Техническая документация на SMD светодиод LTST-C990NSKT-PO - Желтый AlInGaP - 25мА - 62.5мВт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики высокопроизводительного светодиода для поверхностного монтажа, предназначенного для автоматизированной сборки и применений с ограниченным пространством. Устройство использует сверхъяркий чип AlInGaP для получения насыщенного желтого света, что делает его подходящим для широкого спектра современного электронного оборудования.

1.1 Особенности

• Соответствует экологическим стандартам RoHS.
• Оснащен купольной линзой для оптимизированного распределения света.
• Использует сверхъяркий полупроводниковый чип из фосфида алюминия-индия-галлия (AlInGaP).
• Поставляется на стандартных 8-мм лентах, намотанных на катушки диаметром 7 дюймов, для автоматизированного монтажа.
• Корпус соответствует стандартам EIA (Альянса электронной промышленности).
• Совместимый с логическими уровнями ток управления.
• Полностью совместим с оборудованием для автоматизированного размещения и сборки.
• Выдерживает стандартные процессы пайки оплавлением в инфракрасном (ИК) диапазоне.

1.2 Области применения

Данный светодиод разработан для интеграции в различные электронные системы, включая, но не ограничиваясь:

• Телекоммуникационные устройства и оборудование для офисной автоматизации.
• Бытовая техника и промышленные панели управления.
• Подсветка клавиатур и кнопок.
• Индикаторы состояния и питания.
• Микродисплеи и компактные информационные панели.
• Сигнальное освещение и символические светильники.

2. Технические параметры: Подробное объективное описание

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Следующие пределы ни при каких условиях не должны быть превышены, так как это может привести к необратимому повреждению устройства. Все параметры указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

• Рассеиваемая мощность (Pd):62.5 мВт. Это максимальная общая мощность, которую корпус может рассеять в виде тепла.
• Пиковый прямой ток (I_F(PEAK)):60 мА. Допустим только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс).
• Постоянный прямой ток (I_F):25 мА постоянного тока. Рекомендуемый максимальный ток для непрерывной работы.
• Обратное напряжение (V_R):5 В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может привести к пробою светодиодного перехода.
• Диапазон рабочих температур:от -30°C до +85°C.
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +85°C.
• Условия пайки оплавлением в ИК-диапазоне:Выдерживает пиковую температуру 260°C не более 10 секунд.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные параметры производительности, измеренные при Ta=25°C и I_F=20мА, если не указано иное. Они определяют рабочие характеристики светодиода.

• Сила света (I_V):от 710.0 до 1800.0 мкд (милликандел). Измеряется с использованием датчика с фильтром, соответствующим кривой спектральной чувствительности глаза CIE. Широкий диапазон регулируется системой сортировки.
• Угол обзора (2θ_1/2):75 градусов. Это полный угол, при котором сила света падает до половины своего осевого пикового значения, что указывает на относительно широкий конус обзора, характерный для корпусов с купольной линзой.
• Пиковая длина волны излучения (λ_P):Обычно 591 нм. Длина волны, на которой спектральное распределение мощности максимально.
• Доминирующая длина волны (λ_d):от 587.0 до 597.0 нм. Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, которая определяет желтый цвет светодиода, полученный из координат цветности CIE.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):Обычно 15 нм. Ширина полосы излучаемого светового спектра на половине его максимальной интенсивности, указывающая на чистоту цвета.
• Прямое напряжение (V_F):от 1.7 до 2.5 В. Падение напряжения на светодиоде при токе 20мА.
• Обратный ток (I_R):Максимум 10 мкА при обратном смещении 5В.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения стабильных характеристик в производстве светодиоды сортируются по группам (бинаризация) на основе ключевых параметров. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям приложения по яркости, цвету и напряжению.

3.1 Сортировка по прямому напряжению (V_F)

Группы определяют диапазон падения прямого напряжения при 20мА. Допуск внутри каждой группы составляет ±0.1В.

• E2:1.7В – 1.9В
• E3:1.9В – 2.1В
• E4:2.1В – 2.3В
• E5:2.3В – 2.5В

3.2 Сортировка по силе света (I_V)

Группы классифицируют минимальную и максимальную светоотдачу при 20мА. Допуск внутри каждой группы составляет ±15%.

• V1:710.0 – 900.0 мкд
• V2:900.0 – 1120.0 мкд
• W1:1120.0 – 1400.0 мкд
• W2:1400.0 – 1800.0 мкд

3.3 Сортировка по доминирующей длине волны (оттенку)

Группы обеспечивают цветовую однородность, объединяя светодиоды на основе их доминирующей длины волны. Допуск внутри каждой группы составляет ±1 нм.

• J:587.0 – 589.5 нм
• K:589.5 – 592.0 нм
• L:592.0 – 594.5 нм
• M:594.5 – 597.0 нм

4. Анализ характеристических кривых

Типичные характеристические кривые дают представление о поведении светодиода в различных условиях. Они необходимы для надежного проектирования схем.

4.1 Зависимость прямого тока от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

ВАХ демонстрирует экспоненциальную зависимость между током и напряжением. Прямое напряжение (V_F) имеет отрицательный температурный коэффициент, что означает его незначительное уменьшение с ростом температуры перехода. Разработчики должны учитывать это при проектировании токоограничивающих цепей, чтобы предотвратить тепловой разгон в параллельных конфигурациях.

4.2 Зависимость силы света от прямого тока

Эта кривая показывает, что световой выход приблизительно линейно зависит от тока в типичном рабочем диапазоне (вплоть до максимального постоянного тока). Превышение абсолютных максимальных параметров светодиода приведет к сверхлинейному падению эффективности, увеличению нагрева и ускоренной деградации светового потока.

4.3 Зависимость силы света от температуры окружающей среды

Световой выход светодиодов AlInGaP уменьшается с ростом температуры окружающей среды. Эта кривая снижения номинальных характеристик критически важна для применений, работающих в условиях повышенных температур, так как она определяет необходимый запас по проектированию для поддержания требуемых уровней яркости.

4.4 Спектральное распределение

Спектральный график подтверждает пиковую длину волны около 591 нм и узкую полуширину спектра примерно 15 нм, что характерно для технологии AlInGaP и обеспечивает насыщенный желтый цвет.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод соответствует стандартному для отрасли форм-фактору SMD. Ключевые размеры включают размер корпуса и расстояние между выводами, спроектированные для надежной пайки и автоматизированной обработки. Все размеры указаны в миллиметрах со стандартным допуском ±0.1 мм, если не указано иное. Корпус оснащен прозрачной купольной линзой.

5.2 Рекомендуемая конфигурация контактных площадок на печатной плате

Предоставлена схема контактных площадок для обеспечения правильного формирования паяного соединения, управления тепловым режимом и механической стабильности. Соблюдение этой рекомендуемой конфигурации минимизирует эффект "гробницы" и другие дефекты пайки во время оплавления.

5.3 Идентификация полярности

Катод обычно маркируется на корпусе устройства. За конкретной схемой маркировки следует обращаться к техническому описанию. Правильная полярность должна соблюдаться во время сборки, чтобы предотвратить повреждение от обратного смещения.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Параметры пайки оплавлением в ИК-диапазоне

Для процессов пайки без свинца рекомендуется следующий профиль:

• Температура предварительного нагрева:от 150°C до 200°C.
• Время предварительного нагрева:Максимум 120 секунд.
• Пиковая температура корпуса:Максимум 260°C.
• Время выше 260°C:Максимум 10 секунд.
• Максимальное количество проходов оплавления: Two.

Профиль должен соответствовать стандартам JEDEC. Необходима специфическая для платы калибровка, так как тепловая масса и компоновка различаются.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, используйте паяльник с регулируемой температурой.

• Температура жала паяльника:Максимум 300°C.
• Время пайки на вывод:Максимум 3 секунды.
• Важно:Ручная пайка должна быть ограничена только одноразовым ремонтом, а не первоначальной сборкой.

6.3 Очистка

Если требуется очистка после пайки, используйте только указанные спиртовые растворители, такие как изопропиловый спирт (IPA) или этиловый спирт. Погружение должно осуществляться при нормальной температуре менее одной минуты. Неуказанные химические очистители могут повредить эпоксидную линзу или корпус.

6.4 Хранение и обращение

• Меры предосторожности от ЭСР:Данное устройство чувствительно к электростатическому разряду (ЭСР). При обращении необходимо использовать соответствующие средства защиты от ЭСР (браслеты, заземленные рабочие места, проводящие полы).
• Уровень чувствительности к влаге (MSL):Компонент имеет рейтинг MSL 3. После вскрытия оригинальной влагозащищенной упаковки светодиоды должны быть подвергнуты пайке оплавлением в течение одной недели в условиях окружающей среды не выше 30°C / 60% относительной влажности.
• Длительное хранение (вскрытая упаковка):Для хранения более одной недели перед пайкой необходимо прогреть светодиоды при 60°C не менее 20 часов или хранить их в герметичном контейнере с осушителем или в азотном эксикаторе.
• Срок годности (запечатанная упаковка):Один год при хранении при температуре ≤ 30°C и относительной влажности ≤ 90% в оригинальной влагозащищенной упаковке с осушителем.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации ленты и катушки

Светодиоды поставляются в рельефной несущей ленте для автоматизированной сборки.

• Ширина ленты:8 мм.
• Диаметр катушки:7 дюймов (178 мм).
• Количество на катушке:3000 штук.
• Минимальный объем заказа (MOQ):500 штук для остаточных количеств.
• Стандарт упаковки:Соответствует спецификациям ANSI/EIA-481. Пустые ячейки запечатаны покровной лентой.

8. Рекомендации по применению и соображения при проектировании

8.1 Ограничение тока

Светодиод — это устройство с токовым управлением. Всегда используйте последовательный токоограничивающий резистор или схему драйвера постоянного тока. Значение резистора можно рассчитать по закону Ома: R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Используйте максимальное значение V_Fиз группы или технического описания, чтобы обеспечить достаточный ток при любых условиях.

8.2 Тепловой менеджмент

Хотя рассеиваемая мощность невелика, правильная компоновка печатной платы необходима для долговечности. Обеспечьте достаточную площадь меди вокруг контактных площадок для отвода тепла, особенно при работе вблизи максимального тока или при высоких температурах окружающей среды. Избегайте размещения светодиодов рядом с другими теплообразующими компонентами.

8.3 Оптическое проектирование

Угол обзора 75 градусов обеспечивает широкий луч. Для применений, требующих более сфокусированного луча, потребуются вторичная оптика (линзы, световоды). Купольная линза обеспечивает хорошую осевую интенсивность, подходящую для прямого наблюдения в качестве индикатора.

8.4 Надежность и срок службы

Срок службы светодиода обычно определяется как момент, когда световой выход снижается до 50% (L70) или 70% (L50) от начального значения. Эксплуатация светодиода ниже его абсолютных максимальных параметров, особенно по току и температуре, является основным фактором для максимизации срока службы.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

9.1 В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?

Пиковая длина волны (λ_P):Конкретная длина волны, на которой светодиод излучает максимальную оптическую мощность. Это физическое измерение из спектра.Доминирующая длина волны (λ_d):Единственная длина волны монохроматического света, которая будет казаться стандартному наблюдателю того же цвета, что и светодиод. Она рассчитывается из координат цветности CIE и более актуальна для спецификации цвета.

9.2 Могу ли я питать этот светодиод от источника 3.3В без резистора?

No.Прямое напряжение составляет всего 1.7-2.5В. Прямое подключение к 3.3В вызовет чрезмерный ток, значительно превышающий максимальные 25мА, что приведет к немедленному или быстрому выходу из строя. Всегда требуется токоограничивающий резистор или стабилизатор.

9.3 Зачем нужна система сортировки по напряжению и интенсивности?

Вариации в производственных процессах полупроводников вызывают незначительные различия в характеристиках. Сортировка распределяет светодиоды по группам с жестко контролируемыми параметрами. Это позволяет разработчикам выбрать группу, гарантирующую корректную работу их конструкции (например, обеспечение равномерной яркости нескольких светодиодов в массиве путем выбора одной и той же группы по интенсивности).

9.4 Как интерпретировать рейтинг MSL 3?

MSL (Уровень чувствительности к влаге) 3 означает, что корпус может находиться в условиях производственного цеха (≤ 30°C / 60% относительной влажности) до 168 часов (7 дней) после вскрытия упаковки до момента пайки оплавлением. Если это время превышено, компоненты необходимо прогреть для удаления поглощенной влаги, которая может вызвать "вспучивание" (растрескивание корпуса) во время оплавления.

10. Введение в технологию и тренды

10.1 Принцип технологии AlInGaP

Фосфид алюминия-индия-галлия (AlInGaP) — это полупроводниковое соединение III-V группы, используемое в основном для производства высокоэффективных светодиодов в красной, оранжевой, янтарной и желтой областях видимого спектра. Путем регулировки соотношений алюминия, индия и галлия можно настраивать ширину запрещенной зоны материала, что напрямую определяет длину волны (цвет) излучаемого света. Светодиоды AlInGaP известны своей высокой световой отдачей и хорошей температурной стабильностью по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP.

10.2 Отраслевые тренды

Общая тенденция в SMD светодиодах направлена на повышение эффективности (больше люмен на ватт), увеличение плотности мощности в более компактных корпусах и улучшение цветовой однородности и передачи. Также наблюдается сильная тенденция к более широкому внедрению бессвинцовых и бесгалогенных материалов для соответствия строгим экологическим нормам по всему миру. Технология корпусов продолжает развиваться для лучшего управления отводом тепла, что является основным ограничителем производительности и срока службы в мощных приложениях.