Техническая документация на SMD светодиод LTST-T680KFWT - Белый рассеянный, AlInGaP оранжевый - 30мА - 72мВт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики светодиода для поверхностного монтажа (SMD). Этот компонент предназначен для автоматизированной сборки на печатных платах (ПП), что делает его подходящим для применений с ограниченным пространством. Его миниатюрный размер и совместимость со стандартными процессами сборки позволяют интегрировать его в широкий спектр электронного оборудования.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основные преимущества данного светодиода включают соответствие директиве RoHS, упаковку на 8-миллиметровой ленте в 7-дюймовых катушках для автоматизированной обработки и совместимость с процессами инфракрасной пайки оплавлением. Он предназначен для совместимости с интегральными схемами (ИС). Компонент предварительно кондиционирован по стандарту JEDEC Level 3 по чувствительности к влаге. Целевые области применения охватывают телекоммуникации, офисную автоматизацию, бытовую технику и промышленное оборудование. Конкретные применения включают индикаторы состояния, светосигнальные приборы и подсветку передних панелей.

2. Технические параметры: Подробный объективный анализ

В данном разделе представлен детальный разбор предельных рабочих режимов и характеристик компонента в стандартных условиях испытаний.

2.1 Предельно допустимые рабочие режимы

Эти режимы определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению компонента. Работа на этих пределах или около них не гарантируется. Ключевые параметры включают максимальную рассеиваемую мощность 72 мВт, постоянный прямой ток 30 мА и пиковый прямой ток 80 мА в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс). Компонент рассчитан на рабочий температурный диапазон от -40°C до +85°C и диапазон температур хранения от -40°C до +100°C.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Измеренные при температуре окружающей среды (Ta) 25°C и прямом токе (IF) 20 мА, компонент демонстрирует следующие типичные характеристики. Сила света (Iv) имеет широкий диапазон от минимума 140.0 мкд до максимума 450.0 мкд, с конкретными значениями, определяемыми рангом сортировки. Он имеет широкий угол обзора (2θ1/2) 120 градусов. Пиковая длина волны излучения (λP) составляет приблизительно 609 нм, а доминирующая длина волны (λd) обычно равна 605 нм, что определяет его оранжевый цвет. Полуширина спектральной линии (Δλ) составляет 15 нм. Прямое напряжение (VF) в диапазоне от 1.8В до 2.4В при испытательном токе. Обратный ток (IR) указан как максимальный 10 мкА при приложенном обратном напряжении (VR) 5В, хотя компонент не предназначен для работы в обратном направлении.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения единообразия в применении светодиоды сортируются по ключевым параметрам. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям по напряжению, яркости и цвету.

3.1 Ранг прямого напряжения (VF)

Светодиоды классифицируются по трем диапазонам напряжения (D2, D3, D4) с диапазонами 1.8-2.0В, 2.0-2.2В и 2.2-2.4В соответственно, измеренными при 20мА. Допуск ±0.1В применяется внутри каждого диапазона.

3.2 Ранг силы света (IV)

Яркость классифицируется по пяти диапазонам (R2, S1, S2, T1, T2). Минимальная сила света варьируется от 140.0 мкд (R2) до 355.0 мкд (T2), с соответствующими максимумами до 450.0 мкд. Применяется допуск ±11%.

3.3 Ранг доминирующей длины волны (WD)

Цвет, определяемый доминирующей длиной волны, сортируется по четырем диапазонам (P, Q, R, S), охватывающим диапазон от 600 нм до 612 нм. Допуск для доминирующей длины волны составляет ±1 нм.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя конкретные графические данные приведены в исходном документе, типичные кривые для таких устройств иллюстрируют зависимость прямого тока от прямого напряжения (IV-кривая), изменение силы света в зависимости от температуры окружающей среды и спектральное распределение мощности, показывающее пиковую длину волны и ширину спектра. Эти кривые необходимы для понимания поведения компонента в нестандартных условиях и для проектирования схем.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры и идентификация полярности

Светодиод поставляется в стандартном корпусе EIA. Подробные чертежи размеров определяют длину, ширину, высоту и положение выводов. Катод обычно идентифицируется маркировкой на корпусе или специфичной геометрией контактной площадки. Все размеры указаны в миллиметрах со стандартным допуском ±0.2 мм, если не указано иное.

5.2 Рекомендуемая контактная площадка для монтажа на печатную плату

Рекомендуется конструкция контактной площадки для инфракрасной или паровой пайки оплавлением. Эта конструкция обеспечивает правильное формирование паяного соединения, тепловой режим и механическую стабильность во время и после процесса сборки.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Рекомендуемый профиль инфракрасной пайки оплавлением

Для процессов бессвинцовой пайки рекомендуется профиль, соответствующий J-STD-020B. Ключевые параметры включают зону предварительного нагрева, определенное время выше температуры ликвидуса и пиковую температуру, не превышающую 260°C. Общее время в пределах 5°C от пиковой температуры должно быть ограничено. Поскольку переменные конструкции платы влияют на тепловой профиль, рекомендуется характеризация для конкретной платы.

6.2 Условия хранения

Не вскрытые влагочувствительные пакеты должны храниться при температуре ≤30°C и относительной влажности (RH) ≤70%, с рекомендуемым сроком использования в течение одного года. После вскрытия компоненты должны храниться при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤60%. Рекомендуется завершить инфракрасную пайку оплавлением в течение 168 часов после вскрытия пакета. Для хранения сверх этого периода рекомендуется прогрев при температуре около 60°C в течение не менее 48 часов перед сборкой.

6.3 Очистка

Если очистка необходима после пайки, следует использовать только указанные растворители. Погружение светодиода в этиловый или изопропиловый спирт при нормальной температуре на время менее одной минуты допустимо. Неуказанные химические вещества могут повредить корпус.

6.4 Метод управления

Светодиоды являются устройствами, управляемыми током. Для обеспечения стабильной силы света и долговечности они должны управляться источником постоянного тока или с токоограничивающим резистором последовательно при использовании источника напряжения. Прямой ток не должен превышать абсолютный максимальный постоянный ток 30 мА.

7. Информация об упаковке и обращении

Компоненты поставляются на 8-миллиметровой тисненой несущей ленте, запечатанной покровной лентой, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). Каждая катушка содержит 2000 штук. Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA 481. Минимальное количество упаковки для остатков составляет 500 штук. Приведены подробные размеры кармана ленты и катушки.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот светодиод хорошо подходит для индикации состояния в потребительской электронике (телефоны, ноутбуки, бытовая техника), подсветки передних панелей и символов, а также для общего освещения низкого уровня в вывесках. Его широкий угол обзора делает его эффективным для применений, где важна видимость с нескольких углов.

8.2 Вопросы проектирования

Тепловой менеджмент:Хотя рассеиваемая мощность мала, обеспечение достаточной площади меди на печатной плате или тепловых переходных отверстий может помочь поддерживать более низкую температуру перехода, сохраняя световой поток и срок службы.
Ограничение тока:Всегда используйте последовательный резистор или драйвер постоянного тока, подобранный в соответствии с напряжением питания и желаемым прямым током (≤30мА).
Защита от ЭСР:Следует соблюдать стандартные меры предосторожности от электростатического разряда (ЭСР) во время обращения и сборки.
Оптическое проектирование:Линза "белый рассеянный" обеспечивает смягченное, широкоугольное излучение света. Для сфокусированного или направленного света могут потребоваться вторичная оптика.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со старыми технологиями светодиодов, использование материала AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для оранжевого источника обычно обеспечивает более высокую эффективность и лучшую температурную стабильность длины волны и выходной мощности по сравнению с некоторыми другими материалами для цветов в красно-оранжево-янтарном диапазоне. Комбинация с белой рассеивающей линзой создает однородный, мягкий оранжевый вид, отличая его от светодиодов с прозрачной линзой, которые имеют более сфокусированное, интенсивное пятно.

10. Часто задаваемые вопросы на основе технических параметров

В: В чем разница между пиковой длиной волны и доминирующей длиной волны?
О: Пиковая длина волны - это единственная длина волны, на которой излучаемая оптическая мощность максимальна. Доминирующая длина волны - это единственная длина волны монохроматического света, которая соответствует воспринимаемому цвету светодиода при сравнении с эталонным белым светом. Доминирующая длина волны более актуальна для спецификации цвета.

В: Могу ли я управлять этим светодиодом на 30мА непрерывно?
О: Предельно допустимый режим указывает 30мА постоянного тока как верхний предел. Для надежной долгосрочной работы общепринятой практикой является управление светодиодами ниже их максимального номинала, часто на 20мА, как используется в условиях испытаний, для увеличения срока службы и управления тепловыми эффектами.

В: Почему спецификация обратного тока важна, если устройство не предназначено для обратной работы?
О: Эта спецификация предназначена в основном для целей испытаний (IR-тест) и указывает на характеристику утечки устройства. Это подчеркивает, что приложение обратного напряжения может вызвать протекание тока и потенциально повредить светодиод, поэтому конструкция схемы должна предотвращать обратное смещение.

11. Практический пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование многостатусной индикаторной панели.Разработчику необходимо три различных уровня яркости (Низкий, Средний, Высокий) для оранжевого индикатора состояния на устройстве, питаемом от шины 5В. Используя светодиод T680KFWT из диапазона яркости T2 (355-450 мкд), он может достичь Высокой яркости, управляя на 20мА. Для Средней и Низкой яркости можно использовать широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) на частоте, достаточно высокой, чтобы избежать видимого мерцания (например, >100 Гц), с коэффициентом заполнения, например, 50% и 10% соответственно. Это сохраняет постоянство цвета при изменении воспринимаемой яркости. Значение простого последовательного резистора рассчитывается как R = (5В - VF) / 0.020А. Используя типичное VF 2.0В (из диапазона D2), R = (5-2)/0.02 = 150 Ом. Резистор 150 Ом, 1/8 Вт будет достаточным.

12. Введение в принцип работы

Светоизлучающие диоды - это полупроводниковые устройства, излучающие свет посредством электролюминесценции. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в активную область. Когда эти носители заряда рекомбинируют, энергия высвобождается в виде фотонов. Конкретная длина волны (цвет) излучаемого света определяется шириной запрещенной зоны полупроводникового материала, используемого в активной области. В этом устройстве AlInGaP используется для генерации фотонов в оранжевом диапазоне длин волн (~605 нм). Эпоксидная линза легирована рассеивающими частицами для рассеивания света, создавая более широкую, более однородную диаграмму направленности излучения.

13. Тенденции и развитие отрасли

Общая тенденция в SMD светодиодах продолжается в направлении повышения световой отдачи (больше светового потока на ватт), улучшения цветовой однородности за счет более жесткой сортировки и повышения надежности. Также акцент делается на разработке корпусов, способных выдерживать более высокотемпературные профили пайки оплавлением, требуемые для бессвинцовой пайки и сборки с другими компонентами. Миниатюризация остается ключевым драйвером, наряду с интеграцией с управляющей электроникой. Принципы твердотельного освещения, включая эффективность и долговечность, продолжают делать светодиоды доминирующим решением для индикации и освещения во всех секторах.