Техническая спецификация LTL-R42FTBN4D - Синий светодиод 5мм - 3.8В - 20мА - 117мВт

1. Обзор продукта

Данный документ содержит полные технические характеристики светодиодной индикаторной лампы LTL-R42FTBN4D для сквозного монтажа. Это устройство входит в семейство светодиодов, предлагаемых в различных типоразмерах корпусов, включая 3мм, 4мм, 5мм, прямоугольные и цилиндрические формы, и предназначено для удовлетворения потребностей в индикации состояния в различных отраслях промышленности. Конкретная модель LTL-R42FTBN4D характеризуется синим свечением, основанным на полупроводниковом кристалле InGaN с типичной пиковой длиной волны 470 нм, и заключена в стандартный корпус T-1 (5мм) с белой рассеивающей линзой.

1.1 Ключевые особенности и преимущества

Светодиод LTL-R42FTBN4D спроектирован для надежности и простоты интеграции в электронные схемы. Его ключевые особенности включают конструкцию, оптимизированную для простого монтажа на печатную плату, что способствует эффективности производственных процессов. Устройство отличается низким содержанием галогенов, что соответствует экологическим и нормативным требованиям. Оно полностью совместимо с уровнями логики интегральных схем и требует лишь небольшого тока управления, что упрощает проектирование источника питания и снижает общее энергопотребление системы. Белая рассеивающая линза обеспечивает широкий и равномерный угол обзора, улучшая видимость. Кроме того, светодиод обладает высокой световой отдачей, обеспечивая яркий световой поток при низком энергопотреблении.

1.2 Целевые области применения и рынки

Данный светодиод подходит для широкого спектра применений, требующих четкой и надежной визуальной индикации состояния. Основные целевые рынки включают компьютерную индустрию, где он может использоваться для индикаторов питания, активности диска или состояния сети на настольных компьютерах, серверах и периферийных устройствах. В секторе связи он применим для индикаторов на маршрутизаторах, коммутаторах, модемах и другом сетевом оборудовании. Потребительская электроника, такая как аудио/видео аппаратура, бытовая техника и различные портативные устройства, представляет собой еще одну значительную область применения. Его надежность также делает его пригодным для использования на панелях управления и приборах в промышленности.

2. Подробный анализ технических параметров

Тщательное понимание предельных и рабочих характеристик устройства имеет решающее значение для надежного проектирования.

2.1 Абсолютные максимальные значения

Эти значения определяют предельные уровни воздействия, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за их пределами не гарантируется. Абсолютные максимальные значения указаны при температуре окружающей среды (TA) 25°C. Максимальная непрерывная рассеиваемая мощность составляет 117 милливатт. Устройство может выдерживать постоянный прямой ток 20мА. Для импульсного режима допустим пиковый прямой ток 100мА, но только при строгих условиях: скважность 1/10 или менее и длительность импульса не более 10 микросекунд. Диапазон рабочих температур составляет от -40°C до +85°C, а диапазон температур хранения простирается от -55°C до +100°C. При пайке выводы могут выдерживать температуру 260°C максимум 5 секунд при условии, что точка пайки находится на расстоянии не менее 2,0 мм (0,079 дюйма) от корпуса светодиода.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Эти параметры определяют производительность устройства в нормальных рабочих условиях, обычно при TA=25°C и прямом токе (IF) 20мА. Сила света (Iv) имеет типичное значение 400 милликандел (мкд), с гарантированным минимумом 180 мкд и максимумом 880 мкд, с учетом допуска тестирования ±15%. Угол обзора (2θ1/2), определяемый как полный угол, при котором интенсивность падает до половины осевого значения, составляет 60 градусов. Пиковая длина волны излучения (λP) равна 468 нм. Доминирующая длина волны (λd), которая определяет воспринимаемый цвет, находится в диапазоне от 460 нм до 475 нм. Ширина спектральной полосы (Δλ) составляет 25 нм. Прямое напряжение (VF) обычно равно 3,8В, с максимумом 3,8В. Обратный ток (IR) составляет максимум 10 микроампер при приложенном обратном напряжении (VR) 5В; критически важно отметить, что данное устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения.

3. Спецификация системы сортировки

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по корзинам на основе ключевых параметров.

3.1 Сортировка по силе света

Световой выход классифицируется по корзинам, обозначаемым однобуквенным кодом. Каждая корзина имеет определенные минимальное и максимальное значения силы света, измеряемые в милликанделах (мкд) при IF=20мА. Структура сортировки следующая: Корзина H (180-240 мкд), Корзина J (240-310 мкд), Корзина K (310-400 мкд), Корзина L (400-520 мкд), Корзина M (520-680 мкд) и Корзина N (680-880 мкд). К пределам каждой корзины применяется допуск ±15%. Конкретный код корзины для силы света указан на каждом упаковочном пакете, что позволяет разработчикам выбирать светодиоды с желаемым диапазоном яркости для своего применения.

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Цвет, определяемый доминирующей длиной волны, также сортируется по корзинам для гарантии постоянства оттенка. Корзины обозначаются буквенно-цифровым кодом (например, B07, B08, B09). Соответствующие диапазоны длин волн: B07 (460,0 - 465,0 нм), B08 (465,0 - 470,0 нм) и B09 (470,0 - 475,0 нм). Для каждого предела корзины поддерживается жесткий допуск ±1 нанометр. Такая точная сортировка необходима для применений, где критически важна цветовая согласованность между несколькими светодиодами.

4. Анализ характеристических кривых

Графические представления ключевых характеристик обеспечивают более глубокое понимание поведения устройства в различных условиях.

Техническая спецификация включает типичные характеристические кривые, которые неоценимы для анализа проектирования. Эти кривые наглядно изображают зависимость между прямым током и силой света, показывая, как световой выход увеличивается с ростом тока. Они также иллюстрируют зависимость прямого напряжения от прямого тока, что необходимо для расчета соответствующего токоограничивающего резистора. Кроме того, кривые температурной зависимости обычно показывают, как такие параметры, как сила света и прямое напряжение, изменяются с изменением температуры окружающей среды или перехода, хотя конкретные точки данных кривых не детализированы в предоставленном тексте. Разработчикам следует обращаться к полным графическим данным, чтобы понять требования к снижению номинальных значений и производительность при нестандартных температурах.

5. Механическая информация и информация об упаковке

5.1 Габаритные размеры и допуски

Светодиод соответствует стандартному контуру корпуса T-1 (5мм) круглой формы для сквозного монтажа. Все размеры приведены в миллиметрах с сопроводительным преобразованием в дюймы. Общий допуск на размеры составляет ±0,25 мм (0,010 дюйма), если специальная пометка не указывает иное. Ключевые механические примечания включают: максимальный выступ смолы под фланцем составляет 1,0 мм (0,04 дюйма); расстояние между выводами измеряется в точке выхода выводов из корпуса. Разработчики должны учитывать эти допуски при компоновке печатной платы и механическом проектировании.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение необходимо для сохранения целостности и производительности устройства.

6.1 Хранение и очистка

Для длительного хранения температура окружающей среды не должна превышать 30°C, а относительная влажность - 70%. Светодиоды, извлеченные из оригинальной влагозащитной упаковки, желательно использовать в течение трех месяцев. Для длительного хранения вне оригинальной упаковки их следует хранить в герметичном контейнере с осушителем или в азотной среде. Если необходима очистка, следует использовать только спиртовые растворители, такие как изопропиловый спирт.

6.2 Формовка выводов

Если выводы необходимо согнуть, это должно быть сделано до процесса пайки и при нормальной комнатной температуре. Изгиб должен быть выполнен в точке не ближе 3 мм от основания линзы светодиода. Критически важно, чтобы само основание выводной рамки не использовалось в качестве точки опоры при изгибе, так как это может создать напряжение во внутреннем креплении кристалла и привести к отказу.

6.3 Параметры процесса пайки

Между основанием линзы и точкой пайки должно соблюдаться минимальное расстояние 2 мм. Необходимо избегать погружения линзы в припой. Не следует прикладывать внешнее усилие к выводам, пока светодиод находится при высокой температуре. Рекомендуемые условия:
Ручная пайка (паяльник):Максимальная температура 350°C, максимальное время 3 секунды на вывод (только один раз).
Волновая пайка:Предварительный нагрев до максимум 100°C в течение до 60 секунд. Волна припоя при максимум 260°C в течение до 5 секунд. Положение погружения должно гарантировать, что припой не подойдет ближе 2 мм к основанию линзы.
Превышение этих температурных или временных ограничений может вызвать деформацию линзы или катастрофический отказ светодиода.

7. Упаковка и информация для заказа

Светодиод LTL-R42FTBN4D доступен в стандартных упаковочных количествах, подходящих для различных масштабов производства. Базовой единицей является упаковочный пакет, доступный в количествах 1000, 500, 200 или 100 штук в пакете. Для больших объемов десять таких упаковочных пакетов объединяются во внутреннюю коробку, всего 10 000 штук. Наконец, восемь внутренних коробок упаковываются в одну основную внешнюю коробку, обеспечивая оптовое количество 80 000 штук на внешнюю коробку. Отмечается, что в пределах отгрузочной партии только последняя упаковка может содержать неполное количество.

8. Рекомендации по проектированию приложений

8.1 Проектирование схемы управления

Светодиоды - это устройства, управляемые током. Для обеспечения равномерной яркости при параллельном подключении нескольких светодиодов настоятельно рекомендуется использовать индивидуальный токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым светодиодом. Схема, обозначенная в спецификации как \"Модель схемы (A)\", иллюстрирует этот правильный подход. Простое параллельное подключение светодиодов без индивидуальных резисторов (как в \"Модели схемы (B)\") не рекомендуется, потому что небольшие различия в характеристике прямого напряжения (Vf) каждого светодиода приведут к неравномерному распределению тока, что вызовет заметные различия в яркости.

8.2 Защита от электростатического разряда (ЭСР)

Данный светодиод подвержен повреждению от электростатического разряда или скачков напряжения. Рекомендуется комплексная программа контроля ЭСР для обращения и сборки. Ключевые меры включают: операторы должны носить токопроводящие браслеты или антистатические перчатки; обеспечение надлежащего заземления всего оборудования, рабочих мест и стеллажей для хранения; использование ионизаторов для нейтрализации статического заряда, который может накапливаться на пластиковой линзе из-за трения. Также рекомендуется программа обучения и сертификации для персонала, работающего в зоне, защищенной от статического электричества.

9. Техническое сравнение и соображения по проектированию

По сравнению со светодиодами с нерассеивающими или прозрачными линзами, белая рассеивающая линза LTL-R42FTBN4D обеспечивает более широкий и равномерный угол обзора, что делает ее превосходной для применений, где индикатор должен быть виден под разными углами. Его низкая потребность в токе делает его совместимым с прямым управлением от выводов GPIO микроконтроллера, часто без необходимости в каскаде драйвера на транзисторе, упрощая схему. Разработчики должны тщательно рассчитывать значение последовательного резистора на основе напряжения питания, прямого напряжения светодиода (используя максимальное значение 3,8В для консервативного проектирования) и желаемого прямого тока (обычно 20мА или меньше для более длительного срока службы). Также необходимо проверять рассеиваемую мощность на резисторе.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я питать этот светодиод от источника 5В?
О: Да, но вы должны использовать последовательный токоограничивающий резистор. Его значение можно рассчитать по закону Ома: R = (Vпитания - Vf_светодиода) / If. Используя типичные значения (5В - 3,8В) / 0,020А = 60 Ом. Подошел бы стандартный резистор на 62 или 68 Ом, обеспечивая ток около или ниже 20мА.

В: В чем разница между пиковой длиной волны и доминирующей длиной волны?
О: Пиковая длина волны (λP) - это длина волны, на которой спектральная мощность излучения максимальна (468 нм). Доминирующая длина волны (λd) выводится из цветовых координат на диаграмме цветности CIE и представляет собой одну длину волны, которая наилучшим образом соответствует воспринимаемому цвету света (460-475 нм). Для проектирования доминирующая длина волна более актуальна для спецификации цвета.

В: Как интерпретировать код корзины силы света?
О: Код корзины (например, H, J, K), напечатанный на пакете, указывает гарантированный минимальный и максимальный диапазон светового выхода для светодиодов внутри. Для обеспечения постоянной яркости в массиве указывайте и используйте светодиоды из одной корзины силы света.

11. Практический пример применения

Сценарий: Проектирование индикаторной панели из 4 светодиодов для сетевого коммутатора.Панель должна указывать скорость соединения (например, 10/100/1000 Мбит/с) и активность. Используя LTL-R42FTBN4D, разработчик должен: 1) Выбрать светодиоды из одной корзины силы света (например, Корзина K) и одной корзины доминирующей длины волны (например, B08) для однородности. 2) Для источника питания микроконтроллера 3,3В рассчитать последовательный резистор: R = (3,3В - 3,8В) / 0,02А = -25 Ом. Этот отрицательный результат указывает, что 3,3В недостаточно для прямого смещения светодиода при 20мА. Разработчик должен либо использовать более высокое напряжение питания (например, 5В), либо управлять светодиодом при меньшем токе, принимая сниженную яркость. При питании 5В резистор на 68 Ом даст примерно 17,6мА, что безопасно и обеспечивает хорошую яркость. 3) Убедиться, что отверстия на печатной плате рассчитаны на диаметр вывода 0,6 мм и соблюдают зазор 2 мм между пайкой и корпусом. 4) Запрограммировать микроконтроллер на включение соответствующих светодиодов в зависимости от состояния сети.

12. Принцип работы

Светодиоды (LED) - это полупроводниковые устройства, излучающие свет посредством электролюминесценции. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны из n-типа материала рекомбинируют с дырками из p-типа материала в активной области. Этот процесс рекомбинации высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретная длина волны (цвет) излучаемого света определяется шириной запрещенной зоны используемого полупроводникового материала. LTL-R42FTBN4D использует полупроводниковое соединение нитрида индия-галлия (InGaN), которое спроектировано так, чтобы иметь запрещенную зону, соответствующую излучению синего света с пиком около 470 нанометров. Белая рассеивающая эпоксидная линза инкапсулирует полупроводниковый кристалл, обеспечивает механическую защиту и рассеивает излучаемый свет для создания широкого угла обзора.

13. Технологические тренды

Рынок светодиодов для сквозного монтажа, хотя и зрелый, продолжает демонстрировать постепенные улучшения в эффективности и надежности. Тренды в более широкой индустрии светодиодов, такие как разработка материалов с более высокой внутренней квантовой эффективностью и улучшенных технологий корпусирования для лучшего теплового управления и извлечения света, косвенно приносят пользу всем форм-факторам светодиодов. Существует постоянное стремление к снижению прямого напряжения и повышению световой отдачи (больше светового потока на ватт электрической мощности). Для индикаторных применений спрос на постоянство цвета и яркости (жесткая сортировка) остается высоким, что обусловлено автоматизацией и требованиями к качеству конечных продуктов. В то время как светодиоды для поверхностного монтажа (SMD) доминируют в новых разработках благодаря меньшему размеру и пригодности для автоматизированной сборки, светодиоды для сквозного монтажа сохраняют значительные доли рынка в прототипировании, образовательных наборах, секторе ремонта и применениях, где предпочтительна механическая надежность или ручная сборка.