Техническая документация LTST-C191KFKT - Оранжевый SMD светодиод - Габариты 1.6x0.8x0.55мм - Напряжение 2.4В - Мощность 75мВт

1. Обзор продукта

LTST-C191KFKT — это светоизлучающий диод (LED) для поверхностного монтажа (SMD), разработанный для современных электронных приложений с ограниченным пространством. Он относится к категории сверхтонких чип-светодиодов, обладая исключительно малой высотой профиля — всего 0.55 миллиметра. Это делает его идеальным выбором для подсветки индикаторов, сигнальных ламп и декоративной подсветки в тонкой потребительской электронике, автомобильных интерьерах и портативных устройствах, где вертикальное пространство ограничено.

Светодиод использует полупроводниковый материал AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для своей светоизлучающей области. Эта технология известна производством высокоэффективного света в спектре от янтарного до красно-оранжевого с отличной яркостью и стабильностью цвета. Устройство заключено в корпус с прозрачной линзой, что обеспечивает высокую светоотдачу и широкий угол обзора. Оно полностью соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ), что классифицирует его как экологичный продукт, пригодный для мировых рынков со строгими экологическими нормами.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основные преимущества этого светодиода проистекают из сочетания миниатюризации и производительности. Ультратонкий профиль 0.55 мм — его самая отличительная черта, позволяющая интегрировать его в продукты, куда традиционные светодиоды не помещаются. Несмотря на малый размер, он обеспечивает высокую силу света, с типичными значениями до 90 милликандел (мкд). Корпус соответствует стандартным размерам EIA (Альянса электронной промышленности), что гарантирует совместимость с широким спектром автоматического оборудования для установки компонентов, используемого в массовом производстве. Кроме того, он рассчитан на пайку оплавлением в инфракрасной (ИК) печи, что является стандартным методом монтажа компонентов для поверхностного монтажа на печатные платы (ПП). Такое сочетание нацелено на рынки потребительской электроники (смартфоны, планшеты, носимые устройства), автомобильной подсветки приборной панели и панелей управления, промышленных щитов управления и приложений для индикации общего назначения, требующих надежных, ярких и компактных источников света.

2. Технические параметры: Подробный объективный анализ

В этом разделе представлен детальный анализ электрических, оптических и тепловых параметров, определяющих рабочие границы и производительность светодиода.

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Они не предназначены для нормальной работы.

• Рассеиваемая мощность (Pd):75 мВт. Это максимальное количество мощности, которое корпус светодиода может рассеять в виде тепла без ухудшения его характеристик или срока службы. Превышение этого предела грозит перегревом полупроводникового перехода.
• Постоянный прямой ток (IF):30 мА. Максимальный постоянный прямой ток, который может быть приложен к светодиоду в условиях постоянного тока.
• Пиковый прямой ток:80 мА. Этот более высокий ток допустим только в импульсном режиме, а именно при скважности 1/10 и длительности импульса 0.1 мс. Этот параметр актуален для приложений с мультиплексированием или ШИМ-диммированием (широтно-импульсной модуляцией).
• Диапазон рабочих температур:от -30°C до +85°C. Диапазон температуры окружающей среды, в котором гарантируется работа светодиода в соответствии с его спецификациями.
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +85°C. Диапазон температур для хранения устройства, когда оно не находится под напряжением.
• Условия инфракрасной пайки:260°C в течение 10 секунд. Это определяет пиковую температуру и временной профиль, которые светодиод может выдержать во время процесса бессвинцовой пайки оплавлением без повреждений.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Эти параметры измеряются при стандартной температуре окружающей среды 25°C и определяют типичные характеристики устройства.

• Сила света (Iv):45.0 (Мин.), 90.0 (Тип.) мкд при IF=20мА. Это измеряет воспринимаемую яркость светодиода человеческим глазом. Широкий диапазон указывает на использование системы бининга (см. Раздел 3).
• Угол обзора (2θ1/2):130 градусов (Тип.). Это полный угол, при котором сила света падает до половины своего значения на центральной оси (0 градусов). Угол 130 градусов указывает на очень широкую, рассеянную диаграмму направленности, подходящую для освещения площадей или индикаторов с широким углом обзора.
• Пиковая длина волны излучения (λP):611 нм (Тип.). Конкретная длина волны, на которой оптическая мощность излучения светодиода максимальна. Для этого оранжевого светодиода она находится в оранжево-красной части видимого спектра.
• Доминирующая длина волны (λd):605 нм (Тип.). Это значение, полученное из диаграммы цветности CIE, представляет собой одну длину волны, которая наилучшим образом описывает воспринимаемый цвет света. Это ключевой параметр для спецификации цвета.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):17 нм (Тип.). Это указывает на спектральную чистоту или ширину полосы излучаемого света. Значение 17 нм типично для светодиодов AlInGaP и дает насыщенный оранжевый цвет.
• Прямое напряжение (VF):2.0 (Мин.), 2.4 (Тип.) В при IF=20мА. Падение напряжения на светодиоде, когда через него протекает указанный ток. Это имеет решающее значение для проектирования схемы ограничения тока.
• Обратный ток (IR):10 мкА (Макс.) при VR=5В. Небольшой ток утечки, который протекает при приложении обратного напряжения. Превышение максимального обратного напряжения (не указано, но обычно около 5В) может вызвать мгновенное повреждение.

3. Объяснение системы бининга

Для обеспечения стабильности в массовом производстве светодиоды сортируются по группам производительности. В техническом описании приведен список кодов бинов специально для силы света.

3.1 Бининг по силе света

Интенсивность измеряется при стандартных условиях испытаний: прямой ток 20 мА. Бины определяются следующим образом:

• Код бина P:45.0 мкд (Мин.) до 71.0 мкд (Макс.)
• Код бина Q:71.0 мкд (Мин.) до 112.0 мкд (Макс.)
• Код бина R:112.0 мкд (Мин.) до 180.0 мкд (Макс.)
• Код бина S:180.0 мкд (Мин.) до 280.0 мкд (Макс.)

К каждому бину по интенсивности применяется допуск +/-15%. Это означает, что светодиод, помеченный как Bin Q, может иметь фактическую интенсивность примерно от 60.4 мкд до 128.8 мкд. Конструкторы должны учитывать это отклонение при определении уровня яркости для своего приложения, часто проектируя под минимальное значение выбранного бина, чтобы гарантировать производительность.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в техническом описании указаны конкретные графические кривые (например, Рис.1, Рис.6), их типичное поведение можно описать на основе технологии.

4.1 Вольт-амперная характеристика

Как и все диоды, светодиод имеет нелинейную ВАХ. Ниже порогового прямого напряжения (около 1.8-2.0В для AlInGaP) протекает очень маленький ток. По мере приближения и превышения VF (типично 2.4В) ток возрастает экспоненциально. Вот почему светодиоды должны управляться источником тока или через источник напряжения с последовательным токоограничивающим резистором; небольшое изменение напряжения может вызвать большое, потенциально разрушительное, изменение тока.

4.2 Зависимость силы света от прямого тока

Световой поток (сила света) приблизительно пропорционален прямому току в значительном диапазоне. Однако эффективность может снижаться при очень высоких токах из-за повышенного тепловыделения внутри кристалла. Номинальное испытательное условие 20 мА — это стандартная точка, которая балансирует яркость, эффективность и надежность.

4.3 Температурная зависимость

Характеристики светодиодов чувствительны к температуре. При увеличении температуры перехода:

• Прямое напряжение (VF):Слегка уменьшается.
• Сила света (Iv):Уменьшается. Светодиоды AlInGaP демонстрируют меньшее температурное тушение, чем некоторые другие типы, но выходная мощность все равно снижается с ростом температуры.
• Доминирующая длина волны (λd):Может незначительно смещаться, обычно в сторону более длинных волн (красное смещение).

Правильное управление тепловым режимом в конструкции приложения необходимо для поддержания стабильного цвета и яркости в течение всего срока службы продукта.

5. Механическая информация и информация о корпусе

LTST-C191KFKT использует стандартный формат корпуса чип-светодиода.

5.1 Габаритные размеры корпуса

Ключевые размеры: Длина: 1.6 мм, Ширина: 0.8 мм, Высота: 0.55 мм. Все допуски, как правило, составляют ±0.10 мм, если не указано иное. Корпус имеет две металлизированные контактные площадки (анод и катод) на нижней стороне для пайки. Полярность обычно указывается маркировкой на верхней части корпуса или скошенным углом.

5.2 Рекомендуемая конфигурация контактных площадок

Техническое описание включает рекомендуемую конструкцию посадочного места (контактной площадки) для печатной платы. Следование этому руководству критически важно для получения надежных паяных соединений, предотвращения эффекта "надгробия" (когда один конец приподнимается) и обеспечения правильного позиционирования во время автоматической сборки. Конструкция контактной площадки учитывает необходимый паяльный файлет и предотвращает образование перемычек припоя между двумя близко расположенными выводами.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением

Светодиод совместим с процессами пайки оплавлением в инфракрасной (ИК) печи, что является стандартом для сборки SMD. Предоставляется рекомендуемый профиль, соответствующий стандартам JEDEC для бессвинцового припоя (SnAgCu). Ключевые параметры включают:

• Предварительный нагрев:150-200°C для постепенного нагрева платы и компонентов, активации флюса и минимизации теплового удара.
• Время предварительного нагрева:Максимум 120 секунд.
• Пиковая температура:Максимум 260°C.
• Время выше температуры ликвидуса:Время, в течение которого припой находится в расплавленном состоянии, обычно 60-90 секунд, с пиком не более 10 секунд при 260°C.

Профиль должен быть охарактеризован для конкретной конструкции печатной платы, используемой паяльной пасты и печи.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, необходимо соблюдать крайнюю осторожность:

• Температура паяльника:Максимум 300°C.
• Время пайки:Максимум 3 секунды на соединение.
• Ограничение:Рекомендуется только один цикл пайки, чтобы предотвратить тепловое повреждение пластикового корпуса и внутренних проводных соединений.

6.3 Очистка

Следует использовать только указанные чистящие средства. Неуказанные химические вещества могут повредить пластиковую линзу или эпоксидный компаунд. Если требуется очистка после пайки, рекомендуется погружение в этиловый или изопропиловый спирт при нормальной температуре на время менее одной минуты.

6.4 Хранение и обращение

Светодиоды являются устройствами, чувствительными к влаге (MSD). Упаковка герметизирована с осушителем. После вскрытия компоненты должны быть использованы в течение 672 часов (28 дней) в условиях контролируемой влажности (<60% отн. влажности) или просушены перед использованием для удаления поглощенной влаги, которая может вызвать \"вспучивание\" (растрескивание корпуса) во время оплавления. Обязательны меры предосторожности от электростатического разряда (ESD), такие как использование заземленных браслетов и рабочих мест, для предотвращения повреждения статическим электричеством.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации на ленте и катушке

Светодиоды поставляются на промышленных стандартных катушках диаметром 7 дюймов (178 мм) в эмбоссированной транспортной ленте для облегчения автоматической сборки.

• Шаг карманов:Стандартная лента 8 мм.
• Количество на катушке:5000 штук.
• Минимальный объем заказа (MOQ):500 штук для остаточных количеств.
• Покровная лента:Пустые карманы запечатаны верхней покровной лентой.
• Отсутствующие светодиоды:Согласно спецификации (ANSI/EIA 481) допускается отсутствие максимум двух светодиодов подряд.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Индикаторы состояния:Индикаторы питания, подключения, заряда батареи и режимов работы в ультратонких ноутбуках, планшетах и смартфонах.
• Подсветка:Подсветка мембранных переключателей, клавиатур и значков на автомобильных приборных панелях, промышленных щитах управления и медицинских устройствах.
• Декоративная подсветка:Акцентная подсветка в потребительской электронике, где важен тонкий форм-фактор.

8.2 Соображения по проектированию

• Управление током:Светодиоды — это устройства, управляемые током. Всегда используйте последовательный токоограничивающий резистор при питании от источника напряжения. Значение резистора можно рассчитать по закону Ома: R = (Vcc - VF) / IF, где Vcc — напряжение питания, VF — прямое напряжение светодиода, а IF — желаемый прямой ток (например, 20 мА).
• Параллельное подключение:Избегайте прямого параллельного подключения нескольких светодиодов от одного источника тока. Небольшие различия в VF между отдельными светодиодами могут вызвать сильный дисбаланс тока, при котором один светодиод забирает большую часть тока и может выйти из строя. Используйте отдельный токоограничивающий резистор для каждого светодиода или специализированные микросхемы драйверов светодиодов с несколькими каналами.
• Тепловой менеджмент:Убедитесь, что разводка печатной платы обеспечивает адекватный теплоотвод. Хотя мощность мала (макс. 75 мВт), непрерывная работа при высоких температурах окружающей среды может снизить светоотдачу и срок службы. Избегайте размещения светодиода рядом с другими теплообразующими компонентами.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Основное отличие LTST-C191KFKT заключается в его ультратонком профиле 0.55 мм. По сравнению со стандартными светодиодами в корпусах 0603 или 0402, высота которых обычно составляет 0.6-0.8 мм, это устройство предлагает уменьшение высоты примерно на 30%. Это критически важное преимущество в тренде на все более тонкую электронику. Использование технологии AlInGaP обеспечивает более высокую эффективность и лучшую стабильность цвета в оранжевом/янтарном диапазоне по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP. Кроме того, его совместимость со стандартными процессами ИК-оплавления и установки означает, что его можно интегрировать в существующие линии массового производства без необходимости в специальном оборудовании или процедурах, в отличие от некоторых нишевых ультратонких компонентов.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 Могу ли я непрерывно питать этот светодиод током 30 мА?

Хотя предельный параметр для постоянного прямого тока составляет 30 мА, стандартным испытательным условием и типичной рабочей точкой является 20 мА. Работа при непрерывном токе 30 мА будет генерировать больше тепла, что потенциально снизит световую эффективность и долгосрочную надежность. Обычно рекомендуется проектировать на 20 мА или меньше для оптимальной производительности и срока службы.

10.2 Почему такой широкий диапазон в спецификации силы света (45-280 мкд)?

Этот диапазон представляет общий разброс по всем кодам бинов (от P до S). Конкретный заказ будет для одного бина (например, Bin Q: 71-112 мкд). Система бининга позволяет производителям сортировать детали по производительности, позволяя клиентам выбирать класс яркости, соответствующий их приложению и требованиям к стоимости. Всегда указывайте желаемый код бина при заказе.

10.3 В чем разница между пиковой длиной волны (611 нм) и доминирующей длиной волны (605 нм)?

Пиковая длина волны (λP) — это физическая длина волны, на которой оптическая мощность излучения максимальна. Доминирующая длина волны (λd) — это расчетное значение, основанное на восприятии цвета человеком (диаграмма CIE), которое наилучшим образом соответствует воспринимаемому цвету. Для монохроматического источника, такого как светодиод, они часто близки, но λd является стандартным параметром, используемым для определения цвета светодиода в целях проектирования.

11. Практический пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование индикатора состояния для тонкого Bluetooth-динамика.Конструкция требует маломощный оранжевый светодиод для индикации режима сопряжения. Доступное пространство за передней решеткой составляет всего 0.6 мм. Стандартный светодиод не поместится. Выбран LTST-C191KFKT с его высотой 0.55 мм. В схеме используется вывод GPIO микроконтроллера с напряжением 3.3В. Последовательный резистор рассчитывается: R = (3.3В - 2.4В) / 0.020А = 45 Ом. Выбран стандартный резистор 47 Ом, что дает ток ~19 мА. Посадочное место на печатной плате спроектировано в соответствии с рекомендациями технического описания. Светодиод размещен в месте с минимальным нагревом от микросхемы аудиоусилителя. Выбран код бина \"Q\", чтобы обеспечить достаточную яркость даже на нижней границе диапазона бина. Сборка использует стандартный профиль бессвинцового оплавления с пиковой температурой 250°C.

12. Введение в принцип работы

Светодиод — это полупроводниковый p-n переходный диод. При приложении прямого напряжения электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в область перехода (активный слой из AlInGaP). Когда эти электроны и дырки рекомбинируют, они высвобождают энергию в виде фотонов (света). Конкретная длина волны (цвет) излучаемого света определяется шириной запрещенной зоны полупроводникового материала, используемого в активном слое. AlInGaP имеет запрещенную зону, соответствующую свету в красной, оранжевой, янтарной и желтой частях спектра. Прозрачная эпоксидная линза инкапсулирует кристалл, обеспечивает механическую защиту и формирует световой пучок.

13. Технологические тренды

Тренд в индикаторных и подсветочных светодиодах продолжается в сторону дальнейшей миниатюризации, повышения эффективности (больше светового потока на ватт) и улучшения цветопередачи и стабильности. Также наблюдается стремление к интеграции, например, светодиодов со встроенными токоограничивающими резисторами или драйверными микросхемами. Для ультратонких применений светодиоды в корпусах типа CSP (Chip Scale Package), которые по сути представляют собой голый полупроводниковый кристалл с защитным покрытием, представляют собой следующий рубеж в уменьшении размера и высоты корпуса. Однако такие устройства, как LTST-C191KFKT, предлагают отличный баланс между экстремальной миниатюризацией, технологичностью производства, надежностью и стоимостью для широкого спектра текущих применений.