Техническая документация на SMD светодиод LTST-S270KDKT - Красный чип AllnGaP - 20мА - 50мВт

1. Обзор продукта

LTST-S270KDKT представляет собой светодиодный прибор для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для автоматизированной сборки печатных плат (ПП). Он отличается миниатюрными габаритами, подходящими для применений с ограниченным пространством. Устройство использует сверхъяркий полупроводниковый чип из фосфида алюминия-индия-галлия (AllnGaP) для излучения красного света, заключенный в прозрачный линзовый корпус. Данная комбинация разработана для применений, требующих высокой надежности и совместимости с современными производственными процессами.

1.1 Особенности

• Соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ).
• Конфигурация с боковым излучением и лужеными выводами для улучшенной паяемости.
• Используется технология сверхъяркого чипа AllnGaP для высокой световой интенсивности.
• Поставляется на 8-мм ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, для автоматизированной сборки методом "pick-and-place".
• Соответствует стандартным габаритным размерам EIA (Альянса электронной промышленности).
• Характеристики управления, совместимые с микросхемами.
• Разработан для совместимости с автоматическим оборудованием для установки компонентов.
• Подходит для процессов пайки оплавлением в инфракрасной (ИК) печи.

1.2 Области применения

Данный светодиод предназначен для широкого спектра электронного оборудования, где критически важны компактный размер, надежность и эффективность сборки. Типичные области применения включают:

• Телекоммуникации:Индикаторы состояния в беспроводных телефонах, сотовых телефонах и сетевом оборудовании.
• Офисная автоматизация и бытовая электроника:Подсветка клавиатур и кнопок в ноутбуках и других портативных устройствах.
• Бытовая техника и промышленное оборудование:Индикаторы питания, режима работы или состояния.
• Дисплеи и вывески:Микродисплеи и подсветка символов для внутреннего применения.

2. Габаритные размеры и механическая информация

Светодиод поставляется в стандартном SMD корпусе. Цвет линзы - прозрачный, цвет источника света - красный от чипа AllnGaP. Все размерные допуски составляют ±0,1 мм, если не указано иное. Подробные механические чертежи компонента, рекомендуемые контактные площадки на ПП и упаковка на ленте и катушке приведены в исходном документе, что важно для проектирования разводки ПП и планирования процесса сборки.

3. Предельные параметры и характеристики

3.1 Абсолютные максимальные параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Все значения указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

• Рассеиваемая мощность (Pd):50 мВт
• Пиковый прямой ток (I_F(PEAK)):40 мА (при скважности 1/10, длительности импульса 0,1 мс)
• Постоянный прямой ток (I_F):20 мА
• Обратное напряжение (V_R):5 В
• Диапазон рабочих температур (T_opr):от -30°C до +85°C
• Диапазон температур хранения (T_stg):от -40°C до +85°C
• Условия инфракрасной пайки:Пиковая температура 260°C в течение не более 10 секунд.

3.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные рабочие параметры, измеренные при Ta=25°C и I_F=20 мА, если не указано иное.

• Сила света (I_V):4,5 - 45,0 мкд (милликандела). Измерено с фильтром, аппроксимирующим кривую спектральной чувствительности глаза CIE.
• Угол обзора (2θ_1/2):130 градусов. Определяется как полный угол, при котором интенсивность составляет половину осевого (на оси) значения.
• Пиковая длина волны излучения (λ_P):650,0 нм (типичное значение).
• Доминирующая длина волны (λ_d):630,0 - 645,0 нм. Эта единственная длина волны определяет воспринимаемый цвет светодиода на цветовой диаграмме CIE.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):20 нм (типичное значение). Ширина спектра излучения на половине его максимальной интенсивности.
• Прямое напряжение (V_F):1,6 - 2,4 В.
• Обратный ток (I_R):10 мкА (максимум) при V_R=5В.

3.3 Предостережение относительно электростатического разряда (ESD)

Светодиоды чувствительны к электростатическим разрядам и скачкам напряжения. Во время обращения и сборки должны применяться надлежащие меры контроля ESD. Это включает использование заземленных браслетов, антистатических перчаток и обеспечение правильного заземления всего оборудования и рабочих мест для предотвращения скрытых или катастрофических отказов устройства.

4. Система сортировки (биннинг)

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по силе света. LTST-S270KDKT использует следующие коды биннинга для красного свечения, измеренного при 20 мА.

• Бин J:4,5 - 7,1 мкд
• Бин K:7,1 - 11,2 мкд
• Бин L:11,2 - 18,0 мкд
• Бин M:18,0 - 28,0 мкд
• Бин N:28,0 - 45,0 мкд

К пределам каждого бина по силе света применяется допуск ±15%. Конструкторам следует указывать требуемый код бина, чтобы гарантировать желаемый уровень яркости в конечном применении.

5. Анализ характеристических кривых

Исходный документ включает типичные характеристические кривые, которые важны для понимания поведения устройства в различных условиях. Эти кривые обычно иллюстрируют зависимость между прямым током и силой света (I_Fот I_V), прямым током и прямым напряжением (I_Fот V_F), а также влияние температуры окружающей среды на силу света. Анализ этих кривых позволяет конструкторам оптимизировать ток управления для эффективности и яркости, понять требования к напряжению для проектирования источника питания и учесть тепловое снижение параметров в условиях высоких температур.

6. Рекомендации по сборке и обращению

6.1 Очистка

Неуказанные химические очистители могут повредить корпус светодиода. Если очистка необходима после пайки или из-за загрязнения, используйте этиловый или изопропиловый спирт при комнатной температуре. Время погружения должно быть менее одной минуты, чтобы предотвратить потенциальный вред эпоксидной линзе или внутренней структуре.

6.2 Процесс пайки

Устройство совместимо с процессами пайки оплавлением в инфракрасной (ИК) печи, что является стандартом для SMD сборки. Рекомендуется бессвинцовый (Pb-free) профиль процесса.

• Предварительный нагрев:от 150°C до 200°C.
• Время предварительного нагрева:Максимум 120 секунд.
• Пиковая температура:Максимум 260°C.
• Время выше температуры ликвидуса:Максимум 10 секунд при пиковой температуре. Оплавление не должно выполняться более двух раз.

Для ручной доработки паяльником температура жала не должна превышать 300°C, а время контакта должно быть ограничено максимум 3 секундами на соединение. Критически важно следовать профилям оплавления по стандарту JEDEC и рекомендациям производителя паяльной пасты, чтобы обеспечить надежные паяные соединения и предотвратить тепловое повреждение светодиода.

6.3 Условия хранения

Правильное хранение жизненно важно для сохранения паяемости и надежности устройства.

• Запечатанная упаковка:Хранить при температуре ≤ 30°C и относительной влажности (RH) ≤ 90%. Срок годности составляет один год при хранении в оригинальной влагозащищенной упаковке с осушителем.
• Вскрытая упаковка:Для компонентов, извлеченных из оригинальной упаковки, условия хранения не должны превышать 30°C или 60% RH. Рекомендуется завершить ИК оплавление в течение одной недели (Уровень чувствительности к влаге 3, MSL 3). Для более длительного хранения вне оригинального пакета используйте герметичный контейнер с осушителем или азотный эксикатор. Компоненты, хранившиеся более одной недели, перед пайкой должны быть прогреты при температуре около 60°C в течение не менее 20 часов для удаления поглощенной влаги.

7. Упаковка и информация для заказа

Стандартная упаковка для крупносерийной сборки - это 8-мм перфорированная несущая лента, намотанная на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). Каждая катушка содержит 4000 штук. Лента запечатана верхней покровной лентой. Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA-481. Для меньших объемов доступна минимальная упаковка в 500 штук. Конструкция ленты допускает максимум два последовательно отсутствующих компонента (пустых гнезда).

8. Соображения по проектированию применения

8.1 Проектирование схемы управления

Светодиоды являются приборами с токовым управлением. Для обеспечения равномерной яркости при управлении несколькими светодиодами, особенно в параллельных конфигурациях, крайне важно использовать токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым светодиодом. Это компенсирует естественный разброс прямого напряжения (V_F) от устройства к устройству. Прямое подключение светодиодов к источнику напряжения без регулирования тока может привести к чрезмерному току, тепловому разгону и сокращению срока службы. Простой метод с последовательным резистором (Схема A в исходном документе) является надежным и распространенным подходом.

8.2 Тепловой режим

Несмотря на малый размер корпуса, необходимо соблюдать рассеиваемую мощность (максимум 50 мВт) и диапазон рабочих температур (от -30°C до +85°C). Световой выход, как правило, уменьшается с ростом температуры перехода. В применениях, где светодиод работает на максимальном токе или близко к нему, или при высоких температурах окружающей среды, следует учитывать разводку ПП для обеспечения адекватного теплоотвода через медные контактные площадки и проводники.

8.3 Область применения и надежность

Данный продукт предназначен для использования в стандартном коммерческом и бытовом электронном оборудовании. Для применений, требующих исключительной надежности, где отказ может поставить под угрозу безопасность или здоровье (например, авиация, медицинское оборудование жизнеобеспечения, управление транспортом), необходимы дополнительные квалификационные испытания и консультации. Устройство не предназначено для постоянного использования на открытом воздухе или в суровых условиях окружающей среды без надлежащей защиты.

9. Техническое сравнение и тенденции

Использование технологии AllnGaP для красных светодиодов представляет собой значительный прогресс по сравнению со старыми технологиями, такими как фосфид арсенида галлия (GaAsP). AllnGaP обеспечивает превосходную световую эффективность, что приводит к более высокой яркости при том же токе управления, и лучшую температурную стабильность. Корпус с боковым излучением (в отличие от корпусов с верхним излучением) особенно выгоден для применений, где свет необходимо направлять параллельно поверхности ПП, например, в панелях с боковой подсветкой или световодах для подсветки клавиатур. Тенденция в SMD светодиодах продолжается в направлении повышения эффективности, уменьшения размеров корпусов и более широкой совместимости с автоматизированными высокотемпературными процессами сборки, такими как бессвинцовая пайка оплавлением.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

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

О: Пиковая длина волны (λ_P) - это длина волны, на которой оптическая выходная мощность максимальна. Доминирующая длина волны (λ_d) - это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, рассчитанная на основе цветовых координат CIE. λ_dболее актуальна для спецификации цвета.

В: Могу ли я управлять этим светодиодом без последовательного резистора?

О: Это настоятельно не рекомендуется. Прямое напряжение имеет диапазон (от 1,6В до 2,4В). Подключение его непосредственно к источнику напряжения, даже немного превышающему его V_F, может вызвать большой, неконтролируемый ток, что потенциально может мгновенно или со временем разрушить светодиод.

В: Почему угол обзора такой широкий (130°)?

О: Широкий угол обзора является характеристикой корпуса с боковым излучением и конструкции линзы. Это полезно для применений, требующих широкого, равномерного освещения площади, а не сфокусированного пятна света.

В: Как выбрать правильный код бина?

О: Выбор кода бина зависит от требуемой минимальной яркости для вашего применения. Если вашей конструкции требуется не менее 15 мкд, вам следует указать Бин L или выше (L, M, N). Использование более высокого бина гарантирует, что ваше требование по яркости будет выполнено даже с учетом допуска -15%.

11. Пример проектирования и использования

Сценарий: Подсветка мембранной клавиатуры.

Конструктор создает медицинское устройство с силиконовой резиновой клавиатурой, требующей красной подсветки для работы в условиях слабого освещения. Пространство за клавиатурой крайне ограничено.

Выбор конструкции:

1. LTST-S270KDKT выбран из-за бокового излучения, что идеально для ввода света в торец световода или непосредственной подсветки сбоку полупрозрачных символов клавиатуры с уровня ПП.

2. Сверхъяркий чип AllnGaP обеспечивает достаточную светоотдачу даже при рассеивании через материал резиновой клавиатуры.

3. Выбран ток управления 15 мА (ниже максимума в 20 мА) для обеспечения долгосрочной надежности и минимизации тепловыделения внутри герметичного корпуса устройства.

4. Указан Бин M (18,0-28,0 мкд), чтобы гарантировать яркий, однородный внешний вид всех клавиш.

5. Разводка ПП включает рекомендуемые размеры контактных площадок и использует токоограничивающий резистор размера 0805, включенный последовательно с каждым светодиодом, рассчитанный на основе напряжения питания и типичного V_Fсветодиода.

6. Сборочное предприятие следует предоставленному профилю ИК оплавления, и устройства хранятся в контролируемой среде перед использованием для соответствия требованиям MSL3.

Такой подход приводит к созданию надежной, равномерно подсвеченной клавиатуры, которая соответствует эстетическим и функциональным требованиям конечного продукта.