Техническая спецификация SMD светодиода LTSA-G6SVUWETU - Белый свет, желтая линза - Электрические и оптические характеристики

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики высокопроизводительного светоизлучающего диода (LED) для поверхностного монтажа (SMD). Устройство предназначено для автоматизированных процессов сборки и подходит для широкого спектра электронного оборудования, где критически важны эффективное использование пространства и надежность. Светодиод имеет белый источник света, созданный по технологии InGaN, и заключен в линзу желтого оттенка, что может влиять на итоговый воспринимаемый цвет и характеристики рассеивания света.

Ключевые преимущества данного компонента включают его соответствие директиве RoHS, совместимость с автоматическим монтажным оборудованием и оборудованием для инфракрасной пайки оплавлением, а также квалификацию по стандарту AEC-Q101 для автомобильных компонентов. Основные целевые рынки включают автомобильные аксессуары, портативную электронику, вычислительные устройства и сетевые системы.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельно допустимые параметры

Эксплуатационные пределы устройства определены при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Максимально допустимая рассеиваемая мощность составляет 900 мВт. Он может работать с постоянным прямым током в диапазоне от 5 мА до 250 мА. Для импульсного режима допустим пиковый прямой ток 500 мА при скважности 1/10 и длительности импульса 0,1 мс. Диапазон рабочих температур и температур хранения составляет от -40°C до +110°C. Важно отметить, что данный светодиод не предназначен для работы в режиме обратного напряжения.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Ключевые параметры производительности определены при Ta=25°C и прямом токе (IF) 140мА. Сила света (Iv) имеет типичный диапазон от 11,2 кд до 22,0 кд. Угол обзора (2θ1/2), представляющий собой угол, при котором интенсивность составляет половину осевого значения, обычно равен 120 градусам, что указывает на широкий пучок света. Прямое напряжение (VF) при тестовом токе обычно находится в диапазоне от 2,8В до 3,6В. Координаты цветности (Cx, Cy) сосредоточены вокруг (0,33, 0,34), определяя точку белого цвета в цветовом пространстве CIE. Обратный ток (IR) обычно составляет 2 мкА при обратном напряжении (VR) 5В, хотя работа в обратном режиме не предусмотрена.

2.3 Тепловые характеристики

Эффективный тепловой менеджмент жизненно важен для производительности и долговечности светодиода. Тепловое сопротивление от перехода к окружающей среде (RθJA) обычно составляет 45 °C/Вт, измеренное на стандартной подложке FR4 с площадкой 16мм². Более значимым является тепловое сопротивление от перехода к точке пайки (RθJS), которое обычно равно 25 °C/Вт, что подчеркивает важность хорошо спроектированной теплоотводящей площадки на печатной плате. Максимально допустимая температура перехода (Tj) составляет 150°C.

3. Объяснение системы сортировки

Светодиоды сортируются по группам (бинам) на основе ключевых параметров для обеспечения единообразия в применении. Код группы обычно представлен в формате: Vf / Iv / CIE (например, 64/FA/IM).

3.1 Сортировка по прямому напряжению (Vf)

Светодиоды классифицируются на четыре группы по напряжению при 140мА: Бин 24 (2,8-3,0В), Бин 64 (3,0-3,2В), Бин A4 (3,2-3,4В) и Бин E4 (3,4-3,6В). Для каждой группы применяется допуск ±0,1В.

3.2 Сортировка по силе света (Iv)

Определены три группы по интенсивности при 140мА: Бин FA (11,2-14,0 кд, ~37,8 лм типично), Бин FB (14,0-18,0 кд, ~48,0 лм типично) и Бин GA (18,0-22,0 кд, ~58,0 лм типично). Для каждой группы применяется допуск ±11%.

3.3 Сортировка по цвету (цветность)

Точка белого цвета строго контролируется через сортировку по координатам цветности CIE. Определены несколько групп (например, GM, HM, IM, JM, KM) с конкретными четырехугольными границами на диаграмме CIE 1931 (x, y). Типичная целевая точка находится около (0,33, 0,34). Для координат x и y в пределах каждой цветовой группы поддерживается допуск ±0,01.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в спецификации приведены ссылки на конкретные графические данные (например, Рисунок 2: Пространственное распределение), типичные кривые для таких светодиодов иллюстрируют зависимость между прямым током и силой света (показывая сублинейное снижение при высоких токах), прямого напряжения от температуры, а также относительной интенсивности от длины волны (спектральное распределение мощности). График пространственного распределения подтверждает широкий угол обзора 120 градусов, показывая, как интенсивность света уменьшается при отклонении от оси.

5. Механическая информация и данные о корпусе

Светодиод поставляется в стандартном корпусе формата EIA, подходящем для SMD-монтажа. Вывод катода явно обозначен как основной радиатор устройства, что критически важно для проектирования разводки печатной платы для обеспечения оптимальных тепловых характеристик. Детальные размерные чертежи определяют габариты корпуса, расстояние между выводами и общий размер, с допусками обычно в пределах ±0,1 мм. Цвет линзы — желтый, при этом излучаемый свет — белый.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Профиль инфракрасной пайки оплавлением

В спецификации рекомендуется профиль инфракрасной пайки оплавлением, соответствующий J-STD-020 для бессвинцовых процессов. Этот профиль обычно включает специфические скорости нагрева, зону предварительного нагрева/выдержки, время выше температуры ликвидуса (TAL), пиковую температуру и контролируемые скорости охлаждения для предотвращения теплового удара компонента.

6.2 Рекомендуемая конструкция контактных площадок на печатной плате

Предлагается рекомендуемая конфигурация контактных площадок на печатной плате для обеспечения надежной пайки и эффективного отвода тепла от теплоотводящей площадки катода.

6.3 Очистка

Если требуется очистка после пайки, рекомендуется только погружение в этиловый или изопропиловый спирт при нормальной температуре на время менее одной минуты. Следует избегать использования неуказанных химикатов, так как они могут повредить корпус.

6.4 Хранение и обращение

Продукт классифицируется как уровень чувствительности к влаге (MSL) 2 согласно JEDEC J-STD-020. Когда влагозащитный пакет запечатан с осушителем, хранение должно осуществляться при температуре ≤30°C и влажности ≤70% RH, срок годности составляет один год. После вскрытия компоненты должны храниться при температуре ≤30°C и влажности ≤60% RH и должны пройти пайку оплавлением в течение одного года. Для длительного хранения вне оригинальной упаковки необходимы соответствующие сухие условия хранения.

7. Упаковка и информация для заказа

Светодиоды поставляются в формате ленты на катушке, совместимом с автоматическими установочными машинами. Ширина ленты составляет 12 мм, намотана на стандартную катушку диаметром 7 дюймов (178 мм). Каждая катушка содержит 1000 штук. Для количеств меньше полной катушки указана минимальная упаковочная партия в 500 штук для остатков. Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA 481.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Данный светодиод хорошо подходит для автомобильного интерьерного и аксессуарного освещения, подсветки индикаторов в потребительской электронике (телефоны, ноутбуки), индикаторов состояния в сетевом оборудовании и общего освещения в компактных устройствах.

8.2 Вопросы проектирования

Тепловой менеджмент:Из-за рассеиваемой мощности (до 900 мВт) и значений теплового сопротивления, проектирование адекватного теплового пути от площадки катода к медной заливке на печатной плате или внешнему радиатору имеет первостепенное значение для поддержания температуры перехода ниже 150°C и обеспечения долгосрочной надежности и стабильного светового потока.
Управление током:Рекомендуется использовать драйвер постоянного тока вместо источника постоянного напряжения для обеспечения стабильной силы света и цветовой точки. Драйвер должен быть спроектирован для работы в указанном диапазоне постоянного прямого тока (5-250 мА).
Оптическое проектирование:Широкий угол обзора 120 градусов делает его подходящим для применений, требующих широкого освещения без вторичной оптики. Для сфокусированных пучков потребуются внешние линзы или отражатели.

9. Техническое сравнение и отличительные особенности

Ключевыми отличительными факторами данного светодиода являются его квалификация AEC-Q101, что делает его пригодным для требовательных автомобильных сред, выходящих за рамки базовой потребительской электроники. Комбинация высокой номинальной мощности (900 мВт), относительно низкого теплового сопротивления переход-точка пайки (25°C/Вт) и детальной трехмерной сортировки (Vf, Iv, CIE) предлагает разработчикам компонент с предсказуемой производительностью для цветокритичных и термически ограниченных применений. Явное обозначение катода как радиатора упрощает проектирование теплового менеджмента.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я питать этот светодиод от источника 5В?
О: Не напрямую. Прямое напряжение обычно находится в диапазоне от 2,8В до 3,6В. Подключение его напрямую к источнику 5В вызовет чрезмерный ток и мгновенный выход из строя. Необходимо использовать токоограничивающий резистор или, предпочтительно, схему драйвера постоянного тока.

В: В чем разница между силой света (кд) и световым потоком (лм)?
О: Сила света измеряет яркость светодиода в определенном направлении (канделы). Световой поток измеряет общий видимый световой выход во всех направлениях (люмены). В спецификации приведены типичные эквиваленты в люменах для групп по интенсивности, но основным параметром является сила света из-за направленного характера измерения.

В: Почему тепловое сопротивление до точки пайки (RθJS) ниже, чем до окружающей среды (RθJA)?
О: RθJS измеряет тепловой путь от кремниевого перехода непосредственно до контактных площадок на вашей печатной плате. RθJA включает дополнительное сопротивление от печатной платы до окружающего воздуха. RθJS более полезно для проектирования теплового менеджмента печатной платы, так как показывает, насколько эффективна ваша разводка платы в отводе тепла от самого светодиода.

В: Что означает "Не предназначен для обратной работы"?
О: Это означает, что светодиод никогда не должен подвергаться обратному напряжению смещения в нормальной работе схемы. Хотя для целей тестирования указан небольшой обратный ток (2 мкА при 5В), приложение обратного напряжения в работающей схеме может повредить устройство.

11. Практический пример применения

Сценарий: Индикатор на приборной панели для автомобильного аксессуара.
Разработчику нужен яркий, надежный индикатор состояния для нового автомобильного аксессуара стороннего производителя. Он выбирает этот светодиод в группе 64/FA/IM. Он проектирует печатную плату с площадкой катода, соединенной с обширной медной заливкой для теплоотвода. Реализована простая схема постоянного тока, установленная на 140 мА, с использованием драйверной микросхемы. Широкий угол обзора 120 градусов гарантирует видимость индикатора с различных позиций сидений. Квалификация AEC-Q101 дает уверенность в способности компонента выдерживать автомобильный температурный диапазон и вибрацию. Конкретная сортировка обеспечивает единообразие цвета и яркости во всех производственных единицах.

12. Введение в принцип работы

Это твердотельный источник света на основе полупроводникового p-n перехода. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее пороговое значение диода, электроны и дырки рекомбинируют в активной области (изготовленной из материалов InGaN), высвобождая энергию в виде фотонов. Первичное излучение от чипа InGaN находится в синем или ультрафиолетовом спектре. Для получения белого света это первичное излучение преобразуется с использованием слоя люминофора внутри корпуса. Синие/УФ-фотоны возбуждают люминофор, который затем переизлучает свет в более широком спектре (желтый, красный), смешиваясь с оставшимся синим светом для создания восприятия белого. Внешняя линза желтого оттенка действует как финальный фильтр/рассеиватель, потенциально слегка "согревая" цветовую температуру и распространяя свет.

13. Технологические тренды

Общая тенденция для SMD светодиодов, подобных этому, заключается в повышении эффективности (больше люмен на ватт), улучшении индекса цветопередачи (CRI) для лучшей цветовой точности и ужесточении допусков сортировки для применений, таких как подсветка дисплеев. Также наблюдается постоянное стремление к увеличению плотности мощности и снижению теплового сопротивления корпусов для обеспечения более яркого светового потока с меньшей площади. Внедрение новых технологий люминофоров и конструкций чипов направлено на обеспечение более стабильных цветовых характеристик в зависимости от температуры и срока службы. Стремление к миниатюризации продолжается при сохранении или улучшении оптических и тепловых характеристик.