Техническая документация на SMD светодиод LTST-C171KDKT - Красный AllnGaP - 20мА - 50мВт

1. Обзор продукта

Настоящий документ содержит полные технические характеристики светодиодной лампы для поверхностного монтажа (SMD). Этот компонент, предназначенный для автоматизированной сборки печатных плат (ПП), подходит для применений с ограниченным пространством в широком спектре электронного оборудования.

1.1 Ключевые особенности

• Соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ).
• Использует сверхъяркий полупроводниковый чип из фосфида алюминия-индия-галлия (AllnGaP) для излучения красного света.
• Поставляется на стандартных 8-миллиметровых носителях в катушках диаметром 7 дюймов для автоматизированного оборудования pick-and-place.
• Корпус соответствует стандартному форм-фактору EIA (Альянса электронной промышленности).
• Электрически совместим с уровнями управления интегральных схем (ИС).
• Спроектирован для совместимости с автоматическим монтажным оборудованием.
• Выдерживает стандартные процессы пайки оплавлением в инфракрасном (ИК) спектре.

1.2 Области применения

Данный светодиод предназначен для использования в качестве индикатора состояния, подсветки или источника сигнала в различных отраслях:

• Телекоммуникационное оборудование (например, беспроводные/сотовые телефоны).
• Устройства офисной автоматизации (например, ноутбуки, сетевые системы).
• Бытовая техника и потребительская электроника.
• Панели промышленного управления и приборов.
• Подсветка клавиатур или клавишных панелей.
• Индикаторы состояния и питания.
• Микродисплеи и символические осветительные приборы.

2. Габариты и конфигурация корпуса

Устройство имеет прозрачную линзу, инкапсулирующую красный источник света AllnGaP. Все размерные характеристики приведены в миллиметрах (мм). Если явно не указано иное, стандартный допуск для всех линейных размеров составляет ±0,1 мм. В техническом описании содержатся подробные чертежи, определяющие габариты корпуса, конфигурацию выводов и рекомендуемую посадочную площадку на ПП, что обеспечивает правильную разводку платы и пайку.

3. Номинальные параметры и характеристики

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

3.1 Абсолютные максимальные номинальные значения

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

3.2 Электрические и оптические характеристики

В следующей таблице приведены типичные параметры работы устройства при номинальном прямом токе 20 мА.

• Сила света (I_V):4,5 - 45,0 мкд (милликандела). Измеряется с использованием датчика с фильтром, соответствующим кривой спектральной чувствительности глаза CIE.
• Угол обзора (2θ_1/2):130 градусов. Определяется как полный угол, при котором интенсивность падает до половины значения на оси.
• Пиковая длина волны излучения (λ_P):650 нм (типичное значение).
• Доминирующая длина волны (λ_d):630 - 645 нм. Представляет воспринимаемую цветовую точку на диаграмме цветности CIE.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):20 нм (типичное значение). Полоса длин волн на половине максимальной спектральной интенсивности.
• Прямое напряжение (V_F):1,6 - 2,4 В при I_F=20 мА.
• Обратный ток (I_R):10 мкА (максимум) при V_R=5 В.

3.3 Предостережение относительно электростатического разряда (ЭСР)

Данное устройство чувствительно к электростатическим разрядам и электрическим перенапряжениям. При обращении и сборке необходимо соблюдать соответствующие процедуры контроля ЭСР. Это включает использование заземленных браслетов, антистатических перчаток и обеспечение надлежащего заземления всего оборудования и рабочих поверхностей для предотвращения скрытых или катастрофических повреждений.

4. Система сортировки

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве устройства сортируются по корзинам на основе измеренной силы света. Код корзины маркируется для обеспечения прослеживаемости.

4.1 Сортировка по силе света

Для красного варианта корзины определяются следующим образом (измерено при I_F=20 мА):

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

К пределам каждой корзины по интенсивности применяется допуск ±15%.

5. Анализ характеристических кривых

Техническое описание включает графические представления ключевых характеристик, которые необходимы для проектирования схем и прогнозирования производительности.

5.1 Кривая тока в зависимости от напряжения (I-V)

Эта кривая иллюстрирует зависимость между прямым напряжением (V_F) и прямым током (I_F). Она показывает типичное напряжение включения и динамическое сопротивление светодиода, что имеет решающее значение для проектирования схем ограничения тока.

5.2 Относительная сила света в зависимости от прямого тока

Этот график показывает, как световой выход масштабируется с током управления. Обычно он демонстрирует почти линейную зависимость в рекомендуемом рабочем диапазоне, что помогает управлять яркостью посредством модуляции тока.

5.3 Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды

Эта кривая изображает тепловое снижение светового выхода. Сила света обычно уменьшается по мере роста температуры перехода, что является критическим фактором для применений, работающих в условиях повышенных температур или при высоких токах управления.

5.4 Спектральное распределение

График спектрального распределения мощности показывает интенсивность излучаемого света как функцию длины волны. Он подтверждает пиковую длину волны (λ_P) и спектральную полуширину (Δλ), определяя чистоту цвета красного излучения.

6. Рекомендации по сборке и обращению

6.1 Очистка

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

6.2 Рекомендуемая конфигурация контактных площадок на ПП

Предоставлен подробный чертеж рекомендуемой геометрии паяльной площадки для обеспечения надежного формирования паяного соединения, правильного выравнивания и достаточной механической прочности. Соблюдение этой посадочной площадки крайне важно для успешной пайки оплавлением.

6.3 Спецификации упаковки в ленте и на катушке

Устройство поставляется в тисненой несущей ленте с защитной крышкой. Ключевые детали упаковки включают:

• Ширина несущей ленты: 8 мм.
• Диаметр катушки: 7 дюймов (178 мм).
• Количество на катушке: 3000 штук.
• Минимальный заказ для остатков: 500 штук.
• Упаковка соответствует стандартам ANSI/EIA-481.

7. Примечания по применению и предостережения

7.1 Предназначение

Этот компонент предназначен для стандартного коммерческого и промышленного электронного оборудования. Он не рассчитан на критические для безопасности применения, где отказ может напрямую угрожать жизни или здоровью (например, авиация, медицинские системы жизнеобеспечения, управление транспортом). Для таких применений требуется консультация с производителем.

7.2 Условия хранения

• Герметичная упаковка:Хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности (RH) ≤90%. Срок годности составляет один год при целостности влагозащитного пакета с осушителем.
• Вскрытая упаковка:Для компонентов, извлеченных из герметичного пакета, условия хранения не должны превышать 30°C / 60% RH. Рекомендуется завершить пайку ИК оплавлением в течение 672 часов (28 дней) после вскрытия, что соответствует уровню чувствительности к влаге (MSL) 2a. При более длительном воздействии перед пайкой требуется прогрев при температуре около 60°C в течение не менее 20 часов, чтобы предотвратить "взрыв" корпуса во время оплавления.

7.3 Рекомендации по пайке

Пайка оплавлением (бессвинцовый процесс):

• Температура предварительного нагрева: 150-200°C
• Время предварительного нагрева: максимум 120 секунд
• Пиковая температура корпуса: максимум 260°C
• Время выше 260°C: максимум 10 секунд в сумме (макс. 2 цикла оплавления)

Ручная пайка (паяльником):

• Температура жала паяльника: максимум 300°C
• Время контакта: максимум 3 секунды (только один раз)

Примечание: Оптимальный профиль оплавления зависит от конкретной конструкции ПП, припоя и печи. Предоставленные условия являются рекомендациями, основанными на стандартах JEDEC и проверке на уровне компонентов.

7.4 Проектирование схемы управления

Светодиоды — это устройства, управляемые током. Для обеспечения равномерной яркости при параллельном включении нескольких светодиодов необходимо последовательно с каждым светодиодом установить индивидуальный токоограничивающий резистор. Это компенсирует естественный разброс прямого напряжения (V_F) от устройства к устройству, предотвращая "перетягивание" тока и неравномерное свечение. Не рекомендуется подключать светодиоды напрямую к источнику напряжения без последовательного сопротивления, так как это, вероятно, приведет к преждевременному выходу из строя.

8. Детальный технический анализ и соображения проектирования

8.1 Технология AllnGaP

Фосфид алюминия-индия-галлия (AllnGaP) — это система полупроводниковых материалов, особенно хорошо подходящая для производства высокоэффективных красных, оранжевых и желтых светодиодов. По сравнению со старыми технологиями, такими как фосфид арсенида галлия (GaAsP), AllnGaP предлагает значительно более высокую световую отдачу (световой выход на электрический ватт), лучшую температурную стабильность и превосходную чистоту цвета. Это делает его предпочтительным выбором для применений, требующих ярких и надежных красных индикаторов.

8.2 Тепловой режим

Несмотря на малые размеры корпуса, управление температурой перехода критически важно для долгосрочной надежности и поддержания светового выхода. Необходимо соблюдать максимальную номинальную рассеиваемую мощность 50 мВт. Конструкторам следует учитывать тепловой путь от перехода светодиода к окружающей среде. Использование достаточной площади медной контактной площадки на ПП действует как радиатор, помогая рассеивать тепло и снижать рабочую температуру перехода, тем самым сохраняя силу света и срок службы.

8.3 Соображения оптического проектирования

Угол обзора 130 градусов классифицирует этот светодиод как широкоугольный. Это идеально подходит для индикаторов состояния, которые должны быть видны с широкого диапазона углов. Для применений, требующих более сфокусированного луча, потребуется вторичная оптика (например, линзы или световоды). Прозрачная линза обеспечивает максимально возможное извлечение света из чипа, максимизируя прямую силу света.

8.4 Сравнение с альтернативными технологиями

Основное преимущество этого красного светодиода AllnGaP — сочетание яркости и эффективности. Для менее требовательных применений, где не требуется максимальная яркость, более старые светодиоды GaAsP могут быть более дешевой альтернативой, но они будут тусклее и менее эффективны. Для применений, требующих излучения в глубоком красном или инфракрасном диапазоне, могут использоваться чипы из арсенида галлия (GaAs) или арсенида алюминия-галлия (AlGaAs). Выбор зависит от конкретных целей применения по длине волны, эффективности и стоимости.