Техническая спецификация светодиода LTL-R42NEWADH184 - Красный рассеиватель - 2.5В - 52мВт - Выводной монтаж

1. Обзор продукта

LTL-R42NEWADH184 представляет собой светодиодный индикатор для выводного монтажа, специально разработанный в качестве индикатора на печатной плате (Circuit Board Indicator, CBI). Он состоит из черного пластикового углового держателя (корпуса), в который интегрирован красный светодиод на основе AlInGaP с красным рассеивателем. Данное изделие спроектировано для простого монтажа на печатные платы (ПП), обеспечивая твердотельный источник света для индикации состояния и подсветки панелей.

1.1 Ключевые особенности и преимущества

• Простота монтажа:Конструкция оптимизирована для простой и эффективной установки на печатные платы.
• Улучшенная контрастность:Материал черного корпуса улучшает визуальное соотношение контраста светящегося индикатора.
• Надежность твердотельной технологии:Использует светодиодную технологию для длительного срока службы и устойчивости.
• Энергоэффективность:Характеризуется низким энергопотреблением и высокой световой отдачей.
• Соответствие экологическим нормам:Это бессвинцовый продукт, соответствующий директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ).
• Источник света:Используется кристалл AlInGaP размера T-1, излучающий красный свет с номинальной длиной волны 625 нм, с красным рассеивателем для увеличения угла обзора.

1.2 Целевые области применения

Данный компонент подходит для широкого спектра электронного оборудования, требующего надежной индикации состояния. Основные рынки применения включают:

• Компьютерные периферийные устройства и системы
• Оборудование связи
• Потребительская электроника
• Промышленная автоматика и контрольно-измерительные приборы

2. Подробный анализ технических параметров

В следующих разделах представлен детальный разбор предельных режимов работы и характеристик устройства в стандартных условиях испытаний (TA=25°C).

2.1 Абсолютные максимальные режимы

Эти режимы определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Не рекомендуется длительная работа на этих пределах или вблизи них.

• Рассеиваемая мощность (Pd):Максимум 52 мВт.
• Пиковый прямой ток (I_FP):60 мА, допустим только в импульсном режиме (скважность ≤ 1/10, длительность импульса ≤ 10 мкс).
• Постоянный прямой ток (I_F):Максимум 20 мА постоянного тока.
• Снижение номинального тока:Максимальный постоянный прямой ток должен линейно снижаться на 0,27 мА за каждый градус Цельсия повышения температуры окружающей среды выше 30°C.
• Диапазон рабочих температур:от -30°C до +85°C.
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +100°C.
• Температура пайки выводов:Максимум 260°C в течение 5 секунд, измеряется в точке на расстоянии 2,0 мм (0,079\") от корпуса светодиода.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Эти параметры определяют типичные характеристики устройства в нормальных рабочих условиях (I_F= 10мА, TA=25°C).

• Сила света (I_V):3,8 мкд (мин.), 18 мкд (тип.), 50 мкд (макс.). Измерение проводится в соответствии с кривой спектральной чувствительности глаза CIE. Гарантированные значения включают допуск на измерение ±15%.
• Угол обзора (2θ_1/2):100 градусов (тип.). Это полный угол, при котором сила света падает до половины своего осевого (на оси) значения.
• Пиковая длина волны излучения (λ_P):630 нм (тип.). Длина волны, на которой спектральная плотность мощности максимальна.
• Доминирующая длина волны (λ_d):613,5 нм (мин.), 625 нм (тип.), 633 нм (макс.). Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом как цвет света, вычисленная из координат цветности CIE.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):20 нм (тип.). Ширина спектра, измеренная на половине максимальной интенсивности.
• Прямое напряжение (V_F):2,0 В (мин.), 2,5 В (тип.), V (макс.).
• Обратный ток (I_R):Максимум 100 мкА при обратном напряжении (V_R) 5В.Важное примечание:Данное устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения; это условие испытания предназначено только для характеристики.

3. Спецификация системы сортировки

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по корзинам на основе ключевых параметров. LTL-R42NEWADH184 использует два основных критерия сортировки.

3.1 Сортировка по силе света

Корзины определяются минимальным и максимальным значениями силы света при I_F=10мА. Каждый предел корзины имеет допуск ±15%.

• 3ST:от 3,8 мкд до 6,5 мкд
• 3UV:от 6,5 мкд до 11 мкд
• 3WX:от 11 мкд до 18 мкд
• 3YZ:от 18 мкд до 30 мкд
• AB:от 30 мкд до 50 мкд

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны (оттенку)

Корзины определяются минимальным и максимальным значениями доминирующей длины волны при I_F=10мА. Каждый предел корзины имеет допуск ±1 нм.

• H27:от 613,5 нм до 617,0 нм
• H28:от 617,0 нм до 621,0 нм
• H29:от 621,0 нм до 625,0 нм
• H30:от 625,0 нм до 629,0 нм
• H31:от 629,0 нм до 633,0 нм

4. Анализ характеристических кривых

Типичные характеристические кривые (представленные в спецификации) иллюстрируют взаимосвязь ключевых параметров. Они необходимы для понимания поведения устройства в нестандартных условиях.

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

Эта кривая показывает экспоненциальную зависимость между приложенным прямым напряжением и результирующим током. Она имеет решающее значение для проектирования схемы ограничения тока. Типичное прямое напряжение составляет 2,5В при 10мА.

4.2 Относительная сила света в зависимости от прямого тока

Этот график демонстрирует, как световой поток увеличивается с ростом прямого тока. В рекомендуемом рабочем диапазоне зависимость, как правило, линейна, но насыщается при более высоких токах. Конструкторы используют это для выбора подходящего тока накачки для желаемой яркости.

4.3 Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды

Световой выход светодиода уменьшается с ростом температуры перехода. Эта кривая количественно определяет тепловое снижение силы света, подчеркивая важность теплового менеджмента в высоконадежных или высокоярких приложениях.

4.4 Спектральное распределение мощности

Этот график показывает относительную излучаемую мощность как функцию длины волны. Он подтверждает пиковую длину волны (тип. 630 нм) и полуширину спектра (тип. 20 нм), определяя точную красную цветовую точку светодиода.

5. Механическая информация и упаковка

5.1 Габаритные размеры и конструкция

• Материал держателя:Пластик, черный или темно-серый.
• Светодиод:Красный кристалл AlInGaP с красным рассеивателем (размер T-1).
• Допуски:Все размеры имеют стандартный допуск ±0,25 мм (0,010\"), если не указано иное на чертеже размеров.

5.2 Спецификация упаковки

Устройство поставляется на катушке для автоматизированной сборки.

• Несущая лента:Черный проводящий полистирольный сплав, толщиной 0,50 мм ±0,06 мм.
• Катушка:Стандартная 13-дюймовая катушка.
• Количество на катушке:400 штук.
• Внешняя коробка:2 катушки (800 шт.) упакованы в барьерный пакет от влаги (MBB) с осушителем и индикаторной картой влажности. 10 таких внутренних коробок упакованы в одну внешнюю коробку, всего 8000 штук.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Соблюдение этих рекомендаций критически важно для предотвращения механических или термических повреждений в процессе производства.

6.1 Хранение

Для оптимального срока хранения храните светодиоды в среде, не превышающей 30°C и 70% относительной влажности. Если извлечены из оригинальной влагозащитной упаковки, используйте в течение трех месяцев. Для более длительного хранения вне оригинальной упаковки используйте герметичный контейнер с осушителем или азотный эксикатор.

6.2 Очистка

Если очистка необходима, используйте только спиртовые растворители, такие как изопропиловый спирт. Избегайте агрессивных или абразивных химикатов.

6.3 Формовка выводов

Если выводы требуют изгиба, выполните эту операциюдопайки и при комнатной температуре. Изгиб должен быть выполнен в точке не менее чем в 3 мм от основания линзы светодиода. Не используйте основание линзы или выводную рамку в качестве точки опоры. При вставке в плату прикладывайте минимальное усилие, чтобы избежать напряжения.

6.4 Процесс пайки

Критическое правило:Соблюдайте минимальное расстояние 2 мм между точкой пайки и основанием линзы/держателя. Никогда не погружайте линзу или держатель в припой.

• Ручная пайка (паяльником):Максимальная температура 350°C. Максимальное время пайки 3 секунды на вывод. Выполняйте только один раз.
• Волновая пайка:Максимальная температура предварительного нагрева 160°C до 120 секунд. Максимальная температура волны припоя 265°C максимум 10 секунд. Убедитесь, что плата ориентирована так, чтобы волна припоя не приближалась к основанию линзы ближе чем на 2 мм.

Предупреждение:Чрезмерная температура или время могут вызвать деформацию линзы или катастрофический отказ светодиода. Максимальная температура волновой пайки не указывает на температуру теплового прогиба (HDT) или температуру плавления держателя.

7. Соображения по проектированию приложений

7.1 Проектирование схемы управления

Светодиоды являются устройствами с токовым управлением. Их прямое напряжение (V_F) имеет допуск и отрицательный температурный коэффициент. Для обеспечения равномерной яркости, особенно при параллельном подключении нескольких светодиодов,настоятельно рекомендуетсяиспользовать последовательный токоограничивающий резистор для каждого светодиода (Схема A).

Схема A (Рекомендуемая):[Источник питания] -> [Резистор] -> [Светодиод] -> [Земля]. Эта конфигурация компенсирует разброс индивидуального V_F.

Схема B (Не рекомендуется для параллельного включения):Параллельное подключение нескольких светодиодов к одному токоограничивающему резистору (или источнику постоянного напряжения) не рекомендуется. Небольшие различия в ВАХ каждого светодиода могут вызвать значительный дисбаланс токов, приводящий к неравномерной яркости и потенциальной перегрузке одного устройства.

7.2 Защита от электростатического разряда (ESD)

Хотя в данной спецификации нет явного рейтинга по ESD, светодиоды AlInGaP могут быть чувствительны к электростатическому разряду. Во время сборки и обращения следует соблюдать стандартные меры предосторожности при работе с ESD, включая использование заземленных рабочих мест и браслетов.

7.3 Тепловой менеджмент

Хотя рассеиваемая мощность мала (макс. 52 мВт), кривая снижения номинала показывает, что сила света уменьшается с ростом температуры. Для стабильной работы, особенно в условиях высокой температуры окружающей среды или при более высоких токах накачки, продумайте разводку платы, чтобы обеспечить некоторый отвод тепла через выводы.

8. Техническое сравнение и позиционирование

LTL-R42NEWADH184 отличается своей интегрированной конструкцией с угловым держателем, которая упрощает сборку и обеспечивает постоянную высоту и ориентацию монтажа. По сравнению с дискретными светодиодами, требующими отдельного монтажного оборудования, это интегрированное решение CBI (индикатор на плате) предлагает:

• Снижение сложности сборки:Установка одного компонента вместо нескольких.
• Улучшенная эстетика и единообразие:Единый черный корпус улучшает контрастность и обеспечивает чистый, профессиональный вид на плате.
• Прочность:Держатель защищает линзу светодиода и обеспечивает механическую стабильность.
• Стандартизированный посадочный размер:Упрощает проектирование разводки печатной платы.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

9.1 В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?

Пиковая длина волны (λ_P):Конкретная длина волны, на которой светодиод излучает наибольшую оптическую мощность (тип. 630 нм).Доминирующая длина волны (λ_d):Единственная длина волны, которая лучше всего соответствует цвету, воспринимаемому человеческим глазом (тип. 625 нм). λ_dрассчитывается из координат цветности CIE и более актуальна для спецификации цвета.

9.2 Могу ли я питать этот светодиод током 20 мА непрерывно?

Да, 20 мА — это максимальный номинальный постоянный прямой ток при температуре окружающей среды 25°C. Однако, если температура окружающей среды превышает 30°C, вы должны снизить ток в соответствии с указанной скоростью 0,27 мА/°C. Например, при температуре окружающей среды 50°C максимально допустимый постоянный ток составит 20 мА - (0,27 мА/°C * (50°C-30°C)) = 14,6 мА.

9.3 Почему необходим последовательный резистор даже при питании от источника постоянного напряжения?

Прямое напряжение светодиода не является фиксированным значением, как у стабилитрона; оно имеет производственный допуск и уменьшается с ростом температуры. Последовательный резистор действует как простой, стабильный регулятор тока. Без него небольшое изменение напряжения питания или V_Fсветодиода (из-за температуры или разброса параметров) может вызвать большое изменение тока, резко влияя на яркость и потенциально превышая максимальные режимы.

10. Практический пример применения

Сценарий:Проектирование индикатора включения для устройства, работающего от шины постоянного тока 5В. Желаемая яркость находится в среднем диапазоне возможностей светодиода.

1. Выбор тока накачки:Выберите I_F= 10 мА, что является стандартным условием испытаний и обеспечивает хорошую яркость при длительном сроке службы.
2. Определение прямого напряжения светодиода:Используйте типичное значение из спецификации, V_F= 2,5 В.
3. Расчет последовательного резистора:R = (V_{питания}- V_F) / I_F= (5В - 2,5В) / 0,010А = 250 Ом.
4. Выбор стандартного номинала резистора:Выберите ближайший стандартный номинал, например, 240 Ом или 270 Ом. Пересчет тока для 240 Ом: I_F= (5В - 2,5В) / 240Ω ≈ 10,4 мА (допустимо).
5. Расчет мощности резистора:P = I²* R = (0,0104А)²* 240Ω ≈ 0,026 Вт. Стандартный резистор 1/8 Вт (0,125 Вт) или 1/10 Вт более чем достаточен.
6. Разводка печатной платы:Разместите резистор последовательно с анодом или катодом светодиода. Убедитесь, что светодиод ориентирован правильно (обычно более длинный вывод — анод). Соблюдайте зазор 2 мм от основания линзы до контактной площадки на разводке платы.

11. Принцип работы

LTL-R42NEWADH184 основан на полупроводниковом светодиодном кристалле AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия). Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее напряжение запрещенной зоны кристалла, электроны и дырки рекомбинируют в активной области полупроводника, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlInGaP определяет энергию запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны (цвету) излучаемого света — в данном случае красного (~625 нм). Интегрированный красный рассеиватель служит для вывода света из полупроводникового кристалла, формирования луча в широкий угол обзора (100°) и рассеивания источника света для более мягкого и равномерного вида.

12. Технологические тренды

Хотя выводные светодиоды, такие как LTL-R42NEWADH184, остаются важными для приложений, требующих надежного механического крепления или ручной сборки, общий тренд индустрии светодиодов движется в сторону корпусов для поверхностного монтажа (SMD). SMD светодиоды предлагают значительные преимущества в скорости автоматизированной сборки, экономии места на плате и меньшей высоте. Однако выводные компоненты по-прежнему предпочтительны в сценариях, требующих очень высокой механической прочности соединения (например, разъемы, подверженные частому соединению/разъединению), в условиях высокой вибрации или для прототипирования и ремонта, где распространена ручная пайка. Интегрированная конструкция держателя данного продукта представляет собой эволюцию в сегменте выводных компонентов, добавляя ценность за счет простоты использования и улучшенной эстетики.