Техническая спецификация SMD светодиода LTST-020KFKT - 2.0x1.25x1.1мм - 1.8-2.4В - 72мВт - Оранжевый AlInGaP

1. Обзор продукта

Данный документ содержит полные технические характеристики LTST-020KFKT — светоизлучающего диода (LED) для поверхностного монтажа (SMD). Этот компонент относится к семейству миниатюрных светодиодов, предназначенных для автоматизированного монтажа на печатные платы (PCB) и применений, где критически важен размер. Устройство использует технологию полупроводника из фосфида алюминия-индия-галлия (AlInGaP) для получения оранжевого свечения. Его компактные размеры и совместимость со стандартными промышленными процессами делают его пригодным для интеграции в широкий спектр современного электронного оборудования.

1.1 Особенности

• Соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ).
• Поставляется на стандартных промышленных катушках диаметром 7 дюймов с 12-мм лентой для систем автоматической установки.
• Стандартный корпус в соответствии с EIA (Альянс электронной промышленности).
• Логические уровни, совместимые с интегральными схемами (ИС).
• Разработан для совместимости с автоматическим оборудованием для установки и сборки.
• Подходит для пайки оплавлением в инфракрасном (ИК) спектре.
• Предварительно кондиционирован для соответствия уровню чувствительности к влажности MSL 3 по стандарту JEDEC.

1.2 Области применения

LTST-020KFKT предназначен для универсального использования в различных отраслях. Основные области применения включают:

• Телекоммуникации:Индикаторы состояния в маршрутизаторах, модемах и сетевых коммутаторах.
• Офисная автоматизация:Подсветка клавиш и индикаторы состояния в принтерах, сканерах и копировальных аппаратах.
• Потребительская электроника:Индикаторы питания/зарядки в смартфонах, планшетах, ноутбуках и бытовой технике.
• Промышленное оборудование:Панельные индикаторы для станков, систем управления и приборов.
• Общая индикация:Подсветка сигналов и символов, подсветка передних панелей и общая индикация состояния.

2. Габариты корпуса и механические характеристики

Светодиод размещен в компактном стандартном корпусе 020. Ключевые механические размеры следующие:

• Длина корпуса: 2.0 мм
• Ширина корпуса: 1.25 мм
• Высота корпуса: 1.1 мм
• Шаг выводов: 1.05 мм

Цвет линзы:Прозрачная

Излучаемый цвет:Оранжевый (AlInGaP)

Примечания:Все размеры указаны в миллиметрах. Допуски составляют ±0.2 мм, если не указано иное. На корпусе имеется маркировка полярности (обычно индикатор катода) для правильной ориентации при монтаже.

3. Предельные параметры и характеристики

Все характеристики определены при температуре окружающей среды (Ta) 25°C, если не указано иное. Превышение абсолютных максимальных значений может привести к необратимому повреждению устройства.

3.1 Абсолютные максимальные значения

• Рассеиваемая мощность (Pd):72 мВт
• Пиковый прямой ток (I_F(пик)):80 мА (при скважности 1/10, длительность импульса 0.1 мс)
• Постоянный прямой ток (I_F):30 мА (постоянный ток)
• Диапазон рабочих температур (T_раб):от -40°C до +85°C
• Диапазон температур хранения (T_хр):от -40°C до +100°C

3.2 Электрические и оптические характеристики

В следующей таблице приведены типичные параметры работы устройства при стандартных условиях испытаний (I_F= 20мА).

• Сила света (I_V):90.0 - 280.0 мкд (милликандела). Измерено с фильтром, аппроксимирующим кривую спектральной чувствительности глаза CIE.
• Угол обзора (2θ_1/2):110 градусов (типичное значение). Определяется как полный угол, при котором интенсивность падает до половины от осевого значения.
• Пиковая длина волны излучения (λ_p):611 нм (типичное значение).
• Доминирующая длина волны (λ_d):600 - 612 нм. Определяется по цветовым координатам CIE.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):17 нм (типичное значение).
• Прямое напряжение (V_F):1.8 - 2.4 В. Допуск ±0.1В.
• Обратный ток (I_R):10 мкА (максимум) при V_R= 5В. Примечание: Данное устройство не предназначено для работы в обратном смещении; этот параметр указан только для целей инфракрасного тестирования.

4. Система сортировки (бининг)

Для обеспечения стабильности в производстве и применении светодиоды сортируются по ключевым параметрам в группы (бины).

4.1 Сортировка по прямому напряжению (V_F)

Сортировка при I_F= 20мА. Допуск на бин ±0.10В.

D2: 1.8В - 2.0В

D3: 2.0В - 2.2В

D4: 2.2В - 2.4В

4.2 Сортировка по силе света (I_V)

Сортировка при I_F= 20мА. Допуск на бин ±11%.

Q2: 90 - 112 мкд

R1: 112 - 140 мкд

R2: 140 - 180 мкд

S1: 180 - 220 мкд

S2: 220 - 280 мкд

4.3 Сортировка по доминирующей длине волны (λ_d)

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

P: 600 - 603 нм

Q: 603 - 606 нм

R: 606 - 609 нм

S: 609 - 612 нм

5. Типовые кривые характеристик и анализ

Понимание взаимосвязи между условиями эксплуатации и характеристиками имеет решающее значение для оптимального проектирования.

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

ВАХ является нелинейной, что типично для диода. Прямое напряжение (V_F) имеет положительный температурный коэффициент, то есть слегка уменьшается с ростом температуры перехода при заданном токе. Разработчики должны учитывать это при проектировании токоограничивающих цепей.

5.2 Зависимость силы света от прямого тока

Световой поток (сила света) примерно пропорционален прямому току в нормальном рабочем диапазоне (вплоть до номинального постоянного тока). Однако эффективность может снижаться при очень высоких токах из-за усиления тепловых эффектов. Постоянная работа выше абсолютного максимального значения ускорит деградацию светового потока и сократит срок службы.

5.3 Зависимость силы света от температуры окружающей среды

Как и большинство светодиодов, сила света кристалла AlInGaP уменьшается с ростом температуры окружающей среды (и, соответственно, перехода). Это тепловое снижение характеристик необходимо учитывать в приложениях, где светодиод работает в условиях высоких температур или с ограниченным теплоотводом. В спецификации приведена кривая, показывающая эту зависимость, что крайне важно для обеспечения стабильной яркости при всех ожидаемых условиях эксплуатации.

5.4 Спектральное распределение

Спектр излучения сосредоточен около 611 нм (оранжевый). Полуширина спектра примерно 17 нм указывает на относительно чистый, монохроматический оранжевый цвет по сравнению с источниками более широкого спектра, такими как белые светодиоды с люминофором. Это делает его подходящим для применений, требующих определенной цветовой индикации или фильтрации.

6. Рекомендации по монтажу и обращению

6.1 Рекомендуемая конфигурация контактных площадок на PCB

Приведен рисунок посадочного места для обеспечения надежной пайки и правильного выравнивания. Рекомендуемые размеры площадок учитывают формирование паяльного файлета при оплавлении. Использование указанной геометрии площадок помогает предотвратить "эффект надгробия" (подъем компонента одним концом) и обеспечивает хорошее механическое и электрическое соединение.

6.2 Процесс пайки

Устройство совместимо с процессами пайки оплавлением в инфракрасном (ИК) спектре, включая бессвинцовую пайку. Приведен рекомендуемый профиль оплавления, соответствующий J-STD-020B, с ключевыми параметрами:

Температура предварительного нагрева:150°C - 200°C

Время предварительного нагрева:Максимум 120 секунд

Пиковая температура оплавления:Максимум 260°C

Время выше температуры ликвидуса:В соответствии со спецификацией паяльной пасты

Скорость охлаждения:Контролируемая для минимизации термических напряжений.

Примечание:Фактический профиль должен быть определен для конкретной сборки PCB с учетом толщины платы, плотности компонентов и типа паяльной пасты.

6.3 Ручная пайка (при необходимости)

Если требуется ручной ремонт, используйте паяльник с регулировкой температуры.

Температура жала паяльника:Максимум 300°C

Время пайки:Максимум 3 секунды на одну контактную площадку.

Избегайте приложения механических напряжений к корпусу светодиода во время или после пайки.

6.4 Очистка

Если требуется очистка после пайки, используйте только одобренные растворители. Погрузите светодиод в этиловый или изопропиловый спирт при комнатной температуре на время менее одной минуты. Не используйте ультразвуковую очистку или неуказанные химические очистители, так как они могут повредить эпоксидную линзу или уплотнения корпуса.

6.5 Хранение и чувствительность к влаге

Светодиоды чувствительны к влаге (уровень MSL 3).

Запечатанный пакет:Хранить при температуре ≤ 30°C и влажности ≤ 70%. Использовать в течение одного года с даты запайки пакета.

После вскрытия пакета:Хранить при температуре ≤ 30°C и влажности ≤ 60%. Рекомендуется завершить пайку оплавлением в течение 168 часов (7 дней) с момента воздействия окружающего воздуха.

Длительное хранение (вскрытый пакет):Хранить в герметичном контейнере с осушителем или в азотном эксикаторе.

Просушка (ребакинг):Компоненты, подвергшиеся воздействию воздуха более 168 часов, должны быть просушены при температуре около 60°C в течение не менее 48 часов перед пайкой для удаления поглощенной влаги и предотвращения "эффекта попкорна" во время оплавления.

7. Упаковка и спецификации ленты и катушки

Продукт поставляется в формате "лента-катушка", совместимом с высокоскоростным автоматическим сборочным оборудованием.

• Размер катушки:Стандартный диаметр 7 дюймов (178 мм).
• Ширина ленты:12 мм.
• Шаг карманов:4.0 мм.
• Количество на катушке:4000 штук (полная катушка).
• Минимальный объем заказа (MOQ):500 штук для остатков на катушках.
• Защитная лента:Наклеивается для герметизации компонентов в карманах.
• Стандарты упаковки:Соответствует спецификациям ANSI/EIA-481.
• Отсутствующие компоненты:Согласно спецификации катушки, допускается максимум два последовательных пустых кармана.

8. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

8.1 Ограничение тока

Светодиод является устройством с токовым управлением. Последовательный токоограничивающий резистор обязателен при питании от источника напряжения. Значение резистора (R) можно рассчитать по закону Ома: R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Для консервативного расчета, гарантирующего, что ток не превысит желаемое значение, используйте максимальное V_Fиз спецификации (2.4В). Например, для питания током 20мА от источника 5В: R = (5В - 2.4В) / 0.020А = 130Ом. Следует выбрать ближайшее стандартное значение (например, 120Ом или 150Ом), учитывая мощность (P = I²R).

8.2 Тепловой режим

Несмотря на малые размеры, светодиод выделяет тепло в полупроводниковом переходе. Необходимо соблюдать номинальную рассеиваемую мощность (72мВт) и диапазон рабочих температур (от -40°C до +85°C). Для непрерывной работы при максимальном токе (30мА) или близком к нему убедитесь, что PCB обеспечивает достаточный теплоотвод. Это может включать использование тепловых переходных отверстий под тепловой площадкой светодиода (если применимо), подключение к медному полигону и избегание работы в закрытых, непроветриваемых пространствах. Чрезмерная температура перехода приводит к снижению светового потока, ускоренному старению и возможному преждевременному выходу из строя.

8.3 Меры предосторожности от ЭСР (электростатического разряда)

Хотя в данной спецификации явно не указана устойчивость к ЭСР, светодиоды в целом чувствительны к электростатическому разряду. Во время сборки и обращения следует соблюдать стандартные меры предосторожности от ЭСР: использовать заземленные рабочие места, антистатические браслеты и проводящие контейнеры.

8.4 Оптическое проектирование

Угол обзора 110 градусов обеспечивает широкое, рассеянное излучение, подходящее для индикаторов состояния, которые должны быть видны под разными углами. Для приложений, требующих более сфокусированного луча, потребуется вторичная оптика (линзы или световоды). Прозрачная линза позволяет видеть истинный цвет кристалла (оранжевый) без искажений.

9. Техническое сравнение и руководство по выбору

LTST-020KFKT предлагает определенную комбинацию характеристик. При выборе светодиода для проекта сравните следующие параметры с альтернативами:

• Технология (AlInGaP):Обеспечивает высокую эффективность и хорошую чистоту цвета в оранжево-красно-янтарном спектре. Обычно имеет лучшую температурную стабильность и более длительный срок службы по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP.
• Размер корпуса (020):Один из самых маленьких стандартных корпусов для SMD светодиодов, идеален для плат с высокой плотностью монтажа. Корпуса большего размера (например, 0402, 0603) могут быть удобнее для ручного монтажа или иметь немного большую рассеиваемую мощность.
• Яркость (90-280мкд):Данный диапазон яркости подходит для индикаторов внутри помещений и подсветки. Для приложений, читаемых на солнце, или сигнализации на большие расстояния потребуются светодиоды с более высокой силой света.
• Напряжение (1.8-2.4В):Относительно низкое прямое напряжение позволяет работать от низковольтных логических источников питания (3.3В, 5В) с минимальным падением напряжения на токоограничивающем резисторе, что повышает энергоэффективность.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

10.1 В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?

Пиковая длина волны (λ_p):Единственная длина волны, на которой спектр излучения имеет максимальную интенсивность (для данного светодиода типично 611 нм).

Доминирующая длина волны (λ_d):Единственная длина волны монохроматического света, которая в сочетании с заданным белым эталоном соответствует воспринимаемому цвету светодиода. Определяется по цветовым координатам CIE и более тесно коррелирует с восприятием цвета человеческим глазом (для данного светодиода 600-612 нм).

10.2 Можно ли питать этот светодиод без токоограничивающего резистора?

No.Питание светодиода напрямую от источника напряжения вызовет протекание чрезмерного тока, быстро превышающего абсолютное максимальное значение прямого тока (30мА постоянного тока), что приведет к мгновенному или быстрому выходу из строя. Всегда требуется последовательный резистор или схема драйвера постоянного тока.

10.3 Как интерпретировать коды бинов при заказе?

Полный код продукта (например, LTST-020KFKT) может иметь суффиксы, указывающие конкретные бины для V_F, I_V и λ_d. Уточняйте доступные комбинации бинов у производителя или дистрибьютора. Выбор более узких бинов обеспечивает более стабильные характеристики всех устройств в вашем производственном цикле, но может повлиять на стоимость и доступность.

10.4 Подходит ли этот светодиод для автомобильных применений?

В данной стандартной спецификации не указана автомобильная квалификация AEC-Q101. Для использования в автомобильных условиях (расширенные температурные диапазоны, вибрация, влажность) следует выбирать светодиод, специально сертифицированный по автомобильным стандартам.

11. Практический пример проектирования

Сценарий:Проектирование индикатора "ВКЛ" питания для устройства на базе микроконтроллера с напряжением 3.3В.

Цель:Обеспечить четкую, видимую оранжевую индикацию с прямым током примерно 15мА (консервативно для долгого срока службы).

Шаги:

1. Выбор параметров:Из спецификации используем типичное V_F= 2.1В для расчета. Целевой I_F= 15мА.

2. Расчет резистора:R = (V_{питания}- V_F) / I_F= (3.3В - 2.1В) / 0.015А = 80Ом.

3. Стандартное значение и проверка мощности:Выбираем стандартный резистор 82Ом. Рассеиваемая мощность на резисторе: P = I²R = (0.015)²* 82 = 0.01845Вт. Стандартный резистор мощностью 1/16Вт (0.0625Вт) или 1/10Вт более чем достаточен.

4. Разводка PCB:Установите резистор 82Ом последовательно с анодом светодиода. Подключите катод светодиода к земле. Следуйте рекомендуемой конфигурации контактных площадок из раздела 6.1 для светодиода. Убедитесь в правильности полярности (маркировка катода на шелкографии PCB соответствует маркировке светодиода).

5. Ожидаемые характеристики:При токе 15мА сила света будет пропорционально ниже, чем при испытательных условиях 20мА, но все равно достаточна для панельного индикатора. Более низкий ток также снижает температуру перехода, повышая долгосрочную надежность.