Техническая документация на SMD светодиод LTST-008GEBW - Белая рассеивающая линза - RGB чип - Корпус EIA

LTST-008GEBW — это светодиод для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для автоматизированной сборки на печатных платах (ПП). Он оснащен белой рассеивающей линзой и объединяет три различных полупроводниковых кристалла в одном корпусе: зеленый (InGaN), красный (AlInGaP) и синий (InGaN). Такая конфигурация обеспечивает универсальность для цветовой индикации и подсветки. Устройство выполнено в стандартном для отрасли корпусе EIA, что гарантирует совместимость с широким спектром автоматизированного оборудования для установки компонентов и пайки оплавлением.

LTST-008GEBW — это светодиод для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для автоматизированной сборки на печатных платах (ПП). Он оснащен белой рассеивающей линзой и объединяет три различных полупроводниковых кристалла в одном корпусе: зеленый (InGaN), красный (AlInGaP) и синий (InGaN). Такая конфигурация обеспечивает универсальность для цветовой индикации и подсветки. Устройство выполнено в стандартном для отрасли корпусе EIA, что гарантирует совместимость с широким спектром автоматизированного оборудования для установки компонентов и пайки оплавлением.

1.1 Ключевые особенности

• Соответствует экологической директиве RoHS.
• Поставляется в 12-мм ленте на катушках диаметром 7 дюймов для массовой сборки.
• Стандартный посадочный размер корпуса EIA для совместимости при проектировании.
• Входы/выходы совместимы с интегральными микросхемами.
• Предназначен для совместимости с автоматизированным монтажным оборудованием.
• Подходит для процессов инфракрасной (ИК) пайки оплавлением.
• Предварительно кондиционирован по уровню чувствительности к влажности JEDEC MSL 3.

1.2 Области применения

Данный светодиод подходит для широкого спектра электронного оборудования, где требуется экономия места, надежная индикация или мягкая подсветка. Основные области применения включают:

• Телекоммуникационное оборудование (маршрутизаторы, коммутаторы, телефоны).
• Устройства офисной автоматизации (принтеры, сканеры, МФУ).
• Бытовая техника и потребительская электроника.
• Панели управления и промышленное оборудование.
• Индикаторы состояния и питания.
• Подсветка сигналов и символов.
• Подсветка передних панелей и клавиатур.

2. Габаритные размеры корпуса и назначение выводов

Механические контуры LTST-008GEBW соответствуют стандартным размерам корпуса EIA. Все указанные размеры приведены в миллиметрах с общим допуском ±0,1 мм, если не указано иное. Назначение выводов для интегрированных RGB кристаллов следующее:

• Зеленый кристалл: анод на выводе (0,1), катод на выводе 2.
• Красный кристалл: анод на выводе 3, катод на выводе 4.
• Синий кристалл: анод на выводе 5, катод на выводе (6,7).

Эта распиновка критически важна для правильного проектирования схемы и должна строго соблюдаться для корректного независимого управления цветами.

3. Предельные параметры и характеристики

3.1 Абсолютные максимальные параметры

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

• Рассеиваемая мощность:102 мВт (зеленый, синий), 72 мВт (красный).
• Пиковый прямой ток:100 мА для всех цветов (при скважности 1/10, длительность импульса 0,1 мс).
• Постоянный прямой ток:30 мА для всех цветов.
• Диапазон рабочих температур:от -40°C до +85°C.
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +100°C.

Работа за пределами этих диапазонов не рекомендуется и может повлиять на надежность и срок службы.

3.2 Рекомендуемый профиль ИК пайки оплавлением

Для процессов бессвинцовой пайки рекомендуется использовать профиль инфракрасного оплавления, соответствующий стандарту J-STD-020B. Профиль обычно включает зону предварительного нагрева, зону выдержки, зону оплавления с пиковой температурой и зону охлаждения. Соблюдение этого профиля крайне важно для предотвращения теплового удара и обеспечения надежных паяных соединений без повреждения корпуса светодиода или внутреннего кристалла.

3.3 Электрические и оптические характеристики

Эти характеристики измерены при Ta=25°C в указанных условиях испытаний и представляют типичные показатели устройства.

• Световой поток (Φv):Измеряется с датчиком/фильтром, аппроксимирующим спектральную чувствительность глаза по CIE.
  • Зеленый (IF=25мА): мин. 2,81 лм, макс. 7,12 лм.
  • Красный (IF=20мА): мин. 1,07 лм, макс. 2,71 лм.
  • Синий (IF=15мА): мин. 0,32 лм, макс. 0,82 лм.
• Угол обзора (θ1/2):Обычно 130 градусов. Это угол отклонения от оси, при котором сила света составляет половину значения на оси (0 градусов).
• Доминирующая длина волны (λd):Единая длина волны, воспринимаемая как цвет.
  • Зеленый: от 518 нм до 533 нм.
  • Красный: от 618 нм до 628 нм.
  • Синий: от 455 нм до 464 нм.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):Типичные значения: 33 нм (зеленый), 20 нм (красный), 22 нм (синий).
• Прямое напряжение (VF):Допуск составляет +/-0,1 В.
  • Зеленый: от 2,9 В до 3,4 В при 25 мА.
  • Красный: от 1,8 В до 2,4 В при 20 мА.
  • Синий: от 2,6 В до 3,4 В при 15 мА.
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при VR=5 В.Примечание:Устройство не предназначено для работы в обратном смещении; данный параметр указан только для квалификационных испытаний.

4. Система сортировки (биннинг)

LTST-008GEBW классифицируется с использованием системы бин-кодов для обеспечения стабильности светового выхода и цветовых координат в приложениях, требующих однородности.

4.1 Сортировка по световому потоку (IV)

Светодиоды сортируются по бинам на основе измеренного светового потока при заданных токах. Бин-коды (H2, J1, J2, K1) определяют диапазоны от минимального до максимального значения светового потока. Допуск для каждого бина по силе света составляет +/- 11%.

4.2 Сортировка по цветовым координатам (CIE)

Цветовая однородность обеспечивается детальной системой сортировки по координатам цветности CIE 1931. В документации представлена полная таблица и диаграмма цветности с различными бин-кодами (например, H2-H7, J2-J7, K2-K7 и т.д.). Каждый бин определяется четырехугольной областью на диаграмме CIE, заданной четырьмя точками координат (x, y). Допуск для каждого бина по цветовому тону (x, y) составляет +/- 0,01. Такая точная сортировка позволяет разработчикам выбирать светодиоды с практически идентичными цветовыми точками для многодиодных матриц или индикаторов, где критически важна цветовая согласованность.

5. Типовые графики характеристик

В документации содержится раздел с типовыми графиками характеристик, которые наглядно отображают взаимосвязь различных параметров в разных условиях. Эти графики необходимы для углубленного анализа при проектировании. Хотя конкретные кривые не детализированы в предоставленном тексте, они обычно включают:

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока:Показывает, как изменяется световой выход с изменением тока для каждого цвета.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Иллюстрирует ВАХ каждого диода.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Демонстрирует тепловое снижение светового выхода.
• Спектральное распределение мощности:Отображает относительную интенсивность излучаемого света в зависимости от длины волны для каждого цветового кристалла.

Изучение этих графиков помогает оптимизировать схему управления, контролировать тепловой режим и прогнозировать поведение в нестандартных рабочих условиях.

6. Руководство пользователя и информация по монтажу

6.1 Инструкции по очистке

Очистку после сборки необходимо проводить с осторожностью. Используйте только этиловый или изопропиловый спирт при нормальной комнатной температуре. Светодиод следует погружать менее чем на одну минуту. Использование неуказанных химических очистителей может повредить материал корпуса светодиода, эпоксидную линзу или внутренние соединения.

6.2 Рекомендуемый посадочный рисунок на печатной плате

Предоставляется рекомендуемый посадочный рисунок (land pattern) для печатной платы, обеспечивающий правильное формирование паяных соединений, механическую стабильность и тепловое управление во время оплавления. Следование этому рисунку крайне важно для достижения надежного поверхностного монтажа.

6.3 Размеры упаковки в ленте и на катушке

Устройство поставляется в стандартной 12-мм перфорированной транспортной ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). В документации приведены подробные размеры ячеек ленты, покровной ленты и ступицы катушки для обеспечения совместимости с питателями автоматизированного сборочного оборудования.

7. Особенности проектирования и примечания по применению

7.1 Ограничение тока

Как и для всех светодиодов, прямой ток должен быть ограничен с помощью последовательного резистора или драйвера постоянного тока. Его значение следует рассчитывать на основе напряжения питания, прямого напряжения (VF) конкретного цветового кристалла при требуемом токе и максимального номинального постоянного прямого тока (30 мА). Для обеспечения долгосрочной надежности рекомендуется работать при типичных испытательных токах (25 мА для зеленого, 20 мА для красного, 15 мА для синего) или ниже.

7.2 Тепловой режим

Хотя рассеиваемая мощность относительно невелика, правильное тепловое проектирование на печатной плате важно, особенно в условиях высокой температуры окружающей среды или при управлении несколькими светодиодами. Медная область на плате действует как радиатор. Обеспечение хорошего теплового пути от контактных площадок светодиода к большей медной плоскости помогает поддерживать более низкую температуру перехода, сохраняя световой выход и срок службы.

7.3 Оптическая конструкция с рассеивающей линзой

Белая рассеивающая линза обеспечивает широкий и равномерный угол обзора (типично 130°), рассеивая свет от небольших ярких источников-кристаллов. Это делает светодиод идеальным для индикаторов состояния, которые должны быть видны под широким углом. Она уменьшает блики и "горячие точки", создавая мягкое, равномерное освещение, подходящее для подсветки панелей. Конструкторам следует учитывать это рассеивание при моделировании светового выхода для конкретного применения.

7.4 Независимое управление цветами

Благодаря отдельным парам анод/катод для каждого цветового кристалла, LTST-008GEBW обеспечивает полное независимое управление. Это позволяет реализовать статическую индикацию трех различных состояний (зеленый, красный, синий) или, используя широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) на отдельных каналах, создавать множество смешанных цветов. Для управления тремя отдельными цепями ограничения тока требуется тщательное проектирование схемы.

8. Сравнение и руководство по выбору

LTST-008GEBW занимает определенную нишу. Ключевыми отличительными особенностями являются его интегрированная RGB-функциональность в одном стандартном SMD-корпусе и рассеивающая линза для широкоугольного обзора. При выборе светодиода инженерам следует сравнивать:

• Одноцветный против многочипового:Данное устройство объединяет три индикатора в одном посадочном месте, экономя место на плате.
• Прозрачная против рассеивающей линзы:Рассеивающие линзы жертвуют пиковой осевой силой света ради более широкого и равномерного обзора.
• Сортировка по световому потоку:Для приложений, требующих одинаковой яркости нескольких устройств, рекомендуется указывать более узкий бин по потоку (например, K1).
• Сортировка по цвету:Для приложений, критичных к цвету, указание конкретного бин-кода CIE гарантирует визуальную согласованность между разными производственными партиями или соседними светодиодами.

9. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Могу ли я одновременно питать все три цвета на их максимальном постоянном токе?

О: Нет. Абсолютная максимальная рассеиваемая мощность корпуса не должна быть превышена. Одновременная работа зеленого (102 мВт), красного (72 мВт) и синего (102 мВт) на их максимальных номиналах значительно превысит тепловую емкость корпуса. Снижайте токи или используйте мультиплексирование/ШИМ для управления общей мощностью.

В: Какова цель предварительного кондиционирования JEDEC Level 3?

О: Это указывает на чувствительность устройства к влаге. Уровень 3 означает, что корпус может находиться в условиях производственного цеха (≤30°C/60% относительной влажности) до 168 часов, после чего его необходимо просушить перед пайкой оплавлением, чтобы предотвратить "взрыв" корпуса (растрескивание из-за испарения влаги).

В: Как интерпретировать таблицу бин-кодов CIE?

О: Каждый бин-код (например, H2) определяет небольшую четырехугольную область на диаграмме цветности CIE 1931. Четыре пары координат (x,y) в таблице являются углами этой области. Светодиод, измеренные цветовые координаты которого попадают в эту область, получает этот бин-код.

В: Необходим ли защитный диод от обратного напряжения?

О: Хотя устройство может выдерживать обратное напряжение 5 В для целей тестирования, оно не предназначено для работы в обратном смещении. В схемах, где возможны обратные переходные напряжения (например, индуктивные нагрузки, горячее подключение), настоятельно рекомендуется внешняя защита, такая как последовательный диод или TVS-диод, включенный параллельно светодиоду, для предотвращения повреждений.

10. Технические принципы и тренды

10.1 Принцип работы

Излучение света в светодиодах основано на явлении электролюминесценции в полупроводниковых материалах. При приложении прямого напряжения к p-n переходу электроны и дырки рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретные полупроводниковые соединения (InGaN для зеленого/синего, AlInGaP для красного) определяют ширину запрещенной зоны и, следовательно, длину волны (цвет) излучаемого света. Белая рассеивающая линза обычно изготавливается из эпоксидной смолы или силикона с добавлением рассеивающих частиц (например, диоксида титана) для рассеивания точечного света от кристалла.

10.2 Тенденции отрасли

Рынок SMD светодиодов продолжает развиваться в сторону повышения эффективности (больше люмен на ватт), улучшения цветопередачи и дальнейшей миниатюризации. Многочиповые корпуса, такие как LTST-008GEBW, представляют собой тренд на функциональную интеграцию, сокращение количества компонентов и сложности сборки. Кроме того, все больше внимания уделяется ужесточению допусков при сортировке как по потоку, так и по цвету, чтобы соответствовать требованиям таких приложений, как полноцветные дисплеи и архитектурное освещение, где однородность имеет первостепенное значение. Стремление к повышению надежности в автомобильной и промышленной сферах также стимулирует прогресс в материалах корпусов и тепловых характеристиках.