Техническая документация LTLR14FGFAJH213T - Двухцветный светодиод оранжевый/желто-зеленый - 20мА - 52мВт - Выводной монтаж

1. Обзор изделия

LTLR14FGFAJH213T — это двухцветный выводной светодиодный индикатор, предназначенный для использования в качестве индикатора на печатной плате (CBI). Он имеет черный пластиковый корпус с углом 90°, который соединяется со светодиодным компонентом, повышая контрастность для лучшей видимости. Устройство входит в семейство индикаторов, доступных в различных конфигурациях, включая прямое и боковое свечение, со штабелируемой и простой в сборке конструкцией, подходящей для создания горизонтальных или вертикальных массивов на печатных платах (ПП).

1.1 Ключевые особенности

• Спроектирован для простоты сборки и интеграции на печатную плату.
• Черный материал корпуса обеспечивает высокий коэффициент контрастности со светящимся светодиодом.
• Характеризуется низким энергопотреблением и высокой световой отдачей.
• Изготовлен как бессвинцовое изделие и соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ).
• Излучает свет двух цветов: оранжевый и желто-зеленый, с использованием технологии AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) в качестве полупроводникового материала.
• Оснащен белой рассеивающей линзой для равномерного широкоугольного распределения света.
• Поставляется в упаковке типа "лента и катушка" для процессов автоматизированной сборки.

1.2 Целевые области применения

Данный светодиодный индикатор разработан для надежной работы и высокой производительности в широком спектре электронного оборудования. Его основные области применения включают:

• Компьютерные системы:Индикаторы состояния на материнских платах, серверах, сетевых коммутаторах и периферийных устройствах.
• Коммуникационное оборудование:Сигнальные и статусные индикаторы в маршрутизаторах, модемах, телекоммуникационной инфраструктуре и сетевом оборудовании.
• Потребительская электроника:Индикаторы питания, режима и функций в аудио/видео аппаратуре, бытовой технике и персональных электронных устройствах.
• Промышленные системы управления:Панельные индикаторы для станков, систем управления, приборов и автоматизированного оборудования, где критически важна четкая визуальная обратная связь.

2. Технические параметры: Подробный объективный анализ

В следующих разделах представлен детальный объективный анализ технических характеристик устройства, определенных в документации. Все параметры указаны при температуре окружающей среды (TA) 25°C, если не оговорено иное.

2.1 Предельно допустимые параметры

Предельно допустимые параметры определяют границы нагрузок, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Это не рабочие условия.

• Рассеиваемая мощность (PD):52 мВт (для обоих цветов: оранжевого и желто-зеленого). Это максимальное количество мощности, которое устройство может рассеять в виде тепла без деградации.
• Пиковый прямой ток (IF(peak)):60 мА. Этот ток может быть приложен только в импульсном режиме со скважностью ≤ 1/10 и длительностью импульса ≤ 10 мкс. Превышение этого значения в режиме постоянного тока повредит светодиод.
• Постоянный прямой ток (IF):20 мА. Это рекомендуемый непрерывный прямой ток для нормальной работы для достижения заявленных оптических характеристик.
• Диапазон рабочих температур (Topr):от -30°C до +85°C. Гарантируется функционирование устройства в этом диапазоне температур окружающей среды.
• Диапазон температур хранения (Tstg):от -40°C до +100°C. Устройство может храниться без подачи питания в этом диапазоне.
• Температура пайки выводов:260°C максимум в течение 5 секунд, измеренная на расстоянии 2,0 мм (0,079") от корпуса светодиода. Это определяет термостойкость для процессов ручной или волновой пайки.

2.2 Электрические и оптические характеристики

И оранжевый, и желто-зеленый светодиоды сортируются на три градации интенсивности, обозначаемые двухбуквенным кодом (AB, CD, EF). Код сорта для интенсивности указан на упаковочном пакете.

• Сила света (Iv):
  • Оранжевый:Типичное значение составляет 140 мкд. В документации указан минимум 23 мкд, но типичные показатели значительно выше. Фактическая поставляемая интенсивность подлежит классификации по сортам (см. раздел 4).
  • Желто-зеленый:Типичное значение также указано как 140 мкд, следуя той же структуре сортировки, что и для оранжевого светодиода.
  • Примечание к измерениям:Интенсивность измеряется с использованием комбинации датчика и фильтра, аппроксимирующей кривую спектральной чувствительности глаза CIE, что обеспечивает соответствие значения человеческому зрительному восприятию.
• Угол обзора (2θ1/2):100 градусов (типично для обоих цветов). Это полный угол, при котором сила света падает до половины своего пикового (осевого) значения. Белая рассеивающая линза отвечает за эту широкую характеристику обзора.
• Пиковая длина волны излучения (λP):
  • Оранжевый:611 нм (типично).
  • Желто-зеленый:575 нм (типично).
  • Это длина волны, на которой спектральная плотность мощности излучаемого света максимальна.
• Доминирующая длина волны (λd):
  • Оранжевый:Диапазон от 598 нм (мин.) до 612 нм (макс.), с типичным значением 605 нм.
  • Желто-зеленый:Диапазон от 565 нм (мин.) до 571 нм (макс.), с типичным значением 569 нм.
  • Доминирующая длина волны определяется по диаграмме цветности CIE и представляет собой воспринимаемый цвет света — ту единственную длину волны, которая наилучшим образом соответствует цветовому ощущению.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):
  • Оранжевый:17 нм (типично).
  • Желто-зеленый:15 нм (типично).
  • Этот параметр указывает на спектральную чистоту или ширину полосы излучаемого света, измеренную как полная ширина на половине максимума (FWHM) пика излучения.
• Прямое напряжение (VF):
  • Оранжевый:Диапазон от 2,1 В (мин.) до 2,6 В (тип.). Максимальное значение в предоставленной таблице не указано.
  • Желто-зеленый:Предположительно аналогично, хотя в предоставленном отрывке не указано отдельно.
• Обратный ток (IR):10 мкА (максимум) при приложении обратного напряжения (VR) 5 В.Критическое примечание:В документации явно указано, что "Устройство не предназначено для работы в обратном направлении." Это условие тестирования предназначено только для характеристики; применение обратного смещения в схемотехнике не рекомендуется.

3. Спецификация системы сортировки (бининг)

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по сортам (бина). LTLR14FGFAJH213T использует систему двойного кода сортировки как для силы света, так и для доминирующей длины волны.

3.1 Сортировка по силе света

Both the Orange and Yellow-Green LEDs are binned into three intensity grades, identified by a two-letter code (AB, CD, EF). The bin code for intensity is marked on the packing bag.

• Сорт AB:от 23 мкд (мин.) до 50 мкд (макс.).
• Сорт CD:от 50 мкд (мин.) до 85 мкд (макс.).
• Сорт EF:от 85 мкд (мин.) до 140 мкд (макс.).
• Допуск:Каждый предел сорта имеет допуск ±30% во время тестирования.

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Светодиоды также сортируются по их доминирующей длине волны (цветовой точке) с использованием числового кода.

Для желто-зеленого:

• Сорт 1:от 565,0 нм до 568,0 нм.
• Сорт 2:от 568,0 нм до 571,0 нм.

Для оранжевого (в таблице сортов обозначен как янтарный):

• Сорт 3:от 598,0 нм до 605,0 нм.
• Сорт 4:от 605,0 нм до 612,0 нм.

Допуск:Каждый предел длины волны сорта имеет допуск ±1 нм.

Влияние на проектирование:Для приложений, требующих точного соответствия цвета или яркости (например, многокомпонентные индикаторные панели), разработчикам следует указывать желаемые коды сортов или реализовывать калибровку на уровне схемы для компенсации вариаций.

4. Анализ характеристических кривых

В документации приведены типичные электрические и оптические характеристические кривые. Хотя конкретные графики не воспроизведены в предоставленном тексте, они обычно включают следующие важные зависимости:

• Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика):Показывает экспоненциальную зависимость между током и напряжением для полупроводникового диода. Кривая будет иметь определенное "колено" напряжения (около 2,1-2,6 В), после которого ток быстро возрастает при небольшом увеличении напряжения. Последовательно со светодиодом обязателен токоограничивающий резистор для предотвращения теплового разгона.
• Сила света в зависимости от прямого тока:Демонстрирует, как световой выход увеличивается с ростом прямого тока. Он, как правило, линеен в рекомендуемом рабочем диапазоне (до 20 мА), но будет насыщаться и в конечном итоге ухудшаться при более высоких токах из-за падения эффективности и нагрева.
• Сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Иллюстрирует отрицательный температурный коэффициент эффективности светодиода. При повышении температуры перехода световой выход обычно уменьшается. Широкий диапазон рабочих температур (от -30°C до +85°C) указывает на то, что устройство спроектировано для сохранения функциональности в этом диапазоне, хотя и с переменным выходом.
• Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, показывающий пиковую длину волны излучения (λP) и спектральную полуширину (Δλ). Спектр оранжевого светодиода будет сосредоточен около 611 нм, а желто-зеленого — около 575 нм.

5. Механическая и упаковочная информация

5.1 Габаритные размеры и конструкция

Устройство состоит из черного или темно-серого пластикового корпуса (держателя) со встроенными выводами для выводного монтажа. Сам светодиодный компонент представляет собой двухцветный кристалл оранжевого/желто-зеленого цвета с белой рассеивающей линзой. Ключевые механические примечания из документации включают:

• Все размеры приведены в миллиметрах, с указанием в дюймах в скобках.
• Применяется общий допуск ±0,25 мм (±0,010"), если для конкретного элемента не указан иной допуск.
• Точный механический чертеж, показывающий шаг выводов, размеры корпуса и профиль линзы, приведен в документации (подразумевается разделом "Габаритные размеры").

5.2 Спецификация упаковки

Устройство поставляется в стандартном для отрасли формате "лента и катушка" для автоматизированного монтажного оборудования.

• Несущая лента:
  • Материал: Черный проводящий полистироловый сплав.
  • Толщина: 0,50 мм ±0,06 мм.
  • Совокупный допуск шага 10 отверстий под звездочку: ±0,20 мм.
• Катушка:Стандартная катушка диаметром 13 дюймов (330 мм).
• Количество на катушке:500 штук.
• Упаковка в мастер-короб:
  • 2 катушки (всего 1000 шт.) упаковываются с индикаторной картой влажности и осушителями в один влагозащитный пакет (MBB).
  • 1 MBB упаковывается в 1 внутренний короб (1000 шт./коробка).
  • 10 внутренних коробов упаковываются в 1 внешний транспортный короб (всего 10 000 шт.).

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение критически важно для обеспечения надежности и предотвращения повреждения светодиода.

6.1 Условия хранения

• Запечатанная упаковка (MBB):Хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности (RH) ≤70%. Компоненты рассчитаны на использование в течение одного года с даты изготовления, пока MBB остается запечатанным.
• Вскрытая упаковка:Если MBB вскрыт, условия хранения не должны превышать 30°C и 60% RH.
• Срок хранения на производстве:Компоненты, извлеченные из оригинального MBB, должны пройти пайку оплавлением в течение 168 часов (7 дней).
• Длительное хранение/прокаливание:Если компоненты хранятся вне оригинальной упаковки более 168 часов, их необходимо прокалить при температуре примерно 60°C в течение не менее 48 часов перед процессом сборки на поверхность (оплавление), чтобы удалить поглощенную влагу и предотвратить "вспучивание" или расслоение во время пайки.

6.2 Формовка выводов и сборка на ПП

• Изгибайте выводы в точке не менее чем в 3 мм от основания линзы светодиода.
• Не используйте основание выводной рамки в качестве точки опоры при изгибе.
• Вся формовка выводов должна быть завершенадопайки и при комнатной температуре.
• При установке в ПП используйте минимально необходимую силу зажима, чтобы избежать чрезмерного механического напряжения на корпус светодиода или выводы.

6.3 Процесс пайки

• Соблюдайте минимальный зазор 2 мм между основанием линзы и точкой пайки на выводе.
• Избегайте погружения линзы в припой во время волновой пайки.
• Не прикладывайте никаких внешних напряжений к выводам, пока светодиод нагрет от пайки.
• Рекомендуемые условия пайки:В документации указано максимум 260°C в течение 5 секунд при измерении на расстоянии 2,0 мм от корпуса. Это совместимо со стандартными профилями волновой или ручной пайки.

6.4 Очистка

Если требуется очистка после сборки, используйте только спиртовые растворители, такие как изопропиловый спирт (IPA). Избегайте агрессивной или ультразвуковой очистки, которая может повредить пластиковый корпус или линзу.

7. Рекомендации по применению и соображения проектирования

7.1 Типовые схемы включения

Самая базовая схема управления для работы в одном цвете включает токоограничивающий резистор, включенный последовательно со светодиодом, подключенный к источнику постоянного напряжения (Vcc). Значение резистора (R) можно рассчитать по закону Ома: R = (Vcc - VF) / IF, где VF — прямое напряжение светодиода (для консервативного проектирования используйте 2,6 В), а IF — желаемый прямой ток (макс. 20 мА). Например, при питании 5 В: R = (5В - 2,6В) / 0,020А = 120 Ом. Подойдет стандартный резистор 120 Ом или 150 Ом. Для двухцветной работы обычно используются две независимые токоограничивающие цепи, часто с общей катодной или общей анодной конфигурацией, управляемые логическими сигналами или переключателями.

7.2 Соображения проектирования

• Управление током:Всегда питайте светодиоды от источника стабильного тока или используйте последовательный резистор для ограничения тока. Прямое подключение к источнику напряжения разрушит светодиод.
• Теплоотвод:Хотя рассеиваемая мощность мала (52 мВт), обеспечьте достаточное расстояние и возможный поток воздуха, если используется в высокоплотных массивах или при высоких температурах окружающей среды, чтобы поддерживать температуру перехода в пределах нормы.
• Оптическое проектирование:Широкий угол обзора 100 градусов делает его подходящим для индикаторов на передней панели, где обзор не строго осевой. Черный корпус минимизирует паразитную засветку и улучшает контрастность.
• Полярность:Соблюдайте правильную ориентацию анода/катода при разводке ПП и сборке. Обратное подключение заблокирует протекание тока (светодиод не загорится) и, если напряжение превысит обратное пробивное напряжение, может вызвать повреждение.

8. Техническое сравнение и отличительные особенности

LTLR14FGFAJH213T предлагает несколько явных преимуществ в своей категории:

• Два цвета в одном корпусе:Объединяет два различных цвета (оранжевый и желто-зеленый), экономя место на ПП и упрощая сборку по сравнению с использованием двух отдельных одноцветных светодиодов.
• Корпус с углом 90°:Встроенный угловой держатель направляет свет параллельно плоскости ПП, что идеально для боковой подсветки или индикаторов с боковым свечением, в отличие от светодиодов с прямым свечением, излучающих свет перпендикулярно плате.
• Технология AlInGaP:Для оранжевого и желто-зеленого цветов полупроводники AlInGaP, как правило, обеспечивают более высокую эффективность и лучшую температурную стабильность по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP, что приводит к более яркому и стабильному выходному сигналу.
• Рассеивающая линза:Белая рассеивающая линза обеспечивает равномерный, мягкий свет без видимой горячей точки кристалла, улучшая эстетическое качество и обзор с более широких углов.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В1: В чем разница между пиковой длиной волны (λP) и доминирующей длиной волны (λd)?

О1: Пиковая длина волны — это физическая длина волны, на которой светодиод излучает наибольшую оптическую мощность. Доминирующая длина волны — это расчетное значение, основанное на восприятии цвета человеком (диаграмма CIE), которое наилучшим образом представляет воспринимаемый цвет. Для монохроматических светодиодов, подобных этим, они часто близки, но λd является более релевантным параметром для спецификации цвета.

В2: Могу ли я питать этот светодиод током 30 мА для большей яркости?

О2: Нет. Предельно допустимый параметр для постоянного прямого тока составляет 20 мА. Работа при 30 мА превышает этот параметр, что значительно сократит срок службы, вызовет быстрое снижение эффективности и, вероятно, приведет к катастрофическому отказу. Всегда соблюдайте рекомендуемые рабочие условия.

В3: В таблице сортов указана интенсивность до 140 мкд, но в таблице характеристик указано типичное значение 140 мкд. Что правильно?

О3: Оба верны. "Типичное" значение в таблице характеристик представляет ожидаемую производительность устройств из высшего сорта (EF). Таблица сортов определяет диапазоны сортировки. Не все устройства будут работать на типичном значении; они будут распределены по сортам AB, CD и EF.

В4: Почему требования к хранению и прокаливанию такие строгие?

О4: Пластиковая упаковка светодиода может поглощать влагу из атмосферы. Во время быстрого нагрева при пайке оплавлением эта захваченная влага может взрывообразно испаряться, вызывая внутренние трещины (расслоение) или "вспучивание", что разрушает устройство. Влагозащитный пакет (MBB), осушители и процедуры прокаливания предназначены для контроля содержания влаги и обеспечения надежности пайки.

10. Принципы работы и технологические тренды

10.1 Основной принцип работы

Светоизлучающий диод (LED) — это полупроводниковый p-n переход. При приложении прямого напряжения электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в область перехода. При рекомбинации этих носителей заряда они высвобождают энергию в виде фотонов (света). Конкретная длина волны (цвет) излучаемого света определяется шириной запрещенной зоны используемого полупроводникового материала. Для оранжевого и желто-зеленого цветов в этом устройстве активным материалом является фосфид алюминия-индия-галлия (AlInGaP), который позволяет эффективно излучать в спектре от красного до желто-зеленого. Двухцветная функциональность достигается за счет размещения двух полупроводниковых кристаллов (по одному для каждого цвета) в одном корпусе.

10.2 Отраслевые тренды

Рынок выводных светодиодов, хотя и зрелый, продолжает развиваться вместе с технологией поверхностного монтажа (SMT). Выводные компоненты, такие как LTLR14FGFAJH213T, остаются жизненно важными для приложений, требующих высокой механической прочности, более простого ручного прототипирования, ремонта и в сценариях, где волновая пайка является основным процессом сборки. Тренды в этом сегменте включают продолжающийся переход к материалам с более высокой эффективностью (таким как AlInGaP вместо GaAsP), улучшенную цветовую согласованность за счет более жесткой сортировки и интеграцию нескольких цветов или функций в единые корпуса. Кроме того, сохраняется акцент на надежности и увеличенном сроке службы, обусловленный требованиями промышленных, автомобильных и инфраструктурных применений. Упаковка также развивается, чтобы быть более совместимой с автоматизированными машинами для выводного монтажа, сохраняя при этом экономическую эффективность.