Техническая спецификация SMT индикатора LTL-M11KS1AH310Q - Желтый светодиод с белой рассеивающей линзой - Прямой ток 10мА - Типичное прямое напряжение 2.5В

1. Обзор продукта

LTL-M11KS1AH310Q представляет собой индикатор для печатных плат (Circuit Board Indicator, CBI) для поверхностного монтажа (SMT). Он состоит из черного пластикового корпуса под прямым углом, предназначенного для установки со специальной светодиодной лампой. Основная функция — служить индикатором состояния или питания на печатных платах (PCB). Конструкция ориентирована на простоту сборки и интеграции в автоматизированные SMT-производственные линии.

1.1 Ключевые преимущества

• Совместимость с SMT:Разработан для стандартных процессов поверхностного монтажа, что позволяет осуществлять высокообъемную, автоматизированную установку на платы.
• Улучшенная контрастность:Материал черного корпуса обеспечивает высокий коэффициент контрастности со светящимся светодиодом, улучшая видимость.
• Гибкость конструкции:Форм-фактор под прямым углом позволяет излучать свет параллельно плоскости платы, что идеально для боковой подсветки или конструкций с ограниченным пространством.
• Экологичность:Продукт не содержит свинца и соответствует директиве об ограничении использования опасных веществ (RoHS).
• Надежность:Устройство проходит предварительное кондиционирование, ускоренное до уровня JEDEC Level 3, что указывает на внимание к чувствительности к влаге и надежности компонентов для поверхностного монтажа.

1.2 Целевые области применения

Данный индикатор подходит для широкого спектра электронного оборудования, где требуется надежная, маломощная индикация состояния. Типичные секторы применения включают:

• Компьютерные периферийные устройства и материнские платы
• Коммуникационное оборудование (маршрутизаторы, коммутаторы, модемы)
• Потребительская электроника (аудио/видео оборудование, бытовая техника)
• Промышленные системы управления и приборы

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Абсолютные максимальные режимы

Эти режимы определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или близко к ним не рекомендуется.

• Рассеиваемая мощность (Pd):Максимум 72 мВт. Это общая мощность, которую устройство может рассеивать в виде тепла.
• Постоянный прямой ток (IF):Максимальный непрерывный ток 30 мА.
• Пиковый прямой ток:80 мА, допустим только в импульсном режиме (скважность ≤ 1/10, длительность импульса ≤ 0.1 мс).
• Диапазон рабочих температур (Topr):от -40°C до +85°C. Устройство рассчитано на промышленные температурные условия.
• Диапазон температур хранения (Tstg):от -40°C до +100°C.
• Температура пайки выводов:260°C максимум в течение 5 секунд, измеряется на расстоянии 2.0 мм от корпуса. Это критично для процессов волновой или ручной пайки.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные рабочие параметры, измеренные при температуре окружающей среды (TA) 25°C и прямом токе (IF) 10 мА, если не указано иное.

• Сила света (Iv):Диапазон от 8.7 мкд (минимум) до 50 мкд (максимум), типичное значение 25 мкд. Интенсивность измеряется с использованием фильтра, приближенного к кривой спектральной чувствительности глаза (CIE). Конкретный код классификации Iv указан на упаковке продукта.
• Угол обзора (2θ1/2):40 градусов. Это полный угол, при котором сила света падает до половины своего пикового (осевого) значения. Он определяет ширину светового пучка светодиода.
• Пиковая длина волны излучения (λP):592 нм. Это длина волны, на которой спектральная мощность излучения максимальна.
• Доминирующая длина волны (λd):Диапазон от 582 нм до 595 нм, типичное значение 589 нм. Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, которая определяет цвет (в данном случае желтый), полученная из диаграммы цветности CIE.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):15 нм. Это указывает на спектральную чистоту или ширину полосы излучаемого света.
• Прямое напряжение (VF):Диапазон от 2.0В до 2.5В, типичное значение 2.5В при IF=10мА.
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при приложенном обратном напряжении (VR) 5В.Важно:Данный светодиод не предназначен для работы в режиме обратного смещения; этот параметр указан только для целей тестирования.

3. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены типичные характеристические кривые, которые важны для инженеров-конструкторов. Хотя конкретные графики не воспроизводятся в тексте, их значение анализируется ниже.

3.1 Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

Эта кривая показывает нелинейную зависимость между током через светодиод и напряжением на нем. Типичное VF 2.5В при 10мА является ключевой рабочей точкой. Конструкторы используют эту кривую для расчета необходимого значения токоограничивающего резистора для заданного напряжения питания.

3.2 Сила света в зависимости от прямого тока

Эта зависимость, как правило, линейна в рабочем диапазоне. Увеличение прямого тока увеличивает световой поток, но также увеличивает рассеиваемую мощность и температуру перехода, что может повлиять на долговечность и смещение цвета.

3.3 Спектральное распределение

Приведенный спектральный график показал бы относительную мощность излучения по длинам волн с пиком на 592 нм (λP) и определенной полушириной 15 нм (Δλ), подтверждая монохроматическое желтое излучение.

4. Механическая информация и упаковка

4.1 Габаритные размеры и конструкция

Устройство имеет черный пластиковый корпус под прямым углом. Ключевые механические примечания включают:

• Все размеры указаны в миллиметрах, допуски обычно ±0.25 мм, если не указано иное.
• Материал корпуса — черный пластик.
• Встроенный светодиод излучает желтый свет через белую рассеивающую линзу, что помогает расширить угол обзора и смягчить световую точку.

4.2 Идентификация полярности

Для SMT-компонентов полярность обычно указывается маркировкой на корпусе или асимметричным расположением контактных площадок на посадочном месте платы. Чертеж в спецификации указывает идентификацию катода/анода.

4.3 Спецификация упаковки

Продукт поставляется в упаковке типа "лента и катушка", подходящей для автоматических установочных машин.

• Несущая лента:Изготовлена из черного проводящего полистиролового сплава, толщиной 0.40 мм.
• Емкость катушки:1400 штук на стандартной 13-дюймовой катушке.
• Картонная упаковка:Катушки упакованы с осушителем и индикаторной картой влажности в влагозащитные пакеты (MBB). Три MBB упакованы во внутреннюю коробку (всего 4200 шт.). Десять внутренних коробок упакованы во внешнюю коробку (всего 42000 шт.).

5. Рекомендации по пайке и сборке

5.1 Условия хранения

• Запечатанная упаковка:Хранить при температуре ≤30°C и влажности ≤70%. Использовать в течение одного года.
• Вскрытая упаковка:Хранить при температуре ≤30°C и влажности ≤60%. Компоненты должны быть припаяны методом ИК-оплавления в течение 168 часов (1 неделя) после вскрытия. При более длительном хранении перед пайкой требуется 48-часовая сушка при 60°C для удаления поглощенной влаги и предотвращения "вспучивания" (popcorning) во время оплавления.

5.2 Параметры процесса пайки

Ручная/Волновая пайка:Максимальная температура паяльника 350°C в течение ≤3 секунд. При волновой пайке соблюдать минимальный зазор 2 мм между линзой/держателем и точкой пайки. Максимальная температура пайки выводов 260°C в течение 5 секунд.

Пайка оплавлением:Процесс должен соответствовать стандартному температурному профилю JEDEC. Ключевые параметры включают:

• Предварительный нагрев: 150-200°C до 120 секунд.
• Пиковая температура оплавления: Максимум 260°C.
• Время выше температуры ликвидуса: Максимум 5 секунд.
• Критично:Общее количество циклов оплавления не должно превышать двух.

Профиль должен быть охарактеризован для конкретной конструкции платы, припойной пасты и используемой печи.

5.3 Очистка и обращение

• При необходимости используйте спиртосодержащие растворители, такие как изопропиловый спирт, для очистки.
• Избегайте любых механических нагрузок на выводы или линзу во время обращения и сборки.

6. Применение и конструктивные соображения

6.1 Проектирование схемы управления

Светодиоды являются устройствами с токовым управлением. Для обеспечения равномерной яркости и предотвращения перегрузки по току, последовательный токоограничивающий резисторобязателендля каждого светодиода, даже когда несколько светодиодов подключены параллельно к одному источнику напряжения (см. рекомендуемую Схему A в спецификации). Прямое параллельное подключение светодиодов без индивидуальных резисторов (Схема B) не рекомендуется, так как небольшие различия в прямом напряжении (VF) могут вызвать значительные различия в токе и, следовательно, в яркости между устройствами.

Значение резистора (R) рассчитывается по закону Ома: R = (V_питания - VF_светодиода) / I_желаемый. Используя типичное VF 2.5В и желаемый ток 10мА при питании 5В: R = (5В - 2.5В) / 0.01А = 250 Ом. Подойдет стандартный резистор на 240 или 270 Ом, и следует проверить его мощность (P = I²R).

6.2 Тепловой режим

Хотя рассеиваемая мощность мала (макс. 72 мВт), обеспечение работы устройства в пределах его температурных режимов критически важно для долгосрочной надежности. Достаточная площадь медного покрытия вокруг контактных площадок может помочь рассеять тепло. Избегайте непрерывной работы на абсолютном максимальном токе (30 мА), если тепловой анализ не подтвердит безопасность такого режима.

6.3 Оптическая интеграция

Конструкция под прямым углом направляет свет горизонтально вдоль платы. Учитывайте размещение относительно лицевых панелей, световодов или дисплейных панелей. Белая рассеивающая линза обеспечивает более мягкую и широкую световую точку по сравнению с прозрачной линзой.

7. Техническое сравнение и дифференциация

Ключевыми отличительными факторами данного SMT CBI являются его специфическая комбинация атрибутов: черный корпус под прямым углом, технология желтого AlInGaP кристалла (известная высокой эффективностью и стабильностью), интегрированная белая рассеивающая линза для угла обзора и внешнего вида, а также его квалификация для стандартных процессов SMT-оплавления, включая предварительное кондиционирование JEDEC Level 3. Это делает его надежным выбором для автоматизированного производства профессиональной и промышленной электроники, где критически важны надежность и стабильная работа.

8. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

8.1 Для чего нужен "код классификации Iv" на пакете?

Сила света (Iv) светодиодов может варьироваться от партии к партии в пределах указанного диапазона мин./макс. Код классификации позволяет отслеживаемость и выбор для применений, требующих точного соответствия яркости.

8.2 Могу ли я питать этот светодиод током 20 мА вместо 10 мА?

Да, максимальный постоянный прямой ток составляет 30 мА. Питание током 20 мА даст более высокий световой поток (см. кривую Iv от IF), но также увеличит рассеиваемую мощность (Pd = VF * IF) и температуру перехода. Убедитесь, что общая Pd не превышает 72 мВт и что тепловые условия приемлемы.

8.3 Почему требуется сушка, если пакет вскрыт более 168 часов?

Пластиковые корпуса SMT-компонентов поглощают влагу из атмосферы. Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта захваченная влага может быстро испаряться, создавая внутреннее давление, которое может расслоить корпус или повредить кристалл ("вспучивание"). Сушка удаляет эту поглощенную влагу, делая компонент безопасным для оплавления.

9. Практический пример проектирования

Сценарий:Проектирование панели индикаторов состояния для промышленного маршрутизатора. Требуется четыре одинаковых желтых индикатора питания/активности, расположенных вдоль одного края платы, видимых с лицевой панели.

Реализация:

1. Выбор компонента:LTL-M11KS1AH310Q выбран из-за его бокового излучения (свет направлен к краю панели), совместимости с SMT (автоматическая сборка) и промышленного температурного диапазона.
2. Разводка платы:Четыре одинаковых посадочных места размещены с линзами, обращенными к краю платы. Ориентация катода/анода единообразна. Небольшая область медного полигона подключена к тепловым площадкам для отвода тепла.
3. Проектирование схемы:Используется общая шина питания 5В. Каждый светодиод имеет свой собственный последовательный токоограничивающий резистор 240 Ом, рассчитанный на ток ~10 мА ((5В - 2.5В)/240Ом ≈ 10.4 мА). Это обеспечивает равномерную яркость.
4. Примечания для производства:Сборочному предприятию дано указание следовать профилю оплавления JEDEC с пиковой температурой ≤260°C. Компоненты хранятся в запечатанных пакетах до момента настройки SMT-линии для соблюдения срока хранения 168 часов.

10. Принцип работы

Устройство представляет собой светоизлучающий диод (LED). При приложении прямого напряжения, превышающего его характерное прямое напряжение (VF), электроны рекомбинируют с дырками внутри полупроводникового материала (AlInGaP - фосфид алюминия-индия-галлия), высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав полупроводниковых слоев определяет длину волны (цвет) излучаемого света, который в данном случае находится в желтой области (~589 нм доминирующая длина волны). Белая рассеивающая эпоксидная линза инкапсулирует кристалл, обеспечивая механическую защиту, формируя световой поток (угол обзора 40 градусов) и рассеивая источник света для более мягкого внешнего вида.

11. Технологические тренды

Использование материала AlInGaP для желтых светодиодов представляет собой зрелую и высокоэффективную технологию. Общие тренды в индикаторных светодиодах включают продолжающуюся миниатюризацию, увеличение световой отдачи (больше света на ватт), более широкое внедрение стандартов упаковки и тестирования высокой надежности (таких как уровни MSL JEDEC) и интеграцию функций, таких как встроенные резисторы или драйверы ИС, для упрощения схемотехники. Акцент на RoHS и других стандартах экологического соответствия остается сильным во всей отрасли.