Техническая документация на SMD светодиод LTST-E682QETBWT - Красный и Синий - 30мА - 75мВт/108мВт

1. Обзор изделия

LTST-E682QETBWT представляет собой светоизлучающий диод (LED) для поверхностного монтажа (SMD) с двухцветной конфигурацией в одном корпусе. Он предназначен для автоматизированных процессов сборки печатных плат (PCB), что делает его пригодным для крупносерийного производства. Компонент объединяет два различных полупроводниковых материала: AlInGaP для излучения красного света и InGaN для излучения синего света, каждый из которых управляется через отдельные пары анод-катод. Такая конструкция ориентирована на применение в компактных электронных устройствах с ограниченным пространством, где требуется надежная индикация состояния или подсветка.

1.1 Особенности

• Соответствует директиве RoHS (Ограничение использования опасных веществ).
• Упакован в 8-мм ленту на катушках диаметром 7 дюймов для совместимости с автоматическим оборудованием для установки компонентов.
• Стандартный корпус в соответствии с требованиями EIA (Альянс электронной промышленности).
• Уровни управления, совместимые с интегральными схемами (IC).
• Подходит для процессов пайки оплавлением в инфракрасном (IR) диапазоне.
• Предварительно кондиционирован до уровня чувствительности к влажности 3 по стандарту JEDEC (Объединенный инженерный совет по электронным устройствам).

1.2 Области применения

Данный светодиод предназначен для широкого спектра потребительской и промышленной электроники, где требуются надежные визуальные индикаторы. Типичные варианты использования включают индикаторы состояния и питания в телекоммуникационном оборудовании (например, маршрутизаторы, модемы), устройствах офисной автоматизации (например, принтеры, сканеры), бытовой технике и различных промышленных панелях управления. Также он может использоваться для подсветки кнопок или символов на передней панели, а также в низкоразрешительных внутренних вывесках, где требуются определенные цветовые сигналы.

2. Подробный анализ технических характеристик

В этом разделе представлен детальный анализ электрических, оптических и тепловых параметров, определяющих рабочие границы и производительность светодиода.

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти значения представляют собой пределы нагрузки, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за их пределами не гарантируется. Все параметры указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

• Рассеиваемая мощность (Pd):Красный: 75 мВт, Синий: 108 мВт. Это максимально допустимая мощность, рассеиваемая в виде тепла. Превышение этого значения может привести к повышению температуры перехода и ускоренной деградации.
• Пиковый прямой ток (I_FP):100 мА для обоих цветов. Это допустимо только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс) для предотвращения перегрева.
• Постоянный прямой ток (I_F):30 мА для обоих цветов. Это максимальный рекомендуемый постоянный ток для надежной долгосрочной работы.
• Диапазон рабочих температур:от -40°C до +85°C. Устройство предназначено для работы в этом диапазоне температур окружающей среды.
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +100°C. Устройство может храниться без подачи питания в этих пределах.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измеряются при Ta=25°C и прямом токе (I_F) 20мА, что является стандартным условием испытаний.

• Сила света (I_V):Ключевой показатель воспринимаемой светоотдачи. Для красного светодиода типичный диапазон составляет 450-1080 милликандел (mcd). Для синего светодиода диапазон составляет 280-680 mcd. Фактическое значение для конкретного экземпляра зависит от его бинового ранга.
• Угол обзора (2θ_1/2):Обычно 120 градусов. Это полный угол, при котором сила света падает до половины своего пикового осевого значения. Рассеивающая линза создает широкую, близкую к ламбертовской, диаграмму направленности, подходящую для широкоугольного обзора.
• Пиковая длина волны излучения (λ_P):Красный: 632 нм (тип.), Синий: 468 нм (тип.). Это длина волны, на которой спектральное распределение мощности максимально.
• Доминирующая длина волны (λ_d):Красный: 616-628 нм, Синий: 465-475 нм. Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, которая наилучшим образом соответствует цвету светодиода. Она выводится из координат цветности CIE.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):Красный: 20 нм, Синий: 25 нм (тип.). Это указывает на спектральную чистоту; меньшее значение означает более монохроматический цвет.
• Прямое напряжение (V_F):Красный: 1.7-2.5В, Синий: 2.6-3.6В при 20мА. Синий светодиод требует более высокого напряжения из-за более широкой запрещенной зоны материала InGaN. Разработчики должны учитывать эту разницу при питании двух цветов от одной шины напряжения.
• Обратный ток (I_R):Максимум 10 мкА при обратном напряжении (V_R) 5В. Светодиоды не предназначены для работы в обратном смещении; этот параметр в основном используется для контроля качества.

3. Объяснение системы бининга

Для обеспечения стабильности при массовом производстве светодиоды сортируются по бинам производительности. LTST-E682QETBWT использует систему бининга по силе света.

3.1 Бины силы света

Каждый цвет имеет три бина интенсивности с допуском ±11% внутри каждого бина.

• Бины Красного (AlInGaP):
  • R1: 450 - 600 mcd
  • R2: 600 - 805 mcd
  • R3: 805 - 1080 mcd
• Бины Синего (InGaN):
  • B1: 280 - 375 mcd
  • B2: 375 - 500 mcd
  • B3: 500 - 680 mcd

Такой бининг позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям к яркости для их приложения, обеспечивая визуальную однородность между несколькими экземплярами в продукте.

4. Механическая информация и данные о корпусе

4.1 Габариты корпуса и распиновка

Устройство соответствует стандартному посадочному месту для SMD. Критические размеры включают размер корпуса и расстояние между выводами, что важно для проектирования контактных площадок на PCB. Назначение выводов следующее: выводы 1 и 2 предназначены для синего светодиода, а выводы 3 и 4 — для красного. Катод и анод каждого цвета внутренне соединены с определенными выводами; для правильной ориентации необходимо обращаться к подробному чертежу корпуса. Все размерные допуски, если не указано иное, обычно составляют ±0.2мм.

4.2 Рекомендуемая контактная площадка на PCB

Предоставлен рекомендуемый рисунок контактных площадок (расположение медных площадок) для пайки оплавлением в инфракрасном диапазоне или паров фаз. Следование этой рекомендации помогает добиться надежных паяных соединений, правильного выравнивания и эффективного отвода тепла во время процесса пайки, минимизируя дефекты типа "гробового камня" или смещения.

5. Рекомендации по сборке и обращению

5.1 Процесс пайки

Компонент совместим с бессвинцовыми процессами пайки оплавлением в инфракрасном диапазоне. Предоставлен рекомендуемый температурный профиль, соответствующий J-STD-020B. Ключевые параметры включают:

• Предварительный нагрев:150-200°C до 120 секунд для постепенного нагрева платы и активации флюса.
• Пиковая температура:Максимум 260°C. Время выше 217°C (температура ликвидуса для припоя SnAgCu) должно контролироваться.
• Общее время пайки:Максимум 10 секунд при пиковой температуре, допускается не более двух циклов оплавления.

Для ручного ремонта паяльником температура жала не должна превышать 300°C, а время контакта должно быть ограничено 3 секундами на соединение, только один раз, чтобы предотвратить тепловое повреждение пластикового корпуса и полупроводникового кристалла.

5.2 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. Агрессивные или неуказанные химикаты могут повредить эпоксидную линзу и корпус, что приведет к изменению цвета или растрескиванию.

5.3 Чувствительность к влаге и хранение

Упакованные как Уровень чувствительности к влаге 3 (MSL3), светодиоды запечатаны в влагозащитный пакет с осушителем. Их следует хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности (RH) ≤70%. После вскрытия оригинального пакета "время жизни на открытом воздухе" составляет 168 часов (7 дней) в условиях ≤30°C/60% RH, после чего они должны быть припаяны. Если этот срок превышен, требуется прогрев при температуре около 60°C в течение не менее 48 часов для удаления поглощенной влаги и предотвращения "вспучивания" (растрескивания корпуса) во время оплавления.

6. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

6.1 Метод управления

Светодиоды — это устройства с токовым управлением. Для обеспечения равномерной яркости, особенно при параллельном подключении нескольких светодиодов, каждый светодиод или каждый цветовой канал должен управляться источником постоянного тока или через токоограничивающий резистор. Прямое напряжение (V_F) имеет допуск и зависит от температуры; питание от источника постоянного напряжения без последовательного резистора может привести к чрезмерному току и быстрому выходу из строя.

6.2 Тепловой менеджмент

Хотя рассеиваемая мощность относительно невелика, правильная тепловая конструкция продлевает срок службы и поддерживает стабильную светоотдачу. Сама печатная плата выступает в качестве радиатора. Обеспечение достаточной площади меди, соединенной с тепловыми площадками (если таковые имеются) или выводами светодиода, помогает рассеивать тепло. Работа на максимальном постоянном токе или близком к нему при высоких температурах окружающей среды повысит температуру перехода, что может снизить световой поток и ускорить долгосрочную деградацию светового потока.

6.3 Оптическое проектирование

Угол обзора 120 градусов и рассеивающая линза обеспечивают широкое, мягкое излучение, подходящее для панельных индикаторов, где обзор не является строго осевым. Для приложений, требующих более направленного света, могут потребоваться вторичная оптика (например, световоды, линзы). Различная сила света красного и синего кристаллов может потребовать независимой регулировки тока, если критически важна цветовая сбалансированность в сценарии смешанного света.

7. Надежность и эксплуатационные ограничения

Устройство предназначено для электроники общего назначения. Применения, связанные с экстремальными требованиями к надежности, такие как авиация, транспорт, медицинские системы жизнеобеспечения или системы, критичные к безопасности, требуют предварительных консультаций и квалификации. Эксплуатационные ограничения, определенные в Предельных эксплуатационных параметрах и рекомендациях по сборке, должны строго соблюдаться для обеспечения заявленных характеристик и долговечности. Несоблюдение этих требований, такое как подача обратного смещения, превышение пределов тока или неправильная пайка, аннулирует ожидания по надежности.