Техническая спецификация SMT CBI LED LTLM11KF1H310U - Янтарный цвет - 2.0В тип. - 72мВт макс.

1. Обзор продукта

LTLM11KF1H310U — это индикатор для печатных плат (CBI), предназначенный для процессов сборки по технологии поверхностного монтажа (SMT). Он состоит из черного пластикового корпуса под прямым углом (держателя), в который интегрирован светоизлучающий диод. Этот компонент разработан для применений, требующих четкой индикации состояния на печатных платах (PCB).

1.1 Ключевые особенности

• Совместимость с SMT:Предназначен для автоматизированных процессов установки и пайки оплавлением.
• Улучшенная контрастность:Материал черного корпуса улучшает визуальное соотношение контрастности между светящимся индикатором и фоном печатной платы.
• Высокая эффективность:Обеспечивает низкое энергопотребление при высокой световой отдаче.
• Соответствие экологическим нормам:Это бессвинцовый продукт, соответствующий директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ).
• Оптическая конструкция:Использует полупроводниковый кристалл AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия), излучающий янтарный свет, в сочетании с белой рассеивающей линзой для равномерного широкого угла обзора.
• Надежность:Устройства проходят предварительную кондиционированную обработку, ускоренную до уровня чувствительности к влаге JEDEC (Объединенный инженерный совет по электронным устройствам) MSL 3, что обеспечивает устойчивость к повреждениям, вызванным влагой, во время пайки.

1.2 Целевое применение

Данный индикаторный светодиод подходит для широкого спектра электронного оборудования, включая:

• Компьютерные периферийные устройства и материнские платы
• Коммуникационные устройства и сетевое оборудование
• Бытовая электроника
• Промышленные системы управления и приборы

2. Анализ технических параметров

Все характеристики определены при температуре окружающей среды (TA) 25°C, если не указано иное.

2.1 Предельно допустимые режимы эксплуатации

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

• Рассеиваемая мощность (Pd):Максимум 72 мВт.
• Пиковый прямой ток (IFP):Максимум 80 мА. Данный режим применяется в импульсных условиях с коэффициентом заполнения ≤ 1/10 и длительностью импульса ≤ 0.1 мс.
• Постоянный прямой ток (IF):Максимум 30 мА постоянного тока.
• Диапазон рабочих температур:от -40°C до +85°C.
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +100°C.
• Температура пайки:Выдерживает 260°C максимум в течение 5 секунд во время пайки оплавлением.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные параметры производительности в стандартных условиях испытаний.

• Сила света (Iv):8.7 мкд (мин.), 30 мкд (тип.), 50 мкд (макс.) при прямом токе (IF) 10 мА. Код классификации Iv нанесен на каждую упаковочную ленту для целей бининга.
• Угол обзора (2θ1/2):40 градусов. Это полный угол, при котором сила света падает до половины своего пикового осевого значения.
• Пиковая длина волны излучения (λP):608 нм (тип.). Это длина волны, на которой спектральное распределение мощности максимально.
• Доминирующая длина волны (λd):598 нм (мин.), 605 нм (тип.), 612 нм (макс.) при IF=10 мА. Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, которая определяет цвет (янтарный).
• Полуширина спектральной линии (Δλ):18 нм (тип.). Это указывает на спектральную чистоту или ширину полосы излучаемого света.
• Прямое напряжение (VF):1.8 В (мин.), 2.0 В (тип.), 2.6 В (макс.) при IF = 10 мА.
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при обратном напряжении (VR) 5В.Важное примечание:Данное устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения; это условие испытания предназначено только для характеристики.

3. Объяснение системы бининга

Продукт использует систему бининга для обеспечения согласованности цвета и производительности.

3.1 Биннинг по силе света

Сила света (Iv) классифицируется по бинам, причем конкретный код бина печатается на упаковочной ленте продукта. Это позволяет разработчикам выбирать светодиоды с согласованными уровнями яркости для своих приложений, что критически важно для многокомпонентных индикаторных панелей, где желателен единообразный внешний вид.

3.2 Биннинг по длине волны

Доминирующая длина волны (λd) указана в диапазоне от 598 нм до 612 нм. Хотя в данной спецификации она не детализирована как отдельные бины, значения мин./тип./макс. указывают на контролируемое изменение цветовой точки (оттенка) в производственных партиях. Для приложений со строгими требованиями к цвету рекомендуется проконсультироваться с производителем по поводу наличия конкретных бинов.

4. Анализ характеристических кривых

Типичные характеристические кривые (ссылки в спецификации) иллюстрируют взаимосвязь между ключевыми параметрами. Хотя конкретные графики здесь не воспроизводятся, анализируются их последствия.

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

Вольт-амперная характеристика для светодиода AlInGaP обычно показывает экспоненциальную зависимость. Указанное прямое напряжение (VF) 2.0В типичное при 10мА является ключевым параметром проектирования для расчета значения последовательного токоограничивающего резистора в схеме управления.

4.2 Зависимость силы света от прямого тока

Сила света обычно линейно увеличивается с прямым током в нормальном рабочем диапазоне (до номинального постоянного тока). Работа выше 10мА даст более высокую яркость, но также увеличит рассеиваемую мощность и температуру перехода, что может повлиять на долговечность и смещение цвета.

4.3 Температурная зависимость

Производительность светодиода чувствительна к температуре. Сила света светодиодов AlInGaP обычно уменьшается с увеличением температуры перехода. Указанный диапазон рабочих температур от -40°C до +85°C определяет условия окружающей среды, при которых гарантируются опубликованные характеристики.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры

Устройство имеет конфигурацию монтажа под прямым углом (90 градусов), что позволяет свету излучаться параллельно поверхности печатной платы. Это идеально подходит для боковой подсветки панелей или индикаторов состояния, просматриваемых сбоку корпуса. Материал корпуса указан как черный пластик. Критические допуски размеров составляют ±0.25 мм, если не указано иное на подробном механическом чертеже, приведенном в спецификации.

5.2 Определение полярности

Как устройство для поверхностного монтажа, полярность указывается физическим дизайном посадочного места компонента на ленте и катушке, а также соответствующей разводкой контактных площадок на печатной плате. Разработчики должны строго придерживаться рекомендуемого рисунка контактных площадок, чтобы обеспечить правильную ориентацию во время автоматизированной сборки и предотвратить обратное смещение.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Условия хранения

• Герметичная упаковка:Хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности (RH) ≤70%. Срок годности в герметичном влагозащитном пакете (MBB) с осушителем составляет один год.
• Вскрытая упаковка:Если MBB вскрыт, условия хранения не должны превышать 30°C и 60% RH. Компоненты должны быть подвергнуты пайке оплавлением в течение 168 часов (7 дней) после вскрытия. Для хранения более 168 часов настоятельно рекомендуется 48-часовая прокалка при 60°C перед SMT-сборкой для удаления поглощенной влаги и предотвращения повреждения "попкорном" во время оплавления.

6.2 Профиль оплавления припаиваемых выводов

Рекомендуется профиль оплавления, соответствующий стандартам JEDEC, для обеспечения надежных паяных соединений без повреждения светодиода. Ключевые параметры профиля включают:

• Предварительный нагрев/прогрев:от 150°C до 200°C в течение максимум 100 секунд.
• Время выше температуры жидкости (T_L=217°C):от 60 до 150 секунд.
• Пиковая температура (T_P):Максимум 260°C.
• Время в пределах 5°C от указанной классификационной температуры (T_C=255°C):Максимум 30 секунд.
• Общее время от 25°C до пика:Максимум 5 минут.

Внимание:Превышение пиковой температуры или времени при температуре может вызвать деформацию пластиковой линзы или катастрофический отказ кристалла светодиода.

6.3 Очистка

Если необходима очистка после пайки, следует использовать только спиртовые растворители, такие как изопропиловый спирт (IPA). Агрессивные химические очистители могут повредить пластиковый корпус или линзу.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки

• Несущая лента:Компоненты поставляются на катушках диаметром 13 дюймов. Несущая лента изготовлена из черного проводящего полистиролового сплава толщиной 0.40мм ±0.06мм.
• Количество на катушке:1400 штук.
• Внутренняя коробка:Содержит 3 катушки (всего 4200 шт.), каждая запечатана во влагозащитном пакете (MBB) с осушителем и индикаторной картой влажности.
• Внешняя коробка:Содержит 10 внутренних коробок (всего 42000 шт.).

7.2 Номер детали

Базовый номер детали —LTLM11KF1H310U. Этот буквенно-цифровой код уникально идентифицирует конкретные атрибуты продукта, включая тип корпуса, цвет, бин яркости и другие производственные коды.

8. Рекомендации по проектированию приложений

8.1 Проектирование схемы управления

Светодиоды — это устройства, управляемые током. Для обеспечения стабильного и согласованного светового потока они должны управляться источником тока или, что более распространено, источником напряжения с последовательным токоограничивающим резистором.

Рекомендуемая схема:Простой и эффективный метод управления — подключение светодиода последовательно с резистором к источнику постоянного напряжения (V_CC). Значение резистора (R_S) можно рассчитать по закону Ома: R_S= (V_CC- V_F) / I_F, где V_F— прямое напряжение светодиода (используйте 2.0В типичное для запаса по проектированию), а I_F— желаемый прямой ток (например, 10мА).

Критическое замечание для параллельных соединений:При управлении несколькими светодиодами от одного источника напряжениянастоятельно рекомендуетсяиспользовать отдельный токоограничивающий резистор для каждого светодиода. Прямое параллельное соединение светодиодов без индивидуальных резисторов не рекомендуется из-за естественного разброса прямого напряжения (V_F) от устройства к устройству. Этот разброс может вызвать значительный дисбаланс тока, при котором один светодиод может потреблять гораздо больше тока, чем другие, что приводит к неравномерной яркости и потенциальной перегрузке и отказу светодиода с наименьшим V_F.

8.2 Тепловой менеджмент

Хотя рассеиваемая мощность относительно невелика (макс. 72мВт), правильное тепловое проектирование продлевает срок службы светодиода и поддерживает стабильность цвета. Убедитесь, что печатная плата имеет достаточную площадь меди, соединенную с тепловыми площадками светодиода (если таковые имеются) или общей областью платы, чтобы действовать как радиатор, особенно при работе на более высоких токах или при повышенных температурах окружающей среды.

9. Техническое сравнение и отличия

Данный SMT CBI светодиод отличается несколькими ключевыми атрибутами:

• Форм-фактор под прямым углом:В отличие от светодиодов с верхним излучением, которые излучают свет перпендикулярно плате, этот дизайн под прямым углом оптимален для применений с боковым излучением, экономя вертикальное пространство внутри корпуса.
• Технология AlInGaP:Использование AlInGaP для янтарного излучения обеспечивает высокую эффективность и отличную насыщенность цвета по сравнению со старыми технологиями, такими как фильтрованный GaP.
• Белая рассеивающая линза:Рассеивающая линза обеспечивает широкий равномерный угол обзора (40°) и смягчает вид яркого кристалла, создавая приятный индикаторный свет.
• Рейтинг JEDEC MSL3:Предварительная обработка до уровня чувствительности к влаге MSL3 обеспечивает надежность в стандартных средах SMT-сборки.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

10.1 Какова цель черного корпуса?

Черный корпус выполняет две основные функции: 1) Он увеличивает визуальный контраст между светящимся светодиодом и окружающей областью, делая индикатор более заметным. 2) Он помогает предотвратить утечку света или "перекрестные помехи" между соседними индикаторами на плотно населенной печатной плате.

10.2 Могу ли я использовать ток 20мА вместо 10мА?

Да, предельно допустимый постоянный прямой ток составляет 30 мА. Работа при 20 мА даст более высокую силу света, чем при испытательном условии 10мА. Однако вы должны соответствующим образом пересчитать значение последовательного резистора, убедиться, что общая рассеиваемая мощность (V_F* I_F) не превышает 72мВт, и учесть потенциальное влияние на долгосрочную надежность из-за повышенной температуры перехода.

10.3 Почему требуется прокаливание, если пакет вскрыт более 168 часов?

Корпуса для поверхностного монтажа из пластика могут поглощать влагу из атмосферы. Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта захваченная влага может быстро испаряться, создавая внутреннее давление, которое может расслоить корпус, расколоть кристалл или повредить проводные соединения — явление, известное как "попкорнинг". Прокаливание при 60°C в течение 48 часов безопасно удаляет эту поглощенную влагу до того, как компонент подвергнется оплавлению.

11. Практический пример проектирования

Сценарий:Проектирование индикатора "ВКЛ" для устройства, питаемого от шины 5В. Цель — работа светодиода при его типичном токе 10мА.

1. Выбор компонента:Выберите LTLM11KF1H310U для его янтарного света под прямым углом.
2. Расчет последовательного резистора: R_S= (V_CC- V_F) / I_F= (5В - 2.0В) / 0.010А = 300 Ом. Ближайшее стандартное значение резистора E24 — 300Ω или 330Ω. Использование 330Ω приведет к немного меньшему току: I_F≈ (5В - 2.0В) / 330Ω ≈ 9.1мА, что безопасно и соответствует спецификации.
3. Проверка рассеиваемой мощности:В резисторе: P_R= I_F²* R = (0.0091)²* 330 ≈ 0.027Вт (стандартного резистора 1/8Вт или 1/10Вт достаточно). В светодиоде: P_LED= V_F* I_F≈ 2.0В * 0.0091А ≈ 18.2мВт, что значительно ниже максимума в 72мВт.
4. Разводка печатной платы:Разместите компонент в соответствии с рекомендуемым рисунком контактных площадок. Убедитесь, что полярность (анод/катод) соответствует посадочному месту. Обеспечьте небольшую медную заливку вокруг площадок для незначительного отвода тепла.

12. Принцип работы

Этот светодиод работает по принципу электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе. Активная область состоит из AlInGaP. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее встроенный потенциал перехода, электроны и дырки инжектируются в активную область из n-типа и p-типа слоев соответственно. Эти носители заряда рекомбинируют с излучением, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный состав сплава AlInGaP определяет энергию запрещенной зоны, которая напрямую определяет длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае янтарный (~605 нм). Затем сгенерированный свет формируется и рассеивается интегрированной белой пластиковой линзой для достижения желаемого угла обзора и внешнего вида.

13. Технологические тренды

Развитие индикаторных светодиодов, подобных этому, следует более широким тенденциям в оптоэлектронике и SMT-сборке:

• Повышенная эффективность:Постоянные улучшения в материаловедении направлены на получение более высокой световой отдачи (больше светового потока на единицу входной электрической мощности), что позволяет снизить рабочие токи и энергопотребление системы.
• Миниатюризация:Существует постоянное стремление к уменьшению размеров посадочных мест и высоты корпусов для размещения все более компактной потребительской и промышленной электроники.
• Повышенная надежность:Улучшения в материалах корпусов, методах крепления кристаллов и влагостойкости (более высокие рейтинги MSL) способствуют увеличению срока службы и устойчивости в суровых условиях.
• Интеграция:Существует тенденция к интеграции дополнительных функций, таких как встроенные токоограничивающие резисторы ("светодиоды с резисторами") или даже драйверы ИС внутри корпуса, что упрощает проектирование схем и разводку плат.