Техническая спецификация SMD светодиода зеленого цвета GaP - 3.2x2.8x1.9мм - 2.6В - 72мВт

1. Обзор продукта

В данном документе представлены полные технические характеристики яркого поверхностно-монтируемого зеленого светодиода. Устройство предназначено для применения в качестве индикаторов общего назначения и подсветки в потребительской электронике, офисном оборудовании и устройствах связи. Его основные преимущества включают совместимость с автоматическим монтажным оборудованием, пригодность для процессов инфракрасной пайки и пайки оплавлением, а также соответствие требованиям по отсутствию свинца (RoHS). Стандартный корпус EIA обеспечивает широкую совместимость в отрасли.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Абсолютные максимальные значения

Пределы работы устройства определены при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Превышение этих значений может привести к необратимому повреждению.

• Рассеиваемая мощность (Pd):72 мВт. Это максимальная мощность, которую светодиод может безопасно рассеивать в виде тепла при непрерывной работе.
• Пиковый прямой ток (IFP):80 мА. Это максимально допустимый ток в импульсном режиме, указанный при скважности 1/10 и длительности импульса 0.1 мс. Он значительно выше постоянного тока, чтобы обеспечить кратковременные вспышки высокой интенсивности.
• Постоянный прямой ток (IF):30 мА. Это максимальный рекомендуемый постоянный прямой ток для надежной долгосрочной работы.
• Обратное напряжение (VR):5 В. Приложение обратного напряжения сверх этого предела может повредить p-n переход светодиода.
• Диапазон рабочих температур:от -40°C до +85°C. Устройство рассчитано на надежную работу в этом широком промышленном диапазоне температур.
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +100°C.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Ключевые параметры производительности измерены при Ta=25°C и стандартном испытательном токе IF=20мА.

• Сила света (Iv):Диапазон от минимального значения 7.1 мкд до типичного значения 45.0 мкд. Фактическая сила света распределена по бинам, как подробно описано в разделе 3.
• Угол обзора (2θ1/2):120 градусов. Этот широкий угол обзора указывает на рассеивающий тип линзы, подходящий для применений, требующих широкой видимости.
• Пиковая длина волны излучения (λP):565 нм. Это длина волны, на которой спектральная мощность излучения максимальна.
• Доминирующая длина волны (λd):569 нм. Эта единственная длина волны, полученная из диаграммы цветности CIE, определяет воспринимаемый цвет (зеленый) светодиода.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):30 нм. Этот параметр описывает спектральную чистоту; более узкая ширина указывает на более монохроматический источник света.
• Прямое напряжение (VF):Обычно 2.6В, с диапазоном от 2.0В до 2.6В при 20мА. Для типичного значения указан допуск +/- 0.1В.
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при приложении обратного напряжения 5В.

3. Объяснение системы бинирования

Для обеспечения единообразия яркости между производственными партиями, сила света классифицируется по бинам. Код бина является частью выбора номера детали.

• Код бина K:7.1 мкд (Мин.) до 11.2 мкд (Макс.)
• Код бина L:11.2 мкд до 18.0 мкд
• Код бина M:18.0 мкд до 28.0 мкд
• Код бина N:28.0 мкд до 45.0 мкд

К каждому бину силы света применяется допуск +/-15%. Конструкторам следует выбирать соответствующий бин на основе требуемого уровня яркости для их применения.

4. Анализ кривых производительности

В спецификации приведены типичные кривые производительности, иллюстрирующие взаимосвязь ключевых параметров. Хотя конкретные графики не воспроизводятся в тексте, их значение критически важно для проектирования.

• Вольт-амперная характеристика:Показывает зависимость между прямым током (IF) и прямым напряжением (VF). Она нелинейна, что типично для диода. Кривая помогает в выборе соответствующего токоограничивающего резистора.
• Сила света в зависимости от прямого тока:Демонстрирует, как световой выход увеличивается с током, обычно в почти линейной зависимости в рабочем диапазоне. Работа за пределами максимального тока приводит к уменьшению отдачи и увеличению нагрева.
• Сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Показывает снижение светового выхода с увеличением температуры перехода. Это критически важно для теплового менеджмента в приложениях с высокой мощностью или высокой температурой окружающей среды.
• Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, с центром около 565нм и полушириной 30нм, подтверждающий зеленый цвет излучения.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры устройства

Светодиод соответствует стандартному корпусу EIA для поверхностного монтажа. Ключевые размеры (в миллиметрах) включают размер корпуса приблизительно 3.2мм (длина) x 2.8мм (ширина) x 1.9мм (высота). Допуски обычно составляют ±0.2мм, если не указано иное. Для точного проектирования посадочного места на печатной плате следует обращаться к подробным чертежам размеров.

5.2 Рекомендуемая конструкция контактных площадок на печатной плате

Предоставлена рекомендация по рисунку контактных площадок для инфракрасной пайки или пайки оплавлением в паровой фазе. Соблюдение этой рекомендуемой конфигурации необходимо для достижения надежных паяных соединений, правильного самоцентрирования во время оплавления и эффективного отвода тепла. Конструкция обычно включает терморельефные узоры для управления температурой пайки.

5.3 Идентификация полярности

Катод обычно маркируется на устройстве, часто выемкой, зеленой точкой или скошенным углом на линзе или корпусе. Для подтверждения точной схемы маркировки и правильной ориентации во время сборки необходимо обращаться к диаграмме в спецификации.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Профиль оплавления припоя

Устройство совместимо с процессами бессвинцовой пайки оплавлением. Приведен рекомендуемый профиль, соответствующий J-STD-020B. Ключевые параметры включают:

• Температура предварительного нагрева:от 150°C до 200°C.
• Время предварительного нагрева:Максимум 120 секунд.
• Пиковая температура:Максимум 260°C.
• Время выше температуры ликвидуса:Рекомендуемая продолжительность согласно спецификациям паяльной пасты.
• Скорости нагрева/охлаждения:Контролируются для предотвращения теплового удара.

Крайне важно отметить, что оптимальный профиль зависит от конкретной конструкции печатной платы, паяльной пасты и печи. Рекомендуется проверка на уровне компонента и платы.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, используйте паяльник с температурой не выше 300°C. Время контакта должно быть ограничено максимум 3 секундами на соединение, и пайку следует выполнять только один раз, чтобы избежать повреждения пластикового корпуса или внутренних проводных соединений.

6.3 Очистка

Если требуется очистка после пайки, следует использовать только указанные растворители. Допустимо погружение светодиода в этиловый или изопропиловый спирт при комнатной температуре на время менее одной минуты. Неуказанные химикаты могут повредить эпоксидную линзу или корпус.

6.4 Хранение и чувствительность к влаге

Светодиоды чувствительны к влаге. При хранении в оригинальном герметичном влагозащитном пакете с осушителем их следует хранить при температуре ≤ 30°C и влажности ≤ 70% и использовать в течение одного года. После вскрытия пакета условия хранения не должны превышать 30°C и 60% влажности. Компоненты, подвергшиеся воздействию окружающего воздуха более 168 часов, должны быть прогреты при температуре около 60°C в течение не менее 48 часов перед пайкой оплавлением, чтобы предотвратить "вспучивание" (растрескивание корпуса из-за давления пара).

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации на ленте и в катушках

Устройство поставляется на 8-миллиметровой несущей ленте в катушках диаметром 7 дюймов (178мм), совместимых со стандартным автоматическим монтажным оборудованием.

• Количество штук на катушке: 2000.
• Минимальный объем заказа (MOQ):500 штук для остаточных количеств.
• Верхняя покрывающая лента:Пустые ячейки запечатаны верхней покрывающей лентой.
• Отсутствующие компоненты:Допускается максимум два последовательно отсутствующих светодиода согласно спецификации (EIA-481-1-B).

7.2 Структура номера детали

Номер детали LTST-M670GKT кодирует ключевые атрибуты:

• LTST:Вероятно, обозначает семейство или серию продуктов.
• M670:Может относиться к конкретному типу кристалла/чипа или оптической конструкции.
• G:Указывает цвет линзы (Прозрачная).
• K:Представляет код бина силы света (например, бин K: 7.1-11.2 мкд).
• T:Вероятно, указывает на упаковку на ленте и в катушках.

Выбор правильного суффикса (кода бина) необходим для получения желаемого уровня яркости.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот светодиод подходит для широкого спектра применений, требующих яркого, надежного зеленого индикатора, включая:

• Индикаторы состояния на потребительской электронике (маршрутизаторы, модемы, аудиооборудование).
• Подсветка для мембранных переключателей и панелей.
• Подсветка для приборов и панелей управления.
• Информационные указатели общего назначения и декоративное освещение, где полезен широкий угол обзора.

8.2 Проектирование схемы управления

Светодиоды являются устройствами с токовым управлением.Для обеспечения равномерной яркости, особенно при параллельном включении нескольких светодиодов, настоятельно рекомендуется использовать последовательный токоограничивающий резистор для каждого светодиода (Схема A). Прямое параллельное подключение светодиодов к источнику напряжения (Схема B) не рекомендуется, так как незначительные различия в характеристике прямого напряжения (VF) между отдельными светодиодами приведут к значительному дисбалансу в распределении тока и, как следствие, к неравномерной яркости. Значение последовательного резистора можно рассчитать по закону Ома: R = (Vcc - VF) / IF, где Vcc - напряжение питания, VF - прямое напряжение светодиода (используйте максимальное значение для надежности), а IF - желаемый прямой ток.настоятельно рекомендуетсяиспользовать последовательный токоограничивающий резистор для каждого светодиода (Схема A). Прямое параллельное подключение светодиодов к источнику напряжения (Схема B) не рекомендуется, так как незначительные различия в характеристике прямого напряжения (VF) между отдельными светодиодами приведут к значительному дисбалансу в распределении тока и, как следствие, к неравномерной яркости. Значение последовательного резистора можно рассчитать по закону Ома: R = (Vcc - VF) / IF, где Vcc - напряжение питания, VF - прямое напряжение светодиода (используйте максимальное значение для надежности), а IF - желаемый прямой ток.

8.3 Тепловой менеджмент

Хотя рассеиваемая мощность относительно невелика (макс. 72мВт), правильное тепловое проектирование продлевает срок службы и обеспечивает стабильный световой выход. Убедитесь, что конструкция контактных площадок на печатной плате обеспечивает адекватный теплоотвод. Избегайте работы светодиода на или вблизи его абсолютных максимальных значений тока и температуры в течение длительного времени.

8.4 Меры предосторожности от электростатического разряда (ЭСР)

Как и большинство полупроводниковых устройств, светодиоды чувствительны к электростатическому разряду. Во время сборки и обращения следует соблюдать стандартные процедуры защиты от ЭСР, включая использование заземленных рабочих мест, браслетов и проводящих контейнеров.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со старыми технологиями выводных светодиодов, это устройство для поверхностного монтажа предлагает значительные преимущества:

• Размер и профиль:Компактное посадочное место 3.2x2.8мм и низкий профиль (1.9мм) позволяют миниатюризировать конечные продукты.
• Технологичность производства:Полная совместимость с высокоскоростными автоматизированными линиями поверхностного монтажа снижает производственные затраты и повышает надежность по сравнению с ручной установкой.
• Оптические характеристики:Сочетание высокой яркости (до 45 мкд) и широкого угла обзора 120 градусов обеспечивает отличную видимость.
• Надежность:Корпус разработан для надежных процессов инфракрасной пайки/оплавления и предлагает широкий диапазон рабочих температур (от -40°C до +85°C).

Использование технологии GaP (фосфид галлия) на подложке GaP является зрелым и надежным процессом для производства зеленых светодиодов со стабильным цветом и производительностью.

10. Часто задаваемые вопросы (ЧАВО)

В1: В чем разница между пиковой длиной волны (λP) и доминирующей длиной волны (λd)?

О1: Пиковая длина волны (565 нм) - это физическая длина волны, на которой светодиод излучает наибольшую оптическую мощность. Доминирующая длина волны (569 нм) - это расчетное значение из колориметрии, представляющее единственную длину волны воспринимаемого цвета. Для монохроматических источников, таких как этот зеленый светодиод, они обычно близки.

В2: Могу ли я питать этот светодиод током 30мА непрерывно?

О2: Да, 30мА - это максимальный номинальный постоянный прямой ток. Для максимальной надежности и долговечности часто рекомендуется работать немного ниже этого максимума, например, при 20мА (стандартное испытательное условие), что также обеспечивает достаточную яркость для большинства индикаторных применений.

В3: Почему необходим последовательный резистор, даже если мой источник питания имеет ограничение по току?

О3: Последовательный резистор обеспечивает простой, экономичный и надежный метод установки тока. Он также помогает поглощать незначительные колебания напряжения питания и прямого напряжения светодиода, обеспечивая стабильную работу. Это считается лучшей практикой для большинства схем со светодиодами общего назначения.

В4: Насколько критичен срок хранения 168 часов после вскрытия влагозащитного пакета?

О4: Это очень важно для надежности процесса. Превышение этого времени без прогрева увеличивает риск повреждения корпуса из-за влаги во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением, что может привести к немедленному отказу или снижению долгосрочной надежности.

11. Пример внедрения в проект

Сценарий:Проектирование панели индикаторов состояния для сетевого коммутатора с 24 одинаковыми зелеными светодиодами активности портов.

Шаги проектирования:

1. Выбор яркости:Для оборудования в помещении с расстояния просмотра 1-2 метра достаточно средней яркости. Выберите код бина L (11.2-18.0 мкд) из информации для заказа.
2. Схема управления:В системе используется шина 3.3В. Используя максимальное VF 2.6В и целевой IF 20мА, рассчитайте последовательный резистор: R = (3.3В - 2.6В) / 0.020А = 35 Ом. Будет выбран ближайший стандартный номинал 33 Ом или 39 Ом, слегка корректируя ток.
3. Разводка печатной платы:Используйте рекомендуемую конфигурацию контактных площадок из спецификации. Проложите дорожки 3.3В и GND ко всем 24 светодиодам. Разместите токоограничивающий резистор рядом с анодом каждого светодиода.
4. Тепловые соображения:При 24 светодиодах с током ~20мА каждый, общая мощность невелика (~1.5Вт). Специальные радиаторы не требуются, но обеспечьте общий поток воздуха в корпусе.
5. Сборка:Следуйте рекомендуемому профилю оплавления. После вскрытия катушки запланируйте завершение поверхностного монтажа для всех плат в течение 168-часового окна или внедрите график прогрева.

Такой подход обеспечивает равномерную яркость, надежную пайку и долгосрочную производительность.

12. Введение в технологический принцип

Этот светодиод основан на полупроводниковом материале - фосфиде галлия (GaP). Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны и дырки инжектируются в активную область, где они рекомбинируют. В GaP этот процесс рекомбинации высвобождает энергию в виде фотонов (света) с длиной волны, соответствующей ширине запрещенной зоны материала, что для данного конкретного состава приводит к зеленому свету (~565-569 нм). Линза "Прозрачная" изготовлена из эпоксидной смолы и предназначена для рассеивания света, создавая широкий угол обзора 120 градусов. Корпус для поверхностного монтажа инкапсулирует полупроводниковый кристалл, проводные соединения и выводную рамку, обеспечивая механическую защиту и тепловые/электрические соединения.

13. Тенденции и развитие отрасли

Оптоэлектронная промышленность продолжает развиваться. Хотя этот зеленый светодиод на основе GaP представляет собой зрелую и высоконадежную технологию, тенденции включают:

• Повышение эффективности:Постоянная разработка материалов (таких как InGaN для более широкого цветового диапазона) и конструкций кристаллов для достижения большего количества люмен на ватт (лм/Вт), снижая энергопотребление при заданном световом потоке.
• Миниатюризация:Разработка еще более компактных корпусов (например, 0201, 01005) для применений с ограниченным пространством, таких как носимые устройства и сверхкомпактная потребительская электроника.
• Интегрированные решения:Рост популярности светодиодов со встроенными драйверами (микросхемы постоянного тока), защитными диодами (от ЭСР/обратного напряжения) или несколькими цветами (RGB) в одном корпусе, упрощающими схемотехническое проектирование.
• Требования к высокой надежности:Расширение применений в автомобильной, промышленной и медицинской областях стимулирует требования к расширенным диапазонам температур, более высокой стойкости к вибрации и более длительному сроку службы (часто оцениваемому как L70 или L90, означающему время до 70% или 90% от начальной яркости).

Устройство, описанное в данной спецификации, прочно занимает место в устоявшемся, массовом сегменте рынка, ценящемся за свою проверенную производительность, экономическую эффективность и простоту интеграции.