SMT CBI Двухцветный светодиодный индикатор LTL-M12YB1H310U - Желтый/Синий - 10мА - 72/78мВт - Техническая спецификация

1. Обзор продукта

LTL-M12YB1H310U — это индикатор для печатных плат (CBI) для поверхностного монтажа (SMT). Он состоит из черного пластикового корпуса под прямым углом, предназначенного для установки со специальными светодиодными лампами. Этот компонент разработан для удобства сборки на печатные платы (PCB), предлагая штабелируемую конструкцию для создания горизонтальных или вертикальных массивов. Основная функция — обеспечение четкой, контрастной визуальной индикации состояния в электронном оборудовании.

1.1 Ключевые особенности и преимущества

• Конструкция для поверхностного монтажа:Полностью совместим с автоматизированными процессами SMT-монтажа, обеспечивая высокообъемную и эффективную установку на платы.
• Улучшенная видимость:Материал черного корпуса обеспечивает высокий коэффициент контрастности со светящимся светодиодом, улучшая читаемость при различном освещении.
• Двухцветный источник света:Объединяет AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для желтого свечения и InGaN (нитрид индия-галлия) для синего свечения в сочетании с белой рассеивающей линзой для равномерного светового пятна.
• Энергоэффективность:Характеризуется низким энергопотреблением и высокой световой отдачей, подходит для приложений, чувствительных к питанию.
• Соответствие экологическим нормам:Это бессвинцовый продукт, соответствующий директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ).
• Испытания на надежность:Устройства проходят предварительную кондиционированную обработку, ускоренную по стандартам JEDEC (Объединенный инженерный совет по электронным устройствам) уровня 3, что указывает на устойчивый уровень чувствительности к влаге, подходящий для стандартных процессов SMT-оплавления.

1.2 Целевые области применения и рынки

Данный индикатор предназначен для использования в обычном электронном оборудовании в нескольких ключевых отраслях:

• Компьютерные системы:Индикаторы состояния на материнских платах, серверах, устройствах хранения данных и периферийных устройствах.
• Оборудование связи:Индикаторы для сетевых коммутаторов, маршрутизаторов, модемов и телекоммуникационных устройств.
• Потребительская электроника:Индикаторы питания, режима или функции в аудио/видео оборудовании, бытовой технике и персональных устройствах.
• Промышленные системы управления:Панельные индикаторы для машин, приборов и систем управления, требующие надежной визуальной обратной связи.

2. Технические характеристики и объективная интерпретация

2.1 Предельные параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа в таких условиях не гарантируется.

• Рассеиваемая мощность (P_d):Желтый: 72 мВт, Синий: 78 мВт. Этот параметр ограничивает общую электрическую мощность, которая может преобразовываться в тепло внутри корпуса светодиода.
• Пиковый прямой ток (I_FP):80 мА для обоих цветов. Это максимально допустимый мгновенный ток, обычно для импульсного режима работы с коэффициентом заполнения ≤ 1/10 и длительностью импульса ≤ 0,1 мс. Превышение может привести к катастрофическому отказу.
• Постоянный прямой ток (I_F):Желтый: 30 мА, Синий: 20 мА. Это максимальный рекомендуемый постоянный ток для надежной долгосрочной работы. Более низкий номинал для синего светодиода отражает типичные характеристики материала InGaN.
• Температурные диапазоны:Рабочий: от -40°C до +85°C; Хранения: от -40°C до +100°C. Эти широкие диапазоны обеспечивают функциональность в суровых условиях и безопасные условия хранения.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные параметры производительности, измеренные при температуре окружающей среды (T_A) 25°C в указанных условиях испытаний.

• Сила света (I_V):Желтый: 18 мкд (мин.), Синий: 12,6 мкд (мин.) при I_F= 10мА. Это измеряет воспринимаемую человеческим глазом яркость. Классификационный код для I_Vуказан на упаковочном пакете для сортировки.
• Пиковая длина волны излучения (λ_P):Желтый: 592 нм (тип.), Синий: 468 нм (тип.). Это длина волны, на которой спектральная мощность излучения максимальна.
• Доминирующая длина волны (λ_d):Желтый: 582-595 нм, Синий: 464-476 нм при I_F= 10мА. Рассчитанная на основе диаграммы цветности CIE, эта единственная длина волны наилучшим образом представляет воспринимаемый цвет светодиода и определяет его цветовой бин.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):Желтый: 15 нм (тип.), Синий: 25 нм (тип.). Это указывает на спектральную чистоту; меньшее значение означает более монохроматический свет. Желтые светодиоды AlInGaP обычно имеют более узкий спектр, чем синие светодиоды InGaN.
• Прямое напряжение (V_F):Желтый: 1,7-2,4В, Синий: 2,7-3,8В при I_F= 10мА. Падение напряжения на светодиоде при протекании тока. Более высокое V_Fдля синего цвета характерно для технологии InGaN.
• Обратный ток (I_R):10 мкА (макс.) для обоих цветов при V_R= 5В. Светодиоды не предназначены для работы в обратном смещении; этот параметр предназначен только для проверки утечки.

3. Объяснение системы бининга

В спецификации подразумевается система бининга на основе ключевых оптических параметров для обеспечения согласованности цвета и яркости при производстве.

• Бининг по длине волны/цвету:Диапазоны доминирующей длины волны (λ_d) (Желтый: 582-595нм, Синий: 464-476нм) определяют допустимое отклонение цвета. Продукты сортируются по бинам в пределах этих диапазонов.
• Бининг по силе света:Для силы света (I_V) указано минимальное значение. Устройства, вероятно, тестируются и классифицируются по бинам интенсивности, при этом конкретный код бина указывается на упаковке (как отмечено в спецификации).
• Бининг по прямому напряжению:Хотя явно не указан как параметр для бининга, указанный диапазон V_Fуказывает на допустимое отклонение. Согласованность V_Fважна для согласования токов в параллельных цепях.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены типичные характеристические кривые, которые необходимы для проектирования.

• Вольт-амперная характеристика (I-V):Показывает зависимость прямого тока (I_F) от прямого напряжения (V_F). Она нелинейна, с напряжением включения/пороговым напряжением (приблизительно 1,5В для желтого, 2,5В для синего), после которого ток быстро возрастает при небольшом увеличении напряжения. Это требует ограничения тока в схемах управления.
• Зависимость силы света от прямого тока:Обычно показывает, что I_Vлинейно возрастает с I_Fпри низких токах, возможно насыщение при более высоких токах из-за тепловых эффектов и снижения эффективности.
• Температурная зависимость:Сила света обычно уменьшается с увеличением температуры перехода. Прямое напряжение также уменьшается с ростом температуры (отрицательный температурный коэффициент).
• Спектральное распределение:График показывает относительную излучаемую мощность в зависимости от длины волны с пиком на λ_Pи шириной, определяемой Δλ. Доминирующая длина волны λ_dрассчитывается из этого спектра.

5. Механическая информация и информация об упаковке

5.1 Габаритные размеры

Компонент имеет профиль для монтажа под прямым углом (90 градусов). Ключевые примечания по размерам включают:

• Все размеры указаны в миллиметрах, допуск по умолчанию ±0,25 мм, если не указано иное.
• Материал корпуса — черный пластик.
• Встроенный светодиод представляет собой двухцветный желтый/синий тип с белой рассеивающей линзой для смешивания света и более широкого угла обзора.

5.2 Определение полярности и монтаж

Хотя точная разводка контактных площадок не детализирована в предоставленном тексте, SMT светодиоды требуют правильной ориентации полярности. Конструкция посадочного места на плате должна соответствовать конфигурации выводов компонента. Черный корпус и конструкция под прямым углом способствуют механическому выравниванию при установке.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Хранение и обращение

• Герметичная упаковка:Хранить при температуре ≤30°C и влажности ≤70%. Использовать в течение одного года с даты вскрытия пакета.
• Вскрытая упаковка:Для компонентов, извлеченных из влагозащитных пакетов, хранить при температуре ≤30°C и влажности ≤60%. Рекомендуется завершить пайку оплавлением в течение 168 часов (1 неделя) после вскрытия.
• Продолжительное воздействие:Если воздействие превышает 168 часов, перед пайкой требуется прогрев при температуре приблизительно 60°C в течение не менее 48 часов для удаления поглощенной влаги и предотвращения повреждения типа \"попкорн\" во время оплавления.

6.2 Параметры процесса пайки

• Ручная пайка (паяльником):Максимальная температура 350°C, максимальное время 3 секунды на соединение. Применять только один раз.
• Волновая пайка:Предварительный нагрев: 150-200°C до 120 секунд. Волна припоя: максимум 260°C до 5 секунд. Максимальное количество циклов — два раза.
• Пайка оплавлением:Компонент квалифицирован для уровня 3 по JEDEC. Предоставлен примерный профиль оплавления с акцентом на необходимость соблюдения пределов JEDEC и рекомендаций производителя паяльной пасты. Процесс оплавления не должен превышать двух циклов. Профиль обычно включает этапы предварительного нагрева, термостатирования, пика оплавления (рекомендуется ~245-260°C) и охлаждения.

6.3 Очистка и механические нагрузки

• При необходимости используйте спиртосодержащие растворители, такие как изопропиловый спирт, для очистки.
• Избегайте приложения механических нагрузок к выводам или корпусу во время сборки. Не используйте основание выводной рамки в качестве точки опоры для изгиба.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки

• Несущая лента:Стандартная конструкция с шагом 10 звездочек. Материал: Черный проводящий полистирольный сплав. Толщина: 0,40 ±0,06 мм.
• Катушка:Стандартная катушка диаметром 13 дюймов (330 мм). Количество: 1400 штук на катушке.
• Коробка:Одна катушка упакована с осушителем и индикаторной картой влажности во влагозащитный пакет (MBB). Три MBB упакованы во внутреннюю коробку (всего 4200 шт.). Десять внутренних коробок упакованы во внешнюю коробку (всего 42000 шт.).

7.2 Номер детали и редакция

Базовый номер детали — LTL-M12YB1H310U. История изменений документа отслеживается, дата вступления в силу текущей спецификации — 01.04.2021.

8. Рекомендации по проектированию приложений

8.1 Проектирование схемы управления

Критическое соображение:Светодиоды — это устройства с токовым управлением. Для обеспечения равномерной яркости, особенно при параллельном подключении нескольких светодиодов, для каждого светодиода должен использоваться последовательный токоограничивающий резистор (Схема A). Не рекомендуется напрямую подключать несколько светодиодов параллельно к источнику напряжения (Схема B), так как небольшие различия в прямом напряжении (V_F) отдельных светодиодов вызовут значительные различия в токе и, следовательно, в яркости.

Значение последовательного резистора (R_s) можно рассчитать по закону Ома: R_s= (V_{питания}- V_F) / I_F, где I_F— желаемый рабочий ток (например, 10 мА), а V_F— типичное прямое напряжение из спецификации.

8.2 Тепловой менеджмент

Хотя рассеиваемая мощность мала, поддержание температуры перехода светодиода в указанном рабочем диапазоне имеет решающее значение для долгосрочной надежности и стабильности светового потока. Обеспечьте достаточную площадь меди на плате или тепловые переходы вокруг контактных площадок для отвода тепла, особенно при работе, близкой к максимальному постоянному току.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению с дискретными светодиодными кристаллами или более простыми SMT светодиодами, этот CBI (индикатор для печатных плат) предлагает явные преимущества:

• Интегрированное решение:Объединяет светодиодный кристалл, линзу и конструктивный корпус под прямым углом в одном SMT корпусе, упрощая механическое проектирование и сборку.
• Улучшенная читаемость:Черный корпус и рассеивающая линза обеспечивают превосходный контраст и угол обзора по сравнению со многими светодиодами с прозрачной линзой без корпуса.
• Двухцветная функциональность:Интеграция двух различных полупроводниковых материалов (AlInGaP и InGaN) в одном корпусе позволяет осуществлять двойную индикацию состояния (например, питание включено/ожидание, режим A/режим B) без использования дополнительного места на плате.
• Штабелируемая конструкция:Облегчает создание многоканальных индикаторных панелей или массивов с постоянным шагом и выравниванием.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: Могу ли я управлять этим светодиодом напрямую с выхода логики 5В или 3,3В?

О1: Нет. Вы должны использовать последовательный токоограничивающий резистор. Например, при питании 5В и синем светодиоде (V_F~3,2В тип.) при 10мА: R_s= (5В - 3,2В) / 0,01А = 180 Ом. Для более высоких токов или мультиплексирования может потребоваться транзисторный драйвер или специализированная микросхема драйвера светодиодов.

В2: В чем разница между пиковой длиной волны (λ_P) и доминирующей длиной волны (λ_d)?

О2: λ_P— это физический пик спектра света. λ_d— это расчетное значение, представляющее воспринимаемый человеческим глазом цвет, полученное из полного спектра и функций согласования цветов CIE. λ_dболее актуальна для спецификации цвета и бининга.

В3: Как интерпретировать предварительную обработку JEDEC уровня 3?

О3: JEDEC уровень 3 означает, что компонент может подвергаться воздействию заводских условий окружающей среды (≤30°C/60% влажности) до 168 часов (1 неделя) после вскрытия влагозащитного пакета без необходимости предварительного прогрева перед пайкой оплавлением. Это обеспечивает гибкость в планировании производства.

В4: Почему максимальные токи для желтого и синего разные?

О4: Различные полупроводниковые материалы (AlInGaP и InGaN) имеют разные электрические и тепловые свойства, что приводит к разным максимальным безопасным плотностям рабочего тока, определенным испытаниями на надежность производителя.

11. Практический пример применения

Сценарий: Проектирование панели состояния для сетевого коммутатора.Панели нужен зеленый свет для \"Связь активна\", желтый для \"Активность\" и синий для \"PoE (питание через Ethernet) активно\". Хотя данная конкретная деталь желтая/синяя, можно использовать аналогичные компоненты CBI зеленого цвета. Конструктор должен:

1. Разместить три посадочных места для CBI (для зеленого, желтого, синего) в вертикальном массиве на передней панели платы.
2. Для каждого светодиода рассчитать соответствующий последовательный резистор на основе напряжения цифрового ввода/вывода системы 3,3В и желаемого тока управления 8 мА для достаточной яркости.
3. Проложить управляющие сигналы от основного микроконтроллера коммутатора к токоограничивающим резисторам, а затем к анодам светодиодов. Соединить все катоды с землей.
4. В инструкциях по сборке указать, что линия SMT должна следовать профилю оплавления JEDEC уровня 3 и что любые платы с открытыми CBI более 168 часов перед пайкой должны быть прогреты.

Такой подход дает профессиональную, однородную индикаторную панель, которую легко собирать автоматически.

12. Введение в принцип работы

Светоизлучающие диоды (LED) — это полупроводниковые p-n переходные устройства. При приложении прямого напряжения электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в область перехода (активный слой). Там они рекомбинируют, высвобождая энергию. В этих материалах (AlInGaP и InGaN) эта энергия высвобождается в основном в виде фотонов (света) — процесс, называемый электролюминесценцией. Конкретный цвет (длина волны) излучаемого света определяется шириной запрещенной зоны полупроводникового материала, используемого в активном слое. AlInGaP имеет запрещенную зону, соответствующую красному, оранжевому и желтому свету, в то время как InGaN может производить свет от зеленого до ультрафиолетового, причем синий является распространенным вариантом. Белая рассеивающая линза рассеивает свет, создавая более равномерное и широкое световое пятно.

13. Технологические тренды

Развитие SMT индикаторов, таких как CBI, следует общим тенденциям в электронике:

• Миниатюризация и интеграция:Продолжающееся уменьшение размеров корпусов и интеграция большего количества функций (например, RGB многоцветные, встроенные ИС драйверы) в единые SMT корпуса.
• Повышенная эффективность:Постоянные улучшения внутренней квантовой эффективности (IQE) и методов извлечения света приводят к более высокой силе света на единицу потребляемой электрической мощности.
• Улучшенная надежность и устойчивость:Достижения в области материалов корпусов и технологий крепления кристаллов повышают производительность в более широких температурных диапазонах и увеличивают срок службы.
• Стандартизация:Более широкое внедрение стандартизированных посадочных мест и оптических характеристик для упрощения проектирования и поиска компонентов инженерами.