Техническая спецификация SMD светодиода LTST-416GEBW-P3 - Белый рассеиватель - RGB чип - Ток 5мА

1. Обзор изделия

В данном документе подробно описаны характеристики SMD светодиода, предназначенного для автоматизированного монтажа на печатные платы. Компонент оснащен белым рассеивателем и объединяет в одном корпусе три различных полупроводниковых источника света: зеленый чип InGaN, красный чип AlInGaP и синий чип InGaN. Совокупное излучение через рассеивающую линзу создает белый свет. Данная конструкция предназначена для применений с ограниченным пространством в потребительской электронике, телекоммуникационном и промышленном оборудовании, где требуется надежная индикация состояния, подсветка символов или фронтальных панелей.

1.1 Ключевые особенности

• Соответствует экологическим директивам RoHS.
• Упакован в 12-мм ленту на катушках диаметром 7 дюймов для систем автоматического монтажа.
• Стандартный посадочный размер EIA для совместимости при проектировании.
• Ток управления совместим с логическими уровнями.
• Выдерживает процессы пайки оплавлением в ИК-печи.
• Предварительно кондиционирован по уровню чувствительности к влажности JEDEC MSL 3.

1.2 Целевое применение

• Индикаторы состояния в телекоммуникационном и сетевом оборудовании.
• Подсветка сигналов и символов в офисной технике и бытовых приборах.
• Подсветка фронтальных панелей промышленного контрольно-измерительного оборудования.
• Светодиодная индикация общего назначения в потребительской электронике.

2. Технические параметры: Детальный объективный анализ

В данном разделе представлен детальный объективный анализ электрических, оптических и тепловых характеристик компонента, как указано в исходном материале. Все данные приведены для температуры окружающей среды (Ta) 25°C, если не указано иное.

2.1 Предельно допустимые режимы эксплуатации

Эти значения представляют собой пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению компонента. Не рекомендуется непрерывная работа на этих пределах.

• Рассеиваемая мощность (Pd):90 мВт для зеленого/синего чипов; 69 мВт для красного чипа. Этот параметр критически важен для проектирования теплового режима.
• Пиковый прямой ток (I_F(PEAK)):100 мА для всех чипов, в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс).
• Постоянный прямой ток (I_F):30 мА постоянного тока для всех чипов.
• Диапазон рабочих температур:от -40°C до +85°C.
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +100°C.

2.2 Электрооптические характеристики

Измерено при стандартном испытательном токе I_F= 5мА для каждого чипа. Это типичные параметры в нормальных рабочих условиях.

• Сила света (I_v):
  • Зеленый: 600 - 1200 мкд (милликандела)
  • Красный: 200 - 400 мкд
  • Синий: 100 - 200 мкд
• Угол обзора (2θ_1/2):Обычно 120 градусов. Такой широкий угол является результатом использования рассеивающей линзы, что обеспечивает более равномерное распределение света по сравнению со светодиодами с прозрачной линзой.
• Доминирующая длина волны (λ_d):
  • Зеленый: 523 - 535 нм
  • Красный: 617 - 630 нм
  • Синий: 465 - 477 нм
• Прямое напряжение (V_F):
  • Зеленый: 2.0 - 3.0 В
  • Красный: 1.4 - 2.3 В
  • Синий: 2.0 - 3.0 В
• Обратный ток (I_R):Максимум 10 мкА при V_R= 5В. Компонент не предназначен для работы в обратном смещении; данный параметр приведен только для целей тестирования.

3. Объяснение системы бининга

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве компоненты сортируются по бинам. Белый свет на выходе является результатом смешения RGB чипов, измеряется при питании всех трех чипов током 5мА.

3.1 Ранг силы света (I_v)

Компоненты классифицируются на основе их общей силы света. Бин T1: 900 - 1300 мкд (приблизительно 2.7 - 3.9 люмен) Бин T2: 1300 - 1800 мкд (приблизительно 3.9 - 5.4 люмен) Допуск для каждого бина составляет ±11%.

3.2 Ранг цветности (CIE)

Компоненты распределяются по бинам в соответствии с их цветовыми координатами на диаграмме цветности CIE 1931, которая определяет воспринимаемый цвет белого света. Коды бинов (например, H4, J5, K6, L4) представляют собой определенные четырехугольные области на плоскости координат x,y. Для каждого бина определены четыре угловые точки (Точка1-4) для координат x и y. Допуск на размещение в выбранном бине оттенка составляет ±0.01 по обеим координатам x и y. Такая точная сортировка позволяет разработчикам выбирать светодиоды с очень высокой цветовой однородностью для своих применений.

4. Механическая и упаковочная информация

4.1 Габаритные размеры корпуса и назначение выводов

Компонент соответствует стандартному посадочному месту SMD. Критические размеры включают размер корпуса и расстояние между контактными площадками. Все размерные допуски составляют ±0.2 мм, если не указано иное. Назначение выводов для активации отдельных цветов следующее: анод (общий плюс) подключен к выводу 1. Катод зеленого чипа - вывод 2, катод красного чипа - выводы 3 и 4 (соединены внутри), катод синего чипа - вывод 6. Выводы 5 и другие могут быть не подключены (NC) или служить механическими креплениями.

4.2 Рекомендуемый посадочный рисунок на печатной плате

Представлен чертеж рекомендуемого расположения контактных площадок (вид сверху) для обеспечения качественной пайки и механической стабильности. Следование этому рисунку помогает предотвратить "эффект надгробия" (отрыв одного конца при оплавлении) и обеспечивает формирование хороших паяльных фасок.

4.3 Упаковка в ленте и на катушке

Компоненты поставляются в профилированной транспортной ленте с защитной покровной лентой. Ключевые характеристики упаковки включают:

• Ширина транспортной ленты: 12 мм.
• Диаметр катушки: 7 дюймов (178 мм).
• Количество на полной катушке: 2000 штук.
• Минимальный заказ для частичной катушки: 500 штук.
• Максимальное количество последовательно отсутствующих компонентов (ячеек): 2.
• Упаковка соответствует стандарту EIA-481-1-B.

5. Рекомендации по пайке и монтажу

5.1 Профиль оплавления в ИК-печи (бессвинцовый процесс)

Рекомендуемый профиль соответствует J-STD-020B для бессвинцовой пайки.

• Предварительный нагрев:от 150°C до 200°C.
• Время предварительного нагрева:Максимум 120 секунд.
• Пиковая температура корпуса:Максимум 260°C.
• Время выше температуры ликвидуса:Рекомендуется максимум 10 секунд.
• Количество циклов оплавления:Максимум два раза.

График зависимости температуры от времени обычно предоставляется для визуализации стадий нагрева, выдержки, оплавления и охлаждения.

5.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка:

• Температура паяльника:Максимум 300°C.
• Время контакта:Максимум 3 секунды на соединение.
• Важно:Ручную пайку следует выполнять только один раз, чтобы избежать термических напряжений.

5.3 Очистка

Очистку после пайки необходимо проводить осторожно. Следует использовать только указанные растворители. Рекомендуемые средства - этиловый или изопропиловый спирт при комнатной температуре. Светодиод следует погружать менее чем на одну минуту. Неуказанные химикаты могут повредить эпоксидную линзу или корпус.

6. Меры предосторожности при хранении и обращении

6.1 Условия хранения

Запечатанный влагозащитный пакет (MBP):Хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности (RH) ≤70%. Срок годности в запечатанном пакете с осушителем составляет один год.После вскрытия пакета:Начинается отсчет "времени жизни на производстве". Хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤60%. Настоятельно рекомендуется завершить процесс оплавления в ИК-печи в течение 168 часов (7 дней) после вскрытия. Для хранения сверх этого срока компоненты следует поместить в герметичный контейнер со свежим осушителем или в азотный эксикатор. Компоненты, подвергавшиеся воздействию более 168 часов, требуют процедуры прокалки (приблизительно 60°C в течение не менее 48 часов) перед пайкой для удаления поглощенной влаги и предотвращения "эффекта попкорна" (растрескивание корпуса из-за давления пара во время оплавления).

6.2 Примечания и ограничения по применению

Данный светодиод предназначен для использования в стандартном коммерческом и промышленном электронном оборудовании. Он не разработан и не сертифицирован для применений, где отказ может привести к прямому риску для жизни, здоровья или безопасности - например, в авиации, медицинских системах жизнеобеспечения или критически важных системах управления транспортом. Для таких применений с высоким уровнем надежности обязательна консультация с производителем компонента для получения конкретных данных о квалификации.

7. Соображения по проектированию и рекомендации по применению

7.1 Ограничение тока

Из-за различных прямых напряжений (V_F) красного, зеленого и синего чипов, для их питания от общего источника напряжения требуются отдельные токоограничивающие резисторы для каждого цветового канала. Значение резистора рассчитывается по закону Ома: R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Использование типичного значения V_Fи желаемого тока управления (например, 5мА для соответствия спецификации, до 30мА максимум) даст соответствующее сопротивление и мощность.

7.2 Тепловой режим

Хотя рассеиваемая мощность относительно невелика, правильная конструкция печатной платы важна для долговечности. Убедитесь, что используются рекомендуемые контактные площадки для обеспечения адекватного отвода тепла от p-n перехода светодиода. Для применений, где светодиод работает на максимальном постоянном токе (30мА) или близко к нему, важно уделять внимание температуре окружающей среды и разводке платы, чтобы оставаться в пределах указанного диапазона рабочих температур.

7.3 Оптическая интеграция

Белая рассеивающая линза обеспечивает широкий, равномерный угол обзора (120°), что делает светодиод подходящим для применений, где на него могут смотреть под углом. Рассеивающая природа линзы уменьшает "горячие точки" и блики. Для применений, требующих более направленного луча, потребуются внешние вторичные оптические элементы (линзы, световоды).

8. Анализ типовых характеристик

В спецификации представлены графики ключевых зависимостей, которые жизненно важны для понимания поведения компонента в нестандартных условиях.

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока:Эта кривая показывает, как световой выход увеличивается с ростом тока управления, обычно сублинейно, подчеркивая изменения эффективности.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Демонстрирует экспоненциальную ВАХ диода.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Показывает снижение светового выхода при увеличении температуры перехода. Это критически важно для проектирования в условиях высоких температур.
• Спектральное распределение:Хотя не всегда подробно описывается для белых светодиодов, понимание пиковых длин волн и полуширин спектра (Δλ: ~30нм G, ~20нм R, ~25нм B) отдельных чипов информирует о цветопередаче и выборе фильтров.

Эти кривые позволяют разработчикам экстраполировать производительность для рабочих точек, отличных от стандартного испытательного условия 5мА при 25°C.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я запитать все три цвета одновременно, чтобы получить более яркий белый свет?О: Да, но вы должны убедиться, что общая рассеиваемая мощность не превышает наименьший максимальный рейтинг среди активных чипов (в данном случае 69мВт для красного чипа), и что температура перехода остается в пределах нормы. Ток для каждого канала должен контролироваться независимо.

В: Почему прямое напряжение разное для каждого цвета?О: Прямое напряжение является фундаментальным свойством ширины запрещенной зоны полупроводникового материала. Красные светодиоды AlInGaP имеют меньшую ширину запрещенной зоны, чем зеленые и синие светодиоды InGaN, что приводит к более низкому V_F.

В: Что означает "предварительное кондиционирование по JEDEC Level 3"?О: Это означает, что компоненты классифицированы как Уровень чувствительности к влажности 3 (MSL 3). Это указывает на то, что максимально допустимое "время жизни на производстве" после вскрытия влагозащитного пакета составляет 168 часов при ≤30°C/60% относительной влажности, после чего они требуют прокалки перед оплавлением.

В: Как выбрать правильный бин для моего применения?О: Для применений, где критически важна цветовая однородность (например, многосветодиодные индикаторные панели или подсветка), указывайте один, узкий код бина CIE (например, J5) и один бин силы света (например, T1). Для менее критичных применений может быть приемлем и потенциально более экономически выгоден выбор более широкого бина.

10. Принцип работы и технологический контекст

Данный светодиод работает на принципе электролюминесценции в полупроводниковых материалах. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу каждого чипа, электроны и дырки рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов. Длина волны (цвет) света определяется энергией запрещенной зоны конкретного полупроводникового материала: AlInGaP для красного и InGaN для зеленого и синего. "Белый" свет создается не одним белым люминофором (как в светодиоде с люминофорным преобразованием), а является аддитивной цветовой смесью трех основных цветов (красного, зеленого, синего) при прохождении через рассеивающую белую заливочную массу. Этот RGB метод позволяет потенциально настраивать цвет, изменяя ток для каждого чипа, хотя в данной спецификации указана работа для фиксированной белой точки.

Формат SMD корпуса представляет собой отраслевой стандарт для крупносерийной автоматизированной сборки. Использование эпоксидной линзы с рассеивателем, содержащей рассеивающие частицы, расширяет угол обзора и смягчает световой поток, что делает его идеальным для целей индикации, где часто осуществляется прямой визуальный контакт. Интеграция трех чипов в одном корпусе экономит место на печатной плате по сравнению с использованием трех дискретных одноцветных светодиодов.