Техническая спецификация SMD светодиода LTST-T680QEWT - Белая рассеивающая линза, красный источник AlInGaP - 50мА, 2.4В, 120мВт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики поверхностно-монтируемого (SMD) светодиода, предназначенного для автоматизированной сборки печатных плат (ПП). Компонент отличается миниатюрными размерами, что делает его пригодным для применения в условиях ограниченного пространства в широком спектре электронного оборудования.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основные преимущества данного светодиода включают соответствие директивам RoHS, упаковку, адаптированную для процессов автоматизированной сборки (лента 8 мм на катушках диаметром 7 дюймов), и совместимость со стандартными технологиями пайки оплавлением в ИК-печи. Его конструкция совместима с интегральными схемами, что облегчает интеграцию в современные цифровые цепи. Компонент предварительно кондиционирован в соответствии со стандартом JEDEC Level 3, что повышает его надежность для требовательных применений.

Области применения охватывают телекоммуникации, офисную автоматизацию, бытовую технику и промышленное оборудование. Он специально предназначен для использования в качестве индикатора состояния, для подсветки сигналов и символов, а также для задней подсветки передних панелей.

2. Технические параметры: углубленная объективная интерпретация

2.1 Предельные эксплуатационные характеристики

Все характеристики указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Превышение этих пределов может привести к необратимому повреждению.

• Рассеиваемая мощность:120 мВт. Это максимальная мощность, которую устройство может рассеять в виде тепла без деградации.
• Пиковый прямой ток:100 мА. Допустим только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс) для управления тепловой нагрузкой.
• Постоянный прямой ток:50 мА. Это максимальный рекомендуемый постоянный прямой ток для надежной работы.
• Обратное напряжение:5 В. Приложение обратного напряжения сверх этого предела может вызвать пробой p-n перехода.
• Диапазон рабочих температур:от -40°C до +85°C. Гарантируется работа устройства в этом диапазоне температур окружающей среды.
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +100°C. Устройство может храниться без деградации в этих пределах.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Эти характеристики измеряются при Ta=25°C и прямом токе (IF) 20мА, если не указано иное.

• Сила света (IV):Диапазон от минимальных 560 мкд до максимальных 1400 мкд, типичные значения находятся в этом диапазоне. Измерение производится с использованием сенсора и фильтра, аппроксимирующих кривую спектральной чувствительности глаза CIE.
• Угол обзора (2θ1/2):120 градусов (типично). Этот широкий угол обзора характерен для рассеивающей линзы, обеспечивая широкое и равномерное распределение света.
• Пиковая длина волны излучения (λP):633 нм (типично). Это длина волны, на которой спектральная плотность мощности максимальна.
• Доминирующая длина волны (λd):Диапазон от 618 нм до 630 нм, типичное значение 624 нм. Этот параметр определяет воспринимаемый цвет светодиода (красный).
• Полуширина спектральной линии (Δλ):15 нм (типично). Это указывает на спектральную чистоту излучаемого света.
• Прямое напряжение (VF):Диапазон от 1.8 В до 2.4 В при IF=20мА, с допуском ±0.1В. Это критический параметр для проектирования схемы управления.
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при обратном напряжении (VR) 5В.

3. Объяснение системы бининга

Сила света светодиодов сортируется по конкретным бинам для обеспечения единообразия в приложениях. Биннинг определяется следующим образом, измерение при 20мА:

• Код бина U2:560 мкд (Мин) до 710 мкд (Макс)
• Код бина V1:710 мкд до 900 мкд
• Код бина V2:900 мкд до 1120 мкд
• Код бина W1:1120 мкд до 1400 мкд

К каждому бину силы света применяется допуск ±11%. Эта система позволяет разработчикам выбирать светодиоды с требуемым уровнем яркости для конкретного применения, обеспечивая визуальную однородность в продуктах, использующих несколько светодиодов.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены типичные характеристические кривые, которые необходимы для понимания поведения устройства в различных условиях. Хотя конкретные графические данные не воспроизводятся в тексте, кривые, обычно включаемые в такие документы, анализируют:

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока:Показывает, как световой выход увеличивается с ростом тока, вплоть до максимальных предельных значений.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Иллюстрирует вольт-амперную характеристику диода, что критически важно для теплового управления и проектирования драйверов.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Демонстрирует снижение светового выхода с ростом температуры перехода, что жизненно важно для применений при высоких температурах или токах.
• Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, показывающий пиковую и доминирующую длины волн, а также спектральную ширину.

Эти кривые позволяют инженерам прогнозировать производительность в реальных рабочих условиях, выходящих за рамки стандартной точки измерения 25°C и 20мА.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса и идентификация полярности

Устройство соответствует стандартному корпусу SMD по стандарту EIA. Ключевые размерные примечания включают: все размеры указаны в миллиметрах, общий допуск составляет ±0.2 мм, если не указано иное. Продукт имеет белую рассеивающую линзу с красным источником света на основе AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия). Катод обычно идентифицируется маркировкой на корпусе или специфичной геометрией контактной площадки на схеме посадочного места. Предоставлена рекомендуемая разводка контактных площадок на ПП для пайки оплавлением в ИК-печи или паровом фазе для обеспечения правильного формирования паяного соединения и механической стабильности.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Рекомендуемый профиль пайки оплавлением

Для процессов бессвинцовой пайки рекомендуется профиль, соответствующий J-STD-020B. Ключевые параметры включают:

• Температура предварительного нагрева:150–200°C.
• Время предварительного нагрева:Максимум 120 секунд.
• Пиковая температура:Максимум 260°C.
• Время выше температуры ликвидуса:Максимум 10 секунд (допускается максимум два цикла оплавления).

Для ручной пайки паяльником максимальная температура жала не должна превышать 300°C, время пайки — максимум 3 секунды за одну операцию. Критически важно следовать спецификациям производителя паяльной пасты и проводить характеризацию для конкретной платы, поскольку разные конструкции требуют индивидуальных профилей.

6.2 Условия хранения

Правильное хранение необходимо для предотвращения поглощения влаги, которое может вызвать \"взрыв\" или растрескивание корпуса во время оплавления.

• Запечатанная упаковка:Хранить при ≤30°C и ≤70% относительной влажности. Использовать в течение одного года с момента упаковки с осушителем.
• Вскрытая упаковка:Хранить при ≤30°C и ≤60% относительной влажности. Компоненты должны быть оплавлены в течение 168 часов (7 дней) после вскрытия.
• Длительное хранение (вскрытая упаковка):Хранить в герметичном контейнере с осушителем или в азотном эксикаторе.
• Просушка (ребейкинг):Если компоненты находились на воздухе более 168 часов, перед пайкой необходимо просушить их при температуре около 60°C в течение не менее 48 часов.

6.3 Очистка

Если после пайки необходима очистка, используйте спиртовые растворители, такие как этиловый или изопропиловый спирт. Погружайте светодиод при нормальной температуре менее чем на одну минуту. Не используйте неуказанные химические жидкости.

7. Упаковка и информация для заказа

Устройство поставляется в стандартной для автоматизированной сборки упаковке:

• Лента:Несущая лента шириной 8 мм.
• Катушка:Катушка диаметром 7 дюймов (178 мм).
• Количество:2000 штук на катушке.
• Герметизация ячеек:Пустые ячейки для компонентов запечатаны верхней покровной лентой.
• Отсутствующие компоненты:Согласно спецификации упаковки (ANSI/EIA 481), допускается отсутствие максимум двух последовательных компонентов (светодиодов).

8. Рекомендации по применению

8.1 Типовые схемы включения и соображения по проектированию

Светодиоды — это устройства, управляемые током. Для обеспечения равномерной яркости при параллельном включении нескольких светодиодов настоятельно рекомендуется использовать индивидуальный токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым светодиодом. Не рекомендуется питать несколько светодиодов параллельно от одного источника тока без индивидуальных резисторов, поскольку незначительные различия в характеристике прямого напряжения (VF) каждого светодиода приведут к значительным различиям в распределении тока и, как следствие, яркости. Последовательный резистор стабилизирует ток для каждого устройства независимо.

8.2 Меры предосторожности от электростатического разряда (ЭСР)

Как и большинство полупроводниковых приборов, данный светодиод чувствителен к электростатическому разряду. Во время сборки и обращения следует соблюдать стандартные процедуры защиты от ЭСР для предотвращения скрытых или катастрофических повреждений. Это включает использование заземленных рабочих мест, браслетов и проводящих контейнеров.

9. Предупреждения и целевое назначение

Данный светодиод разработан и предназначен для использования в обычном электронном оборудовании, таком как офисная техника, устройства связи и бытовая техника. Он не предназначен специально и не сертифицирован для применений, где требуется исключительная надежность, особенно там, где отказ может угрожать жизни или здоровью (например, авиация, системы управления транспортом, медицинские/жизнеобеспечивающие системы, критические устройства безопасности). Для таких применений требуется консультация с производителем до начала проектирования.

10. Техническое сравнение и дифференциация

Ключевые отличительные особенности данного компонента заключаются в его специфической комбинации белой рассеивающей линзы с красным кристаллом на основе AlInGaP. Рассеивающая линза обеспечивает широкий, равномерный угол обзора, идеальный для индикаторных применений, где важна видимость с нескольких углов. Материальная система AlInGaP известна своей высокой эффективностью и стабильностью в красно-оранжево-янтарном спектре по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP. Корпус разработан для совместимости с высокопроизводительными автоматизированными линиями поверхностного монтажа, включая строгие процессы ИК-оплавления, что является критическим фактором для современного производства электроники.

11. Часто задаваемые вопросы на основе технических параметров

В: Могу ли я питать этот светодиод током 50мА непрерывно?

О: Да, 50мА — это максимальный номинальный постоянный прямой ток. Обеспечьте надлежащее тепловое управление (например, достаточную площадь медных дорожек на ПП для отвода тепла), особенно при более высоких температурах окружающей среды, так как рассеиваемая мощность будет максимальной (VF * IF).

В: Зачем нужна система бининга для силы света?

О: Технологические вариации вызывают небольшие различия в световом выходе. Биннинг сортирует светодиоды на группы с близкими характеристиками, позволяя разработчикам выбирать компоненты с единообразной яркостью для своего продукта, избегая заметных различий между экземплярами.

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

О: Пиковая длина волны (λP) — это длина волны, на которой спектральная мощность максимальна. Доминирующая длина волны (λd) — это длина волны монохроматического света, которая соответствовала бы воспринимаемому цвету светодиода. λd более актуальна для спецификации цвета в приложениях.

В: Насколько критичен срок в 168 часов после вскрытия влагозащитного пакета?

О: Это очень важно. Превышение этого времени без повторной просушки грозит повреждением корпуса из-за влаги во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением, что может привести к внутреннему расслоению или трещинам.

12. Практический пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование панели индикаторов состояния для сетевого маршрутизатора.Панель требует нескольких красных светодиодов питания и активности, видимых под разными углами. Разработчик выбирает LTST-T680QEWT из-за его широкого угла обзора 120 градусов и белой рассеивающей линзы, которая обеспечивает мягкий, равномерно освещенный вид. Используя типичное прямое напряжение ~2.1В при 20мА из спецификации и напряжение питания системы 5В, рассчитывается значение последовательного резистора: R = (Vпитания - VF) / IF = (5В - 2.1В) / 0.02А = 145 Ом. Выбирается стандартный резистор 150 Ом. Каждый светодиод на панели получает свой собственный резистор 150 Ом, подключенный к выводу GPIO микроконтроллера, что обеспечивает равномерную яркость независимо от незначительных вариаций VF между отдельными светодиодами. Разработчик указывает код бина V1 (710-900 мкд), чтобы гарантировать достаточную и стабильную яркость.

13. Введение в принцип работы

Этот светодиод является полупроводниковым фотонным прибором. Его сердцевина — кристалл из материалов AlInGaP, образующий p-n переход. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее пороговое значение перехода, электроны и дырки инжектируются через переход. При рекомбинации этих носителей заряда энергия высвобождается в виде фотонов (света). Конкретный состав слоев AlInGaP определяет ширину запрещенной зоны, которая диктует длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае красный. Генерируемый свет проходит через эпоксидную линзу. Свойство \"белая рассеивающая\" линзы достигается добавлением рассеивающих частиц в эпоксидную смолу, что рандомизирует направление световых лучей, выходящих из кристалла, в результате чего получается широкий, ненаправленный пучок света вместо узкого пятна.

14. Технологические тренды

Общая тенденция в технологии SMD светодиодов продолжается в направлении повышения световой отдачи (больше светового потока на ватт), улучшения цветовой однородности и стабильности, а также уменьшения размеров корпусов, что позволяет создавать более плотные конструкции. Также акцент делается на повышении надежности при более высоких температурах и токовых нагрузках для удовлетворения требований автомобильной и промышленной отраслей. Переход на бессвинцовые и бесгалогенные материалы в соответствии с глобальными экологическими нормами теперь является стандартом. Кроме того, интеграция с интеллектуальными драйверами и управляющими схемами в рамках модулей является продолжающейся областью развития, выходящей за рамки простых дискретных компонентов.