Техническая спецификация LTST-C191KRKT-5A - SMD светодиод высотой 0.55 мм - Красный цвет - Типичное прямое напряжение 2.0В

1. Обзор продукта

LTST-C191KRKT-5A — это поверхностно-монтируемый (SMD) светоизлучающий диод (LED), разработанный для современных компактных электронных устройств. Его ключевая особенность — исключительно малая высота корпуса, составляющая всего 0.55 миллиметра. Это делает его идеальным для применений с критическими ограничениями по пространству, таких как ультратонкие дисплеи, мобильные устройства и модули подсветки. Устройство использует полупроводниковый материал AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для светоизлучающего кристалла, известный своей высокой эффективностью при генерации красного света. Светодиоды поставляются на стандартной 8-миллиметровой монтажной ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, что облегчает высокоскоростную автоматическую сборку. Продукт полностью соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ) и классифицируется как экологически безопасный.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах не гарантируется. Ключевые параметры включают максимальную рассеиваемую мощность 75 милливатт (мВт) при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Максимальный постоянный прямой ток (DC) составляет 30 мА. Для импульсного режима допустим пиковый прямой ток 80 мА при соблюдении условий: скважность 1/10 и длительность импульса 0.1 миллисекунды. Устройство выдерживает обратное напряжение до 5 вольт. Диапазон рабочих температур составляет от -30°C до +85°C, а диапазон температур хранения немного шире: от -40°C до +85°C. Критическим параметром для сборки является условие инфракрасной пайки: светодиод может выдерживать пиковую температуру 260°C не более 5 секунд.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти характеристики измеряются при стандартных условиях испытаний: Ta=25°C и прямой ток (IF) 5 мА, если не указано иное. Сила света (Iv), мера воспринимаемой яркости, имеет типичное значение, но сортируется по минимальным значениям от 7.1 мкд до 28.0 мкд (см. Раздел 3). Угол обзора (2θ1/2), определяемый как полный угол, при котором интенсивность падает до половины осевого значения, составляет широкие 130 градусов, обеспечивая широкую диаграмму направленности. Пиковая длина волны излучения (λP) обычно составляет 639 нанометров (нм), в то время как доминирующая длина волны (λd), определяющая воспринимаемый цвет, равна 630 нм. Спектральная ширина полосы (Δλ) составляет приблизительно 20 нм. Прямое напряжение (VF) при 5 мА имеет типичное значение 2.0 вольта с диапазоном от 1.6В до 2.2В и также подлежит сортировке. Обратный ток (IR) не превышает 10 микроампер при обратном смещении 5В, а ёмкость перехода (C) обычно равна 40 пикофарадам.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения стабильности при массовом производстве светодиоды сортируются по группам производительности. LTST-C191KRKT-5A использует двухмерную систему сортировки.

3.1 Сортировка по прямому напряжению

Прямое напряжение сортируется по шести кодам (от 1 до 6). Каждая группа представляет диапазон 0.1 вольта, начиная с 1.6-1.7В для группы 1 и до 2.1-2.2В для группы 6. К каждой группе применяется допуск ±0.1В. Это позволяет разработчикам выбирать светодиоды с близко совпадающим VF для применений, где важно равномерное распределение тока при параллельном включении.

3.2 Сортировка по силе света

Сила света сортируется по четырём кодам: K, L, M и N. Группа K охватывает значения от 7.10 до 11.2 милликандел (мкд), группа L — от 11.2 до 18.0 мкд, группа M — от 18.0 до 28.0 мкд, а группа N — от 28.0 до 45.0 мкд, все измерения проводятся при IF=5мА. К каждой группе по силе света применяется допуск ±15%. Эта система позволяет осуществлять выбор на основе требуемых уровней яркости, помогая добиться однородного внешнего вида в массивах из нескольких светодиодов.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в спецификации приведены ссылки на конкретные графические кривые (например, Рисунок 1 для спектрального распределения, Рисунок 6 для угла обзора), их тенденции можно описать. Зависимость между прямым током (IF) и прямым напряжением (VF) нелинейна и следует типичной экспоненциальной характеристике диода. Сила света приблизительно пропорциональна прямому току в рабочем диапазоне. Пиковая (λP) и доминирующая (λd) длины волн могут демонстрировать небольшой отрицательный температурный коэффициент, то есть могут смещаться в сторону более длинных волн (красное смещение) при увеличении температуры перехода. Прямое напряжение обычно уменьшается с ростом температуры.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод имеет стандартный для отрасли форм-фактор корпуса EIA. Ключевой размер — сверхнизкая высота 0.55 мм. Детальные чертежи определяют длину, ширину, расстояние между выводами и другие критические размеры, все со стандартным допуском ±0.10 мм, если не указано иное. Линза прозрачная, что позволяет излучению красного цвета от кристалла AlInGaP выходить без рассеивания.

5.2 Идентификация полярности и проектирование контактных площадок

Спецификация включает рекомендуемую разводку контактных площадок (посадочное место) для проектирования печатной платы. Этот шаблон оптимизирован для формирования надёжного паяного соединения и механической стабильности во время оплавления. Катод обычно идентифицируется визуальным маркером на корпусе светодиода, таким как выемка, зелёная точка или срезанный угол линзы. Правильное соблюдение полярности критически важно для работы устройства.

6. Руководство по пайке и сборке

6.1 Профили пайки оплавлением

Устройство совместимо как с инфракрасным (IR), так и с парофазным процессами оплавления. Предоставлены два рекомендуемых профиля: один для стандартной паяльной пасты (оловянно-свинцовой), другой — для бессвинцовой пасты (SnAgCu). Бессвинцовый профиль более требователен, требует тщательного контроля фаз предварительного нагрева, выдержки, оплавления и охлаждения для предотвращения теплового удара при обеспечении качественного паяного соединения. Абсолютное максимальное условие для самого светодиода — пиковая температура 260°C в течение 5 секунд.

6.2 Хранение и обращение

Светодиоды должны храниться в среде с температурой не выше 30°C и относительной влажностью не более 70%. После извлечения из оригинальной влагозащитной упаковки рекомендуется завершить процесс инфракрасной пайки оплавлением в течение 672 часов (28 дней). Для более длительного хранения вне оригинального пакета светодиоды следует хранить в герметичном контейнере с осушителем или в атмосфере азота. Компоненты, хранившиеся более 672 часов, могут потребовать процедуры прокаливания (например, 60°C в течение 24 часов) для удаления поглощённой влаги и предотвращения эффекта "попкорна" во время оплавления.

6.3 Очистка

Если очистка после пайки необходима, следует использовать только указанные растворители. Допустимо погружение светодиода в этиловый или изопропиловый спирт при комнатной температуре на время менее одной минуты. Использование неуказанных или агрессивных химических очистителей может повредить пластиковую линзу и корпус.

7. Упаковка и информация для заказа

Стандартная упаковка — 8-миллиметровая перфорированная транспортная лента на катушках диаметром 7 дюймов (178 мм). Каждая катушка содержит 5000 штук светодиодов LTST-C191KRKT-5A. Ячейки ленты запечатаны защитной верхней покрывающей лентой. Упаковка соответствует стандарту ANSI/EIA 481-1-A-1994. Для количеств менее полной катушки применяется минимальная упаковочная партия в 500 штук для остатков.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типовые схемы включения

Светодиоды — это приборы с токовым управлением. Для обеспечения равномерной яркости при параллельном включении нескольких светодиодов настоятельно рекомендуется использовать индивидуальный токоограничивающий резистор, включённый последовательно с каждым светодиодом. Распространённой ошибкой в схемотехнике является прямое параллельное подключение нескольких светодиодов к одному источнику тока (Схема B в спецификации). Из-за естественного разброса характеристики прямого напряжения (VF) между отдельными светодиодами это может привести к сильному дисбалансу токов, когда один светодиод может потреблять большую часть тока и перегреваться, в то время как другие остаются тусклыми. Последовательный резистор для каждого светодиода помогает стабилизировать ток и способствует равномерному свечению.

8.2 Защита от электростатического разряда (ESD)

Светодиод чувствителен к электростатическому разряду. При обращении и сборке необходимо принимать меры предосторожности: персонал должен носить заземляющие браслеты или антистатические перчатки; все рабочие места, оборудование и стеллажи для хранения должны быть правильно заземлены; для нейтрализации статического заряда, который может накапливаться на пластиковой линзе, можно использовать ионизатор. Повреждение от ESD может быть не сразу заметно, но может ухудшить производительность или вызвать преждевременный отказ.

9. Техническое сравнение и отличительные особенности

Основное конкурентное преимущество LTST-C191KRKT-5A — его высота 0.55 мм, что значительно тоньше, чем у многих стандартных SMD светодиодов (например, корпуса 0603 или 0805, высота которых часто превышает 0.8 мм). Использование технологии AlInGaP обеспечивает более высокую световую отдачу для красного света по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP, что даёт более яркий выходной сигнал при том же токе накачки. Широкий угол обзора 130 градусов — ещё одно преимущество для применений, требующих освещения большой площади, а не сфокусированного луча.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Можно ли использовать этот светодиод без последовательного резистора?

О: Не рекомендуется. Подача напряжения на светодиод непосредственно от источника без ограничения тока, скорее всего, приведёт к его разрушению из-за чрезмерного тока. Всегда используйте последовательный резистор или источник стабильного тока.

В: В чём разница между пиковой и доминирующей длиной волны?

О: Пиковая длина волны (λP) — это длина волны, на которой спектральная мощность излучения максимальна. Доминирующая длина волны (λd) выводится из цветовых координат и представляет собой длину волны чистого монохроматического света, который человеческий глаз воспринимает как тот же цвет. λd более актуальна для спецификации цвета.

В: Как интерпретировать код сортировки в обозначении изделия?

О: Обозначение LTST-C191KRKT-5A содержит информацию о сортировке. Сегмент "KRKT" обычно кодирует коды сортировки по интенсивности и напряжению. Обратитесь к списку кодов сортировки в спецификации, чтобы понять конкретный диапазон характеристик заказанной партии.

11. Практический пример проектирования

Рассмотрим проектирование панели индикации состояния для портативного медицинского устройства. Пространство крайне ограничено, и панель должна быть читаемой под разными углами. Высота LTST-C191KRKT-5A в 0.55 мм позволяет разместить его за тонкой передней панелью. Выбор светодиодов из одной группы по интенсивности (например, все из группы "M") гарантирует одинаковую яркость всех индикаторов. Использование последовательного резистора для каждого светодиода, рассчитанного на основе напряжения питания и типичного VF 2.0В при требуемом токе (например, 5-10 мА), обеспечивает стабильную работу и долгий срок службы. Широкий угол обзора 130 градусов гарантирует видимость индикатора даже при взгляде на устройство под углом.

12. Введение в принцип работы

Светодиод — 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 энергия высвобождается в виде фотонов (света). Конкретный полупроводниковый материал (в данном случае AlInGaP) определяет ширину запрещённой зоны, которая, в свою очередь, определяет длину волны (цвет) излучаемого света. Красный светодиод AlInGaP имеет ширину запрещённой зоны, соответствующую фотонам в красной части видимого спектра (~630-640 нм).

13. Технологические тренды

Тренд в области SMD светодиодов для потребительской и промышленной электроники продолжается в сторону миниатюризации, повышения эффективности и улучшения надёжности. Высота корпусов уменьшается для создания более тонких конечных продуктов. Улучшения эффективности (больше светового потока на ватт электрической мощности) достигаются за счёт прогресса в проектировании кристаллов, эпитаксиальном росте и эффективности вывода света из корпуса. Также уделяется внимание улучшению цветовой однородности и стабильности в зависимости от температуры и в течение срока службы. Использование бессвинцовых и термостойких материалов в корпусировании стало стандартом для соответствия экологическим нормам и выдерживания требовательных процессов сборки.