Техническая документация на SMD светодиод LTST-C950TGKT - Сверхъяркий зеленый InGaN - 20мА - 76мВт

1. Обзор продукта

Данный документ содержит полные технические характеристики высокопроизводительного светодиода для поверхностного монтажа, предназначенного для современных электронных приложений. Устройство использует передовой полупроводниковый чип InGaN для создания яркого зеленого свечения. Его миниатюрный форм-фактор и стандартизированный корпус делают его идеальным для автоматизированных процессов сборки и конструкций с ограниченным пространством.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основные преимущества данного светодиода включают исключительную силу света, соответствие экологическим нормам и надежную конструкцию, подходящую для крупносерийного производства. Он спроектирован для удовлетворения требований автоматизированного оборудования для установки компонентов и выдерживает стандартные профили пайки инфракрасным (ИК) оплавлением, что критически важно для эффективной сборки печатных плат.

Целевой рынок охватывает широкий спектр потребительской и промышленной электроники. Ключевые области применения включают телекоммуникационные устройства, такие как сотовые и беспроводные телефоны, портативные вычислительные устройства, такие как ноутбуки, сетевое оборудование, различные бытовые приборы, а также внутренние вывески или дисплеи. Его надежность и яркость также делают его подходящим для индикации состояния, подсветки клавиатур и интеграции в микродисплеи.

2. Технические параметры: углубленная объективная интерпретация

В этом разделе подробно описаны абсолютные предельные значения и рабочие характеристики светодиода. Все параметры указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C, если не указано иное.

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Абсолютные максимальные параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Не рекомендуется непрерывная работа на этих пределах или вблизи них. Параметры следующие:

• Рассеиваемая мощность (Pd):76 мВт. Это максимальное количество мощности, которое устройство может рассеивать в виде тепла.
• Пиковый прямой ток (I_FP):100 мА. Этот ток допустим только в импульсном режиме с коэффициентом заполнения 1/10 и длительностью импульса 0.1 мс.
• Постоянный прямой ток (I_F):20 мА. Это рекомендуемый максимальный ток для работы на постоянном токе.
• Диапазон рабочих температур:от -20°C до +80°C. Гарантируется работа устройства в этом диапазоне температур окружающей среды.
• Диапазон температур хранения:от -30°C до +100°C.
• Условия инфракрасной пайки:Выдерживает пиковую температуру 260°C в течение 10 секунд, что является стандартом для бессвинцовых процессов сборки.

2.2 Электрические и оптические характеристики

В следующей таблице приведены типичные и гарантированные параметры производительности в нормальных рабочих условиях (I_F= 20мА, Ta=25°C).

• Сила света (I_V):Диапазон от минимум 1120 мкд до максимум 7100 мкд, типичные значения находятся в этом широком диапазоне. Интенсивность измеряется с использованием датчика с фильтром, соответствующим кривой спектральной чувствительности глаза CIE.
• Угол обзора (2θ_1/2):25 градусов. Это полный угол, при котором сила света падает до половины значения, измеренного на центральной оси. Это указывает на относительно сфокусированный луч.
• Пиковая длина волны излучения (λ_P):530 нм. Это длина волны, на которой спектральная мощность излучения максимальна.
• Доминирующая длина волны (λ_d):от 520 нм до 535 нм. Этот параметр, полученный из цветовой диаграммы CIE, определяет воспринимаемый цвет света и более важен для спецификации цвета, чем пиковая длина волны.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):35 нм. Это указывает на спектральную чистоту или ширину полосы излучаемого света.
• Прямое напряжение (V_F):от 2.8 В до 3.8 В при 20мА. Падение напряжения на светодиоде при работе.
• Обратный ток (I_R):Максимум 10 мкА при обратном напряжении (V_R) 5В. Устройство не предназначено для работы в обратном смещении; этот тест предназначен только для проверки качества.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения стабильности в массовом производстве светодиоды сортируются по ключевым параметрам в группы (бины). Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям схемы.

3.1 Сортировка по прямому напряжению (V_F)

Светодиоды классифицируются по падению прямого напряжения при 20мА. Коды бинов (D7 до D11) представляют возрастающие диапазоны напряжения от 2.8В-3.0В до 3.6В-3.8В, с допуском ±0.1В на бин. Это критически важно для проектирования схем ограничения тока и обеспечения равномерной яркости в параллельных массивах.

3.2 Сортировка по силе света (I_V)

Это основная сортировка по яркости. Коды W, X, Y и Z представляют возрастающие диапазоны минимальной/максимальной интенсивности от 1120-1800 мкд до 4500-7100 мкд, с допуском ±15% на бин. Выбор зависит от требуемого уровня яркости для приложения.

3.3 Сортировка по оттенку (доминирующая длина волны)

Светодиоды сортируются по цветовой точке с использованием доминирующей длины волны. Коды AP (520-525 нм), AQ (525-530 нм) и AR (530-535 нм) позволяют выбирать для конкретных требований к зеленому цвету, с жестким допуском ±1 нм на бин. Это обеспечивает цветовую согласованность в приложениях, где несколько светодиодов используются рядом.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя конкретные графические данные приведены в техническом описании, типичные зависимости между ключевыми параметрами описаны ниже.

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

Светодиод демонстрирует нелинейную ВАХ, типичную для диодов. Прямое напряжение (V_F) увеличивается с током, но остается в пределах указанных диапазонов бинов при номинальном токе 20мА. Работа выше абсолютного максимального тока приведет к более резкому росту V_Fи выделению избыточного тепла.

4.2 Зависимость силы света от прямого тока

Световой поток (сила света) примерно пропорционален прямому току в его нормальном рабочем диапазоне. Однако эффективность может снижаться при очень высоких токах из-за усиления тепловых эффектов. Работа светодиода на номинальном токе 20мА обеспечивает оптимальную производительность и долговечность.

4.3 Температурные характеристики

Как и все полупроводники, характеристики светодиода зависят от температуры. Прямое напряжение (V_F) обычно имеет отрицательный температурный коэффициент, то есть немного уменьшается с ростом температуры перехода. Более важно то, что сила света уменьшается с ростом температуры. Правильное управление теплом в приложении необходимо для поддержания стабильной яркости и надежности устройства в указанном диапазоне рабочих температур.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса и идентификация полярности

Устройство соответствует стандартному отраслевому корпусу для поверхностного монтажа. Ключевые размеры включают размер корпуса, расстояние между выводами и общую высоту. Катод обычно идентифицируется визуальным маркером на корпусе, таким как выемка, точка или зеленый оттенок на соответствующей области линзы. Правильная ориентация полярности во время сборки обязательна для корректной работы.

5.2 Рекомендуемый посадочный рисунок на печатной плате

Предоставлена рекомендуемая конфигурация контактных площадок печатной платы (ПП) для обеспечения надежной пайки и механической стабильности. Этот рисунок учитывает площадь компонента и способствует хорошему формированию паяльного валика во время оплавления. Следование этой рекомендации помогает предотвратить "эффект надгробия" (подъем компонента одним концом) и обеспечивает правильное выравнивание.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Параметры пайки ИК-оплавлением

Устройство совместимо с бессвинцовыми процессами пайки инфракрасным оплавлением. Предоставлен рекомендуемый профиль, который обычно включает:

• Предварительный нагрев:150-200°C до 120 секунд максимум для постепенного нагрева платы и активации флюса.
• Пиковая температура:260°C максимум. Температура корпуса компонента не должна превышать это значение.
• Время выше температуры ликвидуса (TAL):Время в пределах 5°C от пиковой температуры должно быть ограничено 10 секундами максимум.
• Количество циклов:Устройство может выдержать максимум два цикла оплавления в этих условиях.

Крайне важно отметить, что оптимальный профиль зависит от конкретной конструкции ПП, паяльной пасты и используемой печи. Предоставленные значения являются рекомендациями, которые должны быть проверены для фактической производственной установки.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, необходимо соблюдать крайнюю осторожность. Температура жала паяльника не должна превышать 300°C, а время контакта с выводом светодиода должно быть ограничено 3 секундами максимум. Нагревайте контактную площадку ПП, а не непосредственно корпус светодиода, чтобы предотвратить тепловое повреждение.

6.3 Очистка

Если требуется очистка после пайки, следует использовать только указанные растворители. Рекомендуемые агенты включают этиловый спирт или изопропиловый спирт (IPA). Светодиод следует погружать при нормальной температуре менее одной минуты. Агрессивные или неуказанные химикаты могут повредить эпоксидную линзу или материал корпуса.

6.4 Условия хранения и обращения

Электростатический разряд (ESD):Устройство чувствительно к ESD. Необходимо соблюдать соответствующие процедуры обращения, включая использование заземленных браслетов, антистатических ковриков, а также ESD-безопасной упаковки и оборудования.

Чувствительность к влаге:Корпус имеет рейтинг уровня чувствительности к влаге (MSL). Как указано, если оригинальный герметичный влагозащитный пакет вскрыт, компоненты должны быть подвергнуты ИК-оплавлению в течение одной недели (MSL 3). Для более длительного хранения вне оригинального пакета они должны храниться в сушильном шкафу или герметичном контейнере с осушителем. Компоненты, хранящиеся более одной недели, могут потребовать процесса "пропекания" (например, 60°C в течение 20 часов) для удаления поглощенной влаги перед пайкой, чтобы предотвратить повреждение типа "попкорн" во время оплавления.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации ленты и катушки

Компоненты поставляются в упаковке для автоматизированной сборки. Они размещены в профилированной несущей ленте с защитной крышкой-лентой, запечатанной сверху. Лента намотана на стандартную катушку диаметром 7 дюймов (178 мм).

Ключевые детали упаковки включают:

• Количество на катушке:2000 штук.
• Минимальный объем заказа (MOQ):Для остаточных количеств указан минимум 500 штук.
• Заполнение карманов:Пустые карманы для компонентов в ленте запечатаны крышкой-лентой.
• Отсутствующие компоненты:Согласно стандарту упаковки, допускается максимум два последовательно отсутствующих светодиода.
• Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA-481, обеспечивая совместимость со стандартным автоматизированным оборудованием.

8. Рекомендации по применению и соображения по проектированию

8.1 Типовые схемы включения

Наиболее распространенный метод управления - это источник постоянного тока или простой токоограничивающий резистор, включенный последовательно с источником напряжения. Значение резистора (R_limit) можно рассчитать по закону Ома: R_limit= (V_supply- V_F) / I_F. Использование максимального V_Fиз бина (например, 3.8В) в этом расчете гарантирует, что ток не превысит 20мА даже для детали с низким V_F. Для приложений, требующих стабильной яркости, рекомендуется специализированная микросхема драйвера светодиодов, особенно при работе от переменного источника напряжения, такого как аккумулятор.

8.2 Проектирование теплового режима

Хотя рассеиваемая мощность относительно невелика (макс. 76мВт), эффективный отвод тепла важен для поддержания производительности и срока службы, особенно при высоких температурах окружающей среды или в закрытых пространствах. Медные контактные площадки ПП служат основным радиатором. Увеличение площади меди, подключенной к катодной и анодной площадкам, использование тепловых переходных отверстий для соединения с внутренними или нижними медными слоями, а также обеспечение достаточного воздушного потока помогут управлять температурой перехода.

8.3 Соображения по оптическому проектированию

Угол обзора 25 градусов обеспечивает сфокусированный луч. Для более широкого освещения могут потребоваться вторичная оптика, такая как рассеиватели или световоды. Выбор бина для силы света и доминирующей длины волны должен основываться на требованиях к яркости и цветовой однородности конечного приложения. Смешивание бинов в одном продукте не рекомендуется, если важна визуальная согласованность.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я питать этот светодиод от источника 5В с резистором?

О: Да. Например, используя типичное V_F3.2В при 20мА: R = (5В - 3.2В) / 0.02А = 90 Ом. Подошел бы стандартный резистор 91 Ом. Всегда проверяйте ток, используя фактическое V_Fвашего конкретного бина.

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

О: Пиковая длина волны (λ_P) - это буквальный пик кривой спектрального излучения. Доминирующая длина волны (λ_d) - это расчетное значение, представляющее единственную длину волны чистого монохроматического света, который выглядел бы для человеческого глаза того же цвета, что и светодиод. λ_dболее актуальна для цветового сопоставления.

В: Как интерпретировать код бина силы света (например, "Y")?

О: Код бина определяет гарантированный диапазон. Деталь из бина "Y" будет иметь силу света от 2800 мкд до 4500 мкд при измерении в стандартных условиях (20мА, Ta=25°C).

В: Подходит ли этот светодиод для использования на улице?

О: В техническом описании указан диапазон рабочих температур от -20°C до +80°C и типичные внутренние применения. Для наружного использования следует учитывать возможность воздействия влаги, УФ-излучения и температур за пределами указанного диапазона, что может потребовать дополнительных защитных мер или другого класса продукта.

10. Введение в технологию и тренды

10.1 Полупроводниковая технология InGaN

Этот светодиод основан на полупроводниковом материале нитрида индия-галлия (InGaN). InGaN позволяет эффективно производить свет в синей, зеленой и белой (в сочетании с люминофором) спектральных областях. Эффективность и яркость светодиодов InGaN значительно улучшились по сравнению с более ранними технологиями, такими как фосфид галлия (GaP), что сделало их стандартом для высокопроизводительных зеленых и синих светодиодов.

10.2 Отраслевые тренды

Общая тенденция в технологии SMD светодиодов продолжается в направлении повышения световой отдачи (больше светового потока на ватт электрической мощности), улучшения цветопередачи и уменьшения размеров корпусов, что позволяет создавать более плотные конструкции. Также большое внимание уделяется повышению надежности и долговечности при различных воздействиях окружающей среды. Совместимость с бессвинцовыми высокотемпературными процессами оплавления, как видно в этом устройстве, теперь является фундаментальным требованием, обусловленным глобальными экологическими нормами (например, RoHS).