Техническая спецификация SMT индикатора LTL-M11KS1H310Q - Желтый светодиод с белой рассеивающей линзой - Прямой ток 10мА - Типичное прямое напряжение 2.5В

1. Обзор продукта

LTL-M11KS1H310Q представляет собой индикатор для печатных плат (Circuit Board Indicator, CBI), выполненный по технологии поверхностного монтажа (SMT). Он состоит из черного пластикового корпуса под прямым углом, предназначенного для установки со специальной светодиодной лампой. Основная функция данного компонента — служить хорошо заметным индикатором состояния на печатных платах (ПП). Его ключевые преимущества включают простоту монтажа благодаря совместимости с SMT и штабелируемой конструкции для создания массивов, улучшенный визуальный контраст, обеспечиваемый черным корпусом, а также соответствие экологическим стандартам как бессвинцовый продукт, соответствующий директиве RoHS. Встроенный светодиод оснащен желтым полупроводниковым чипом на основе AlInGaP, заключенным в белую рассеивающую линзу, которая расширяет угол обзора и смягчает световой поток. Данный продукт предназначен для применения в компьютерной технике, средствах связи, потребительской электронике и промышленном оборудовании, где требуются надежные, маломощные индикаторные решения.

2. Анализ технических параметров

2.1 Предельно допустимые режимы эксплуатации

Устройство рассчитано на работу в следующих абсолютных максимальных условиях, измеренных при температуре окружающей среды (TA) 25°C. Превышение этих пределов может привести к необратимому повреждению.

• Рассеиваемая мощность (Pd):72 мВт. Это максимальная мощность, которую устройство может безопасно рассеивать в виде тепла.
• Пиковый прямой ток (IFP):80 мА. Данный ток допустим только в импульсном режиме (скважность ≤ 1/10, длительность импульса ≤ 0.1 мс) и не должен использоваться для непрерывной работы на постоянном токе.
• Постоянный прямой ток (IF):30 мА. Это максимальный рекомендуемый постоянный прямой ток для надежной долгосрочной работы.
• Диапазон рабочих температур (Topr):от -40°C до +85°C. Устройство предназначено для функционирования в этом широком температурном диапазоне.
• Диапазон температур хранения (Tstg):от -40°C до +100°C.
• Температура пайки выводов:260°C максимум в течение 5 секунд, измеренная на расстоянии 2.0 мм (0.079") от корпуса компонента. Данный параметр критически важен для процессов волновой или ручной пайки.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Ключевые рабочие параметры определены при TA=25°C и стандартном испытательном токе (IF) 10 мА.

• Сила света (Iv):Диапазон от минимального значения 8.7 мкд до типичного 25 мкд и максимального 50 мкд. Фактическое значение Iv для конкретного экземпляра классифицировано и маркировано на его упаковке.
• Угол обзора (2θ1/2):40 градусов. Это полный угол, при котором сила света падает до половины от своего пикового (осевого) значения. Белая рассеивающая линза отвечает за достижение данного угла обзора.
• Пиковая длина волны излучения (λP):592 нм. Это длина волны, на которой спектральное распределение мощности достигает максимума.
• Доминирующая длина волны (λd):Диапазон от 582 нм (мин.) до 589 нм (тип.) и до 595 нм (макс.) при IF=10 мА. Этот параметр, полученный из диаграммы цветности CIE, определяет воспринимаемый цвет света (желтый).
• Полуширина спектральной линии (Δλ):15 нм. Это указывает на спектральную чистоту или ширину полосы излучаемого света.
• Прямое напряжение (VF):Обычно 2.5 В, максимум 2.5 В при IF=10 мА. Минимальное значение указано как 2.0 В.
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при приложенном обратном напряжении (VR) 5 В. Явно указано, что устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения; данное испытательное условие предназначено только для характеристики.

3. Объяснение системы бинирования

В спецификации указано использование системы бинирования для ключевых оптических параметров, чтобы обеспечить единообразие в проектировании приложений. Сила света (Iv) имеет классификационный код, который маркируется на каждом индивидуальном упаковочном пакете. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты из определенного бина по интенсивности для достижения равномерной яркости нескольких индикаторов в системе. Аналогично, доминирующая длина волны (λd) указана с минимальным/типичным/максимальным значениями (582/589/595 нм), что подразумевает производственные вариации, которые могут быть отсортированы по бинам. Разработчикам следует обращаться к конкретной упаковочной или заказной информации для получения компонентов из желаемого бина для согласования цвета или интенсивности.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены ссылки на типичные характеристические кривые, которые необходимы для понимания поведения устройства в нестандартных условиях. Хотя конкретные графики не детализированы в предоставленном тексте, стандартные кривые для такого устройства обычно включают:

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока (I-V кривая):Показывает, как световой выход увеличивается с током, обычно сублинейным образом при высоких токах из-за тепловых эффектов.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Иллюстрирует вольт-амперную характеристику диода, что критически важно для проектирования схемы ограничения тока.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Демонстрирует снижение светового выхода при увеличении температуры перехода, что жизненно важно для применений в условиях высоких температур.
• Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, показывающий пик на 592 нм и полуширину 15 нм.

Эти кривые позволяют инженерам прогнозировать производительность в их конкретных рабочих условиях, например, при питании светодиода током, отличным от 10 мА, или при температуре окружающей среды, отличной от 25°C.

5. Механическая информация и данные о корпусе

Компонент представляет собой SMT-корпус под прямым углом. Корпус (держатель) изготовлен из черного пластика. Ключевые механические примечания:

• Все размеры приведены в миллиметрах с указанием дюймов в скобках.
• Действует общий допуск ±0.25 мм (±0.010"), если на размерном чертеже не указано иное.
• Сам светодиод желтого цвета, размещен внутри белой рассеивающей линзы.
• Физические габариты и размеры посадочного места критически важны для разводки печатной платы, чтобы обеспечить правильную установку и пайку. Конструкция под прямым углом позволяет свету излучаться параллельно поверхности платы, что идеально для боковой подсветки панелей или индикаторов состояния, видимых сбоку сборки.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Хранение и обращение

Устройство чувствительно к влаге. В оригинальной герметичной влагозащитной упаковке (MBB) с осушителем его следует хранить при температуре ≤30°C и влажности ≤70% и использовать в течение одного года. После вскрытия упаковки условия хранения не должны превышать 30°C и 60% влажности. Компоненты, подвергшиеся воздействию окружающей среды более 168 часов, требуют предварительной сушки при температуре около 60°C в течение не менее 48 часов перед пайкой, чтобы предотвратить повреждение типа \"попкорн\" во время оплавления.

6.2 Процесс пайки

Предоставлены подробные инструкции по пайке для предотвращения термического или механического повреждения:

• Пайка оплавлением:Допускается не более двух циклов оплавления. Приведен пример температурного профиля, соответствующего стандартам JEDEC, обычно включающего стадию предварительного нагрева (150-200°C до 120 с) и пиковую температуру волны припоя не выше 260°C максимум в течение 5 секунд.
• Ручная/волновая пайка:При использовании паяльника температура жала не должна превышать 350°C, а время контакта должно быть ограничено максимум 3 секундами, только один раз. Между точкой пайки и основанием линзы/корпуса необходимо соблюдать минимальный зазор 2 мм.
• Очистка:При необходимости очистки рекомендуется использовать изопропиловый спирт или аналогичные спиртосодержащие растворители.
• Механические нагрузки:Во время сборки следует использовать минимальное усилие зажима, чтобы избежать нагрузки на выводы или корпус.

7. Информация об упаковке и заказе

Спецификация упаковки детализирована для автоматизированной сборки:

• Несущая лента:Компоненты поставляются на 13-дюймовых катушках. Несущая лента изготовлена из черного проводящего полистирольного сплава толщиной 0.40 мм ±0.06 мм, с кумулятивным допуском шага 10 отверстий для звездочки ±0.20.
• Вместимость катушки:Каждая 13\" катушка содержит 1400 штук.
• Упаковка в коробки:Одна катушка упакована с индикаторной картой влажности и осушителем в одну влагозащитную упаковку (MBB). Три MBB упакованы в одну внутреннюю коробку (всего 4200 шт.). Десять внутренних коробок упакованы в одну внешнюю коробку (всего 42000 шт.).
• Номер детали:Базовый код заказа — LTL-M11KS1H310Q.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типовые схемы включения

Светодиоды являются устройствами с токовым управлением. Для обеспечения равномерной яркости при параллельном включении нескольких светодиодов настоятельно рекомендуется использовать индивидуальный токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым светодиодом. В спецификации приведена ссылка на \"Схемную модель (A)\", которая изображает эту конфигурацию: Источник питания (+) -> Резистор -> Анод светодиода -> Катод светодиода -> Источник питания (-). Этот метод компенсирует незначительные вариации прямого напряжения (VF) отдельных светодиодов, предотвращая перераспределение тока и неравномерное свечение. Значение резистора можно рассчитать по закону Ома: R = (V_питания - VF_светодиода) / I_желаемый, где I_желаемый не должен превышать максимальный постоянный прямой ток 30 мА.

8.2 Вопросы проектирования

• Тепловой режим:Хотя рассеиваемая мощность мала (макс. 72 мВт), обеспечение достаточной площади медного покрытия на плате или тепловых переходов вокруг контактных площадок может помочь поддерживать более низкую температуру перехода, сохраняя силу света и долговечность.
• Оптическое проектирование:Угол обзора 40 градусов и белая рассеивающая линза обеспечивают широкое, мягкое световое излучение. Для применений, требующих более сфокусированного луча, могут потребоваться внешние линзы или световоды.
• Полярность:Как диод, правильная ориентация анода/катода имеет важное значение. Проект посадочного места на плате должен четко указывать полярность, чтобы предотвратить ошибки сборки.

9. Техническое сравнение и отличительные особенности

LTL-M11KS1H310Q отличается своей интегрированной конструкцией SMT-держателя под прямым углом. По сравнению со стандартными чип-светодиодами, которые припаиваются непосредственно к плате, данный корпус CBI обеспечивает механическую защиту светодиода, более удобное обращение при сборке и определенную оптическую ориентацию. Черный корпус значительно улучшает контрастность, делая индикатор более ярким и четким в выключенном состоянии, что является ключевым преимуществом по сравнению с прозрачными или белыми корпусами. Использование технологии AlInGaP для желтого чипа обеспечивает высокую эффективность и стабильность по сравнению со старыми технологиями.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

10.1 Можно ли питать этот светодиод без токоограничивающего резистора?

Ответ:Нет. Питание светодиода напрямую от источника напряжения не рекомендуется и, вероятно, приведет к разрушению устройства из-за перегрузки по току. Прямое напряжение светодиода имеет отрицательный температурный коэффициент и может варьироваться от экземпляра к экземпляру. Последовательный резистор (или источник постоянного тока) обязателен для стабильной и безопасной работы.

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

Ответ:Пиковая длина волны (λP) — это единственная длина волны, на которой светодиод излучает максимальную оптическую мощность. Доминирующая длина волны (λd) — это расчетное значение из колориметрии, которое представляет воспринимаемый цвет. Для монохроматического источника, такого как этот желтый светодиод, они часто близки, но λd является более релевантным параметром для спецификации цвета в приложениях, ориентированных на человека.

10.3 Почему существует строгое временное ограничение для оплавления после вскрытия упаковки?

Ответ:Пластиковая упаковка гигроскопична (поглощает влагу). Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта поглощенная влага может быстро превратиться в пар, вызывая внутреннее расслоение, растрескивание или эффект \"попкорна\", что необратимо повреждает устройство. Срок хранения на открытом воздухе 168 часов и процедуры сушки предназначены для удаления этой влаги.

11. Пример практического применения

Сценарий: Проектирование панели индикаторов состояния для сетевого маршрутизатора.Панель требует нескольких желтых светодиодов для отображения активности соединения и состояния питания, видимых с лицевой панели. Разработчик выбирает LTL-M11KS1H310Q из-за его излучения под прямым углом (свет направлен вперед), черного корпуса (высокий контраст на фоне рамки) и совместимости с SMT (позволяет автоматизировать сборку). На печатной плате разработчик создает посадочное место, соответствующее размерам компонента из спецификации. Каждый светодиод питается в параллельной конфигурации от шины 5 В. Используя типичное VF 2.5 В и целевой ток 10 мА для достаточной яркости, рассчитывается последовательный резистор R = (5В - 2.5В) / 0.01А = 250 Ом. Выбирается стандартный резистор 240 Ом или 270 Ом. Разводка платы соблюдает рекомендуемый зазор 2 мм между контактной площадкой и корпусом светодиода. После сборки светодиоды обеспечивают равномерные, яркие желтые индикаторы, легко видимые под расчетным углом обзора.

12. Принцип работы

Устройство работает на принципе электролюминесценции в полупроводниковом диоде. Активная область светодиода состоит из фосфида алюминия-индия-галлия (AlInGaP). При приложении прямого смещающего напряжения (превышающего прямое напряжение диода, ~2.5 В) электроны из полупроводника n-типа и дырки из полупроводника p-типа инжектируются в активную область. При рекомбинации этих носителей заряда они высвобождают энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlInGaP определяет энергию запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны (цвету) излучаемого света — в данном случае желтого (~589 нм). Генерируемый свет проходит через белую рассеивающую эпоксидную линзу, которая рассеивает фотоны для создания более широкого и равномерного угла обзора.

13. Технологические тренды

Компонент отражает несколько текущих тенденций в оптоэлектронике: продолжающееся доминирование технологии поверхностного монтажа (SMT) для миниатюризации и автоматизированной сборки; использование передовых полупроводниковых материалов, таких как AlInGaP, для высокоэффективных цветных светодиодов; и интеграция механических и оптических элементов (держателя и рассеивающей линзы) в единый, удобный для пользователя корпус. Будущие разработки в этой категории продуктов могут быть сосредоточены на дальнейшей миниатюризации, увеличении световой отдачи (больше светового потока на ватт), более широком внедрении корпусов чип-масштаба (CSP) и интеграции интеллектуальных функций или драйверов в корпус. Акцент на соответствии RoHS и бессвинцовом производстве теперь является стандартным отраслевым требованием, обусловленным глобальными экологическими нормами.