всего 0.55 мм.
• Использует ультраяркий полупроводниковый кристалл AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для излучения зеленого света.
• Поставляется на 8-миллиметровой перфорированной ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, для совместимости с высокоскоростным автоматическим оборудованием для установки компонентов.
• Стандартный корпус в соответствии с контуром EIA (Альянс электронной промышленности).
• Совместим с логическими уровнями входных сигналов, подходит для прямого управления от интегральных схем.
• Предназначен для использования в процессах пайки оплавлением в инфракрасном (ИК) диапазоне.

1.2 Области применения

Данный светодиод подходит для различных целей освещения и индикации, включая:

• Подсветку клавиатур, кнопок и микродисплеев.
• Индикаторы состояния и питания в телекоммуникационном оборудовании, устройствах офисной автоматики, бытовой технике и промышленных системах управления.
• Сигнальные и символические светильники.

2. Механическая и корпусная информация

Прибор имеет прозрачную линзу, которая обеспечивает эффективное излучение зеленого света от кристалла AlInGaP. Подробные чертежи с размерами приведены в техническом описании, все критические размеры указаны в миллиметрах. Ключевые характеристики корпуса включают стандартную посадочную площадку, предназначенную для надежной пайки, и низкий профиль, минимизирующий общую высоту сборки. Полярность четко обозначена на корпусе для правильной ориентации на печатной плате.

3. Технические параметры: Подробное объективное описание

3.1 Предельные эксплуатационные характеристики

Эти характеристики определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению прибора. Работа на этих пределах или за их пределами не гарантируется.

• Рассеиваемая мощность (Pd):75 мВт. Это максимальное количество мощности, которое корпус светодиода может рассеять в виде тепла без ухудшения производительности или надежности.
• Постоянный прямой ток (IF):30 мА. Максимальный непрерывный ток, который можно подать на светодиод.
• Пиковый прямой ток:80 мА, допустим только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс) для кратковременного достижения более высокой световой отдачи.
• Обратное напряжение (VR):5 В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать немедленный пробой p-n перехода.
• Диапазон рабочих температур и температур хранения:от -55°C до +85°C. Определяет полный диапазон условий окружающей среды для функционирования прибора и его нерабочего хранения.
• Условия инфракрасной пайки:Выдерживает пиковую температуру 260°C в течение 10 секунд, что критически важно для процессов сборки с использованием бессвинцовых (Pb-free) припоев.

3.2 Электрические и оптические характеристики

Эти параметры измеряются при стандартных условиях испытаний: Ta=25°C и IF=20мА, что обеспечивает типовые эталонные показатели производительности.

• Сила света (Iv):Диапазон от 18.0 до 71.0 милликандел (мкд). Этот широкий диапазон управляется через систему бинов (см. Раздел 4).
• Угол обзора (2θ½):130 градусов. Такой широкий угол обзора указывает на ламбертову или близкую к ней диаграмму направленности излучения, что подходит для освещения площадей, а не для сфокусированных лучей.
• Пиковая длина волны излучения (λP):Обычно 574.0 нм. Это длина волны, на которой спектральная плотность мощности максимальна.
• Доминирующая длина волны (λd):Указывается в диапазоне от 567.5 нм до 576.5 нм. Она определяет воспринимаемый цвет (зеленый) светодиода и также подвергается бинированию.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):Приблизительно 15 нм. Это указывает на спектральную чистоту или ширину полосы излучаемого зеленого света.
• Прямое напряжение (VF):От 1.9 В до 2.4 В при токе 20мА. Падение напряжения на светодиоде при работе, что важно для проектирования схемы управления.
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при VR=5В. Мера тока утечки p-n перехода в закрытом состоянии.

4. Объяснение системы бинирования

Для обеспечения стабильности в массовом производстве светодиоды сортируются по бинам производительности. LTST-C191KGKT использует три независимых критерия бинирования.

4.1 Ранг прямого напряжения (Vf)

Бины гарантируют, что светодиоды имеют схожее падение напряжения, упрощая проектирование схем ограничения тока. Бины варьируются от Кода 4 (1.90В-2.00В) до Кода 8 (2.30В-2.40В), каждый с допуском ±0.1В.

4.2 Ранг силы света (Iv)

Группирует светодиоды по интенсивности светового потока. Коды: M (18.0-28.0 мкд), N (28.0-45.0 мкд) и P (45.0-71.0 мкд), каждый с допуском ±15%.

4.3 Ранг оттенка (Доминирующая длина волны)

Сортирует светодиоды по точному оттенку зеленого цвета. Коды: C (567.5-570.5 нм), D (570.5-573.5 нм) и E (573.5-576.5 нм), каждый с допуском ±1 нм.

5. Анализ характеристических кривых

Техническое описание включает типовые характеристические кривые, которые дают более глубокое понимание поведения прибора в различных условиях.

• Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика):Показывает экспоненциальную зависимость, что крайне важно для определения необходимого напряжения питания для целевого тока.
• Сила света в зависимости от прямого тока:Демонстрирует, как световой поток увеличивается с ростом тока, обычно это почти линейная зависимость в рабочем диапазоне до снижения эффективности при очень высоких токах.
• Сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Иллюстрирует тепловое снижение светового потока. По мере роста температуры перехода, световая эффективность, как правило, уменьшается.
• Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, показывающий пик при ~574 нм и полуширину ~15 нм, подтверждающий зеленую цветовую точку.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Рекомендуемый профиль ИК оплавления (Бессвинцовый)

Критически важный процесс для надежного крепления. Профиль должен включать зону предварительного нагрева (150-200°C), контролируемый подъем до пиковой температуры, не превышающей 260°C, и время выдержки при пиковой температуре (например, 260°C), ограниченное максимум 10 секундами. Весь процесс должен быть завершен в течение максимального времени предварительного нагрева 120 секунд. Этот профиль основан на стандартах JEDEC для предотвращения термического повреждения корпуса или кристалла светодиода.

6.2 Проектирование контактных площадок на печатной плате

Предоставляется рекомендуемый рисунок контактных площадок (посадочное место) для обеспечения правильного формирования паяного соединения, выравнивания компонента и управления тепловым режимом во время оплавления.

6.3 Очистка

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

6.4 Хранение и обращение

• Предупреждение об ЭСР:Прибор чувствителен к электростатическому разряду (ЭСР). При обращении необходимо использовать соответствующие средства защиты от ЭСР (браслеты, заземленное оборудование).
• Чувствительность к влаге:Корпус имеет уровень чувствительности к влаге MSL2a. После вскрытия оригинальной влагозащищенной упаковки компоненты должны быть подвергнуты ИК-оплавлению в течение 672 часов (28 дней) при условиях хранения ≤30°C и ≤60% относительной влажности. Для более длительного хранения вне оригинальной упаковки перед пайкой требуется прогрев при 60°C в течение не менее 20 часов.

7. Упаковка и информация для заказа

Светодиоды поставляются на 8-миллиметровой тисненой несущей ленте, запечатанной покровной лентой. Лента намотана на стандартные катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). Каждая катушка содержит 5000 штук. Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA-481. Минимальный объем заказа для остаточных количеств составляет 500 штук.

8. Рекомендации по применению и соображения при проектировании

8.1 Типовые схемы включения

Для надежной работы последовательно со светодиодом должен быть включен токоограничивающий резистор. Номинал резистора (R) можно рассчитать по закону Ома: R = (Vпитания - VF) / IF, где VF — прямое напряжение выбранного бина, а IF — желаемый ток управления (не превышающий 30 мА постоянного тока).

8.2 Тепловой режим

Хотя рассеиваемая мощность мала, поддержание температуры перехода в допустимых пределах является ключом к долгосрочной надежности и стабильности светового потока. Убедитесь, что конструкция контактной площадки на печатной плате обеспечивает достаточный теплоотвод, особенно при работе на максимальном прямом токе или близком к нему.

8.3 Оптическое проектирование

Угол обзора 130 градусов обеспечивает широкую, рассеянную диаграмму направленности света. Для получения более сфокусированного света потребуются вторичная оптика (линзы или световоды). Прозрачная линза подходит для применений, где сам кристалл светодиода не виден.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Основными отличительными особенностями LTST-C191KGKT являются егоультратонкий профиль 0.55 мми использованиекристалла AlInGaPдля зеленого свечения. По сравнению со старыми технологиями, такими как GaP, AlInGaP предлагает значительно более высокую световую эффективность и лучшую насыщенность цвета. Тонкий профиль является ключевым преимуществом перед стандартными чип-светодиодами толщиной 0.6 мм или 0.8 мм в современных тонких потребительских устройствах.

10. Часто задаваемые вопросы (На основе технических параметров)

В: Могу ли я управлять этим светодиодом напрямую от логического выхода 3.3В или 5В?

О: Нет. Вы должны использовать последовательный токоограничивающий резистор. При питании 3.3В и типичном VF 2.1В на резисторе падает 1.2В. Для тока 20мА, R = 60 Ом. Всегда рассчитывайте на основе максимального VF из вашего конкретного бина, чтобы обеспечить достаточный ток.

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

О: Пиковая длина волны (λP) — это физическая длина волны с максимальной спектральной плотностью излучения. Доминирующая длина волны (λd) — это воспринимаемая единичная длина волны, соответствующая цвету светодиода, видимому человеческим глазом, рассчитанная по диаграмме цветности CIE. λd более актуальна для спецификации цвета.

В: Как интерпретировать коды бинов при заказе?

О: Вы можете указать комбинацию кодов бинов Vf, Iv и λd, чтобы получить светодиоды с тесно сгруппированными электрическими и оптическими характеристиками, что крайне важно для стабильной работы в массивах из нескольких светодиодов или в приложениях подсветки.

11. Пример практического применения

Сценарий: Проектирование индикатора состояния с низким энергопотреблением для портативного устройства.

Устройство работает от батарейки типа "таблетка" на 3.0В. Цель — четкий зеленый индикатор. Выбран ток управления 10 мА для баланса яркости и времени работы от батареи. Предполагая бин VF 5 (типично 2.05В), рассчитывается последовательный резистор: R = (3.0В - 2.05В) / 0.01А = 95 Ом. Будет использован стандартный резистор 100 Ом, что даст ток ~9.5 мА. Бин Iv M или N обеспечит достаточную яркость при таком токе. Высота 0.55 мм позволяет разместить его в ультратонком корпусе.

12. Введение в принцип работы

Излучение света в этом светодиоде AlInGaP основано на явлении электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе. При подаче прямого напряжения электроны и дырки инжектируются через переход и рекомбинируют в активной области. Энергия, выделяемая при этой рекомбинации, излучается в виде фотонов (света). Конкретный состав полупроводникового сплава AlInGaP определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую задает длину волны (цвет) излучаемого света, в данном случае зеленого. Прозрачная эпоксидная линза герметизирует и защищает полупроводниковый кристалл, одновременно формируя диаграмму направленности светового потока.

13. Технологические тренды

Развитие SMD светодиодов, таких как LTST-C191KGKT, следует нескольким ключевым отраслевым тенденциям:Миниатюризация(более тонкие, меньшие корпуса),Повышение эффективности(большая световая отдача на единицу электрической мощности, обусловленная улучшенной эпитаксией и конструкцией кристалла), иПовышение надежности(лучшие материалы корпуса и процессы, позволяющие выдерживать более высокие температуры оплавления и суровые условия окружающей среды). Переход на AlInGaP для зеленого цвета является частью более широкого сдвига от традиционных материалов с низкой эффективностью к высокопроизводительным сложным полупроводникам во всем видимом спектре.