Техническая документация на SMD светодиод LTST-C170KSKT - Габаритные размеры - Прямое напряжение 1.8-2.4В - Сила света 28-112мкд - Желтый цвет

1. Обзор продукта

Настоящий документ содержит полные технические характеристики светодиода для поверхностного монтажа (SMD). Разработанный для автоматизированной сборки на печатных платах (ПП), данный компонент идеально подходит для применений с ограниченным пространством в широком спектре электронного оборудования.

1.1 Особенности

• Соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ).
• Использует сверхъяркий полупроводниковый кристалл из фосфида алюминия-индия-галлия (AlInGaP) для получения желтого света.
• Поставляется на 8-мм ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, для эффективной автоматизированной обработки.
• Соответствует стандартным габаритным размерам EIA (Альянса электронной промышленности).
• Электрически совместим с уровнями логики интегральных схем (ИС).
• Предназначен для совместимости со стандартным автоматическим оборудованием для установки компонентов.
• Выдерживает стандартные процессы пайки инфракрасным (ИК) оплавлением, используемые в технологии поверхностного монтажа (SMT).

1.2 Области применения

Данный светодиод подходит для широкого спектра задач индикации и подсветки, включая, но не ограничиваясь:

• Телекоммуникационное оборудование, устройства офисной автоматизации, бытовая техника и системы промышленного управления.
• Подсветка клавиатур и кнопок.
• Индикаторы состояния и питания.
• Микродисплеи и панельные индикаторы.
• Сигнальные огни и символическая подсветка.

2. Габаритные размеры и механическая информация

Компонент выполнен в стандартном SMD-корпусе. Линза прозрачная, а источник света излучает желтый цвет благодаря кристаллу AlInGaP. Все критические размеры приведены в технических чертежах в документации, со стандартными допусками ±0.1 мм, если не указано иное. Это включает длину, ширину, высоту корпуса и расположение выводов катода/анода.

3. Технические параметры и характеристики

Все параметры и характеристики указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C, если не оговорено иное.

3.1 Предельные эксплуатационные параметры

Превышение этих пределов может привести к необратимому повреждению устройства.

• Рассеиваемая мощность (Pd):75 мВт
• Пиковый прямой ток (IFP):80 мА (при скважности 1/10, длительность импульса 0.1 мс)
• Постоянный прямой ток (IF):30 мА (постоянный ток)
• Обратное напряжение (VR):5 В
• Диапазон рабочих температур:от -55°C до +85°C
• Диапазон температур хранения:от -55°C до +85°C
• Условия пайки ИК-оплавлением:Пиковая температура 260°C не более 10 секунд.

3.2 Электрические и оптические характеристики

Типичные параметры, измеренные в стандартных условиях испытаний (IF = 20мА, Ta=25°C).

• Сила света (Iv):28.0 - 112.0 мкд (милликандела). Фактическое значение определяется сортировкой.
• Угол обзора (2θ1/2):130 градусов. Это полный угол, при котором интенсивность составляет половину от осевого пикового значения.
• Пиковая длина волны излучения (λP):588.0 нм (типичное значение).
• Доминирующая длина волны (λd):587.0 - 594.5 нм. Определяет воспринимаемый цвет и подвергается сортировке.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):15 нм (типичное значение).
• Прямое напряжение (VF):1.80 - 2.40 В. Фактическое значение определяется сортировкой.
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при VR = 5В.

3.3 Меры предосторожности от электростатического разряда (ЭСР)

Данное устройство чувствительно к электростатическому разряду и скачкам напряжения. Во время обращения необходимо применять надлежащие меры контроля ЭСР, включая использование заземленных браслетов, антистатических перчаток и обеспечение заземления всего оборудования. Указанное номинальное обратное напряжение предназначено только для целей тестирования; светодиод не предназначен для работы в режиме обратного смещения.

4. Система сортировки (биннинг)

Для обеспечения единообразия в применении устройства сортируются по ключевым параметрам. Это позволяет разработчикам выбирать светодиоды с близкими характеристиками.

4.1 Сортировка по прямому напряжению (Vf)

Сортировка при испытательном токе 20мА. Допуск на каждый бин ±0.1В.

• Бин 3: 1.80В - 1.90В
• Бин 4: 1.90В - 2.00В
• Бин 5: 2.00В - 2.10В
• Бин 6: 2.10В - 2.20В
• Бин 7: 2.20В - 2.30В
• Бин 8: 2.30В - 2.40В

4.2 Сортировка по силе света (Iv)

Сортировка при испытательном токе 20мА. Допуск на каждый бин ±15%.

• Бин N: 28.0 мкд - 45.0 мкд
• Бин P: 45.0 мкд - 71.0 мкд
• Бин Q: 71.0 мкд - 112.0 мкд

4.3 Сортировка по оттенку (доминирующая длина волны λd)

Сортировка при испытательном токе 20мА. Допуск на каждый бин ±1 нм.

• Бин J: 587.0 нм - 589.5 нм
• Бин K: 589.5 нм - 592.0 нм
• Бин L: 592.0 нм - 594.5 нм

5. Анализ типовых характеристических кривых

Документация включает графические представления ключевых зависимостей, которые имеют решающее значение для проектирования схем и управления температурным режимом.

• Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика):Показывает экспоненциальную зависимость, критически важную для определения требуемого значения токоограничивающего резистора и рассеиваемой мощности.
• Сила света в зависимости от прямого тока:Иллюстрирует, как световой поток увеличивается с ростом тока вплоть до максимального номинала.
• Сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Демонстрирует снижение светового потока при повышении температуры перехода, что жизненно важно для применений в высокотемпературных средах.
• Относительное спектральное распределение мощности:Изображает спектр излучения, с центром около пиковой длины волны ~588 нм, подтверждая желтый цвет свечения.
• Диаграмма направленности (угол обзора):Полярная диаграмма, показывающая угловое распределение интенсивности света, подтверждающая широкий угол обзора 130 градусов.

6. Рекомендации по монтажу и обращению

6.1 Очистка

Следует использовать только указанные чистящие средства. Неуказанные химикаты могут повредить корпус светодиода. При необходимости очистки погрузите светодиод в этиловый или изопропиловый спирт при комнатной температуре менее чем на одну минуту.

6.2 Рекомендуемая контактная площадка на печатной плате

Предоставлен детальный рисунок посадочного места для обеспечения правильного формирования паяного соединения, выравнивания компонента и теплового режима во время пайки оплавлением. Соблюдение этого рисунка крайне важно для производственного выхода и надежности.

6.3 Процесс пайки

Пайка оплавлением (рекомендуется бессвинцовый процесс):

• Температура предварительного нагрева:150°C - 200°C
• Время предварительного нагрева:Максимум 120 секунд.
• Пиковая температура:Максимум 260°C.
• Время выше температуры ликвидуса (на пике):Максимум 10 секунд. Процесс оплавления не должен повторяться более двух раз.

Ручная пайка (паяльником):

• Температура жала паяльника:Максимум 300°C.
• Время контакта:Максимум 3 секунды на соединение. Эту операцию следует выполнять только один раз.

Предоставленный температурный профиль основан на стандартах JEDEC. Фактический профиль должен быть определен для конкретной конструкции ПП, припойной пасты и используемой печи.

6.4 Условия хранения

Запечатанный влагозащитный пакет (MBP):Хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности (RH) ≤90%. Срок годности в запечатанном пакете с осушителем составляет один год.

После вскрытия пакета:Хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤60%. Компоненты должны быть подвергнуты пайке ИК-оплавлением в течение 672 часов (28 дней) после вскрытия. При хранении сверх этого срока перед сборкой необходимо прогреть компоненты при температуре около 60°C в течение не менее 20 часов для удаления поглощенной влаги и предотвращения "вспучивания" (popcorning) во время оплавления.

7. Информация об упаковке

Светодиоды поставляются на рельефной несущей ленте с защитной крышкой.

• Размер катушки:Диаметр 7 дюймов (178 мм).
• Ширина ленты:8 мм.
• Количество на катушке:3000 штук.
• Минимальное количество упаковки:500 штук для остаточных партий.
• Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA-481. Допускается не более двух последовательно отсутствующих компонентов (ячеек) на катушке.

8. Примечания и предостережения по применению

8.1 Предназначение

Данный светодиод предназначен для электронного оборудования общего назначения (например, потребительская электроника, офисное оборудование, устройства связи). Он не рассчитан на критические для безопасности применения, где отказ может привести к прямому риску для жизни или здоровья (например, авиация, медицинские системы жизнеобеспечения, управление транспортом). Для таких применений обязательна консультация с производителем компонента для оценки пригодности и требований к надежности.

8.2 Особенности проектирования

• Ограничение тока:Всегда требуется внешний последовательный резистор для ограничения прямого тока до желаемого значения (≤30 мА постоянного тока). Значение резистора рассчитывается по закону Ома: R = (Vпитания - VF) / IF, где VF - прямое напряжение из соответствующего бина.
• Тепловой режим:Рассеиваемая мощность (Pd = VF * IF) не должна превышать 75 мВт. Достаточная площадь медных проводников на ПП (с использованием рекомендуемого рисунка контактных площадок) помогает рассеивать тепло и поддерживать более низкую температуру перехода, сохраняя световой поток и долговечность.
• Защита от обратного напряжения:Если схема может подвергать светодиод потенциальному обратному смещению (например, в цепях переменного тока или с мультиплексированием), рекомендуется установить защитный диод параллельно (катод к катоду).

9. Техническое сравнение и отличия

Ключевые преимущества данного компонента в своем классе включают:

• Материальная технология:Использование AlInGaP обеспечивает более высокую эффективность и лучшую температурную стабильность для красного, оранжевого и желтого цветов по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP.
• Широкий угол обзора:Угол обзора 130 градусов обеспечивает широкое и равномерное освещение, подходящее для индикаторов состояния, которые должны быть видны с различных углов.
• Надежный корпус:Совместимость с пайкой ИК-оплавлением и стандартными процессами SMT обеспечивает высокую надежность при серийном производстве.
• Комплексная сортировка:Трехпараметрическая сортировка (Vf, Iv, Длина волны) позволяет точно подбирать цвет и яркость в приложениях, требующих нескольких светодиодов.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Какое типичное прямое напряжение использовать для расчета моего токоограничивающего резистора?

О: Используйте максимальное значение Vf из указанного вами бина (например, 2.40В для бина 8) для консервативного проектирования, которое гарантирует, что ток никогда не превысит желаемый предел, даже при разбросе параметров компонентов.

В: Могу ли я питать этот светодиод от источника питания логики 3.3В или 5В?

О: Да. Для питания 3.3В и целевого тока 20мА, используя типичное Vf 2.0В, последовательный резистор будет примерно (3.3В - 2.0В) / 0.020А = 65 Ом. Подойдет стандартный резистор 68 Ом. Для питания 5В резистор будет примерно (5В - 2.0В) / 0.020А = 150 Ом.

В: Как температура влияет на яркость?

О: Сила света уменьшается с увеличением температуры окружающей среды (и, соответственно, перехода). См. кривую "Сила света в зависимости от температуры окружающей среды" в документации. Для высокотемпературных сред может потребоваться снижение рабочего тока или улучшение теплоотвода.

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

О: Пиковая длина волны (λP) - это единственная длина волны, на которой спектр излучения наиболее сильный. Доминирующая длина волны (λd) выводится из цветовых координат и представляет собой длину волны чистого монохроматического света, который выглядел бы для человеческого глаза таким же по цвету. λd более актуальна для спецификации цвета.

11. Пример проекта и использования

Сценарий: Проектирование многосветодиодной панели состояния для сетевого маршрутизатора.

1. Требования:Четыре желтых индикатора состояния для "Питание", "Интернет", "Wi-Fi" и "Ethernet". Они должны быть равномерно яркими и визуально совпадать по цвету.
2. Выбор:Укажите светодиоды из одного бина по силе света (например, бин Q для высокой яркости) и одного бина по оттенку (например, бин K) для обеспечения единообразия. Бин по прямому напряжению менее критичен для совпадения, но влияет на проектирование источника питания.
3. Проектирование схемы:Используется шина питания системы 5В. Предполагая выбранное Vf 2.2В (среднее значение) и целевой ток 20мА для хорошей яркости и долговечности. Расчет резистора: R = (5В - 2.2В) / 0.020А = 140 Ом. Используйте стандартный резистор 150 Ом для небольшого снижения тока (~19мА).
4. Размещение на плате:Разместите светодиоды на ПП, используя рекомендуемый рисунок контактных площадок. Обеспечьте достаточное расстояние для циркуляции воздуха и предотвращения тепловой связи. Подключите каждый светодиод параллельно со своим токоограничивающим резистором к шине 5В, управляя ими через отдельные выводы GPIO микроконтроллера, настроенные на сток тока.
5. Производство:Следуйте рекомендуемому профилю пайки ИК-оплавлением. После сборки проверьте световой поток и однородность цвета.

12. Введение в принцип работы

Данный светодиод является полупроводниковым фотонным прибором. Его сердцевина - кристалл из материалов AlInGaP, образующий p-n переход. При приложении прямого напряжения, превышающего встроенный потенциал перехода, электроны и дырки инжектируются через переход. При рекомбинации этих носителей заряда высвобождается энергия в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlInGaP определяет энергию запрещенной зоны, которая напрямую задает длину волны (цвет) излучаемого света - в данном случае, в желтой области (~587-595 нм). Прозрачная эпоксидная линза инкапсулирует кристалл, обеспечивает механическую защиту и формирует световой пучок.

13. Технологические тренды

Развитие SMD светодиодов, подобных данному, обусловлено несколькими текущими тенденциями в электронике:

• Миниатюризация:Постоянное уменьшение размеров корпусов для обеспечения более плотной компоновки ПП и уменьшения конечных продуктов.
• Повышение эффективности:Достижения в области эпитаксиального роста и конструкции кристаллов обеспечивают более высокую световую отдачу (больше света на ватт), снижая энергопотребление и тепловую нагрузку.
• Улучшение цветопередачи и цветового охвата:Хотя данный светодиод монохромный, общие тенденции включают разработку узкополосных излучателей для подсветки дисплеев и специального освещения для достижения более широкого цветового охвата.
• Повышение надежности и устойчивости:Улучшение материалов и процессов корпусирования приводит к увеличению срока службы и лучшей устойчивости к термоциклированию, влажности и другим воздействиям окружающей среды.
• Интеграция:Тенденция к интеграции нескольких светодиодных кристаллов (например, RGB), управляющей схемы и даже драйверов в единые, более интеллектуальные модульные корпуса.