Техническая спецификация LTST-C281KFKT - Оранжевый светодиод - Высота 0.35 мм - Прямое напряжение 2.4 В - Рассеиваемая мощность 75 мВт

1. Обзор продукта

LTST-C281KFKT — это светодиод (LED) для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для современных электронных приложений, требующих компактных индикаторов высокой яркости. Этот компонент относится к категории чип-светодиодов, характеризующихся минимальной высотой и совместимостью с автоматизированными процессами сборки.

Ключевые преимущества:Основные преимущества данного светодиода включают исключительно малую высоту корпуса 0.35 мм, что облегчает использование в конструкциях с ограниченным пространством. Он использует полупроводниковый материал AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия), известный высокой световой отдачей и стабильным оранжевым излучением. Устройство соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ), классифицируясь как экологичный продукт. Упаковка на 8-миллиметровой ленте в катушках диаметром 7 дюймов обеспечивает полную совместимость с высокоскоростным автоматическим оборудованием для установки компонентов, оптимизируя серийное производство.

Целевой рынок:Данный светодиод предназначен для применения в потребительской электронике, офисной технике, устройствах связи и бытовых приборах, где требуется надежная и яркая индикация состояния. Его конструктивные параметры делают его пригодным для монтажа на печатные платы (PCB) с использованием стандартных технологий пайки оплавлением в ИК-печи.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельно допустимые режимы эксплуатации

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа в таких условиях не гарантируется.

• Рассеиваемая мощность (Pd):75 мВт. Это максимальная мощность, которую корпус светодиода может рассеивать в виде тепла при заданных условиях окружающей среды (Ta=25°C). Превышение этого предела грозит тепловой деградацией.
• Пиковый прямой ток (I_FP):80 мА. Это максимально допустимый мгновенный прямой ток, разрешенный только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс). Он значительно выше постоянного тока для учета кратковременных всплесков.
• Постоянный прямой ток (I_F):30 мА. Это максимальный рекомендуемый постоянный прямой ток для надежной долгосрочной работы. Типичное рабочее условие для измерения оптических характеристик — 20 мА.
• Обратное напряжение (V_R):5 В. Приложение обратного смещения, превышающего это значение, может вызвать пробой p-n перехода.
• Рабочая и температура хранения:Устройство может работать в диапазоне температур окружающей среды от -30°C до +85°C. Для нерабочего хранения диапазон расширяется от -40°C до +85°C.
• Условия пайки:Светодиод выдерживает пайку оплавлением в ИК-печи с пиковой температурой 260°C в течение 10 секунд, что соответствует стандартным профилям бессвинцовых (Pb-free) процессов.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измеряются при стандартной температуре окружающей среды 25°C и прямом токе (I_F) 20 мА, если не указано иное. Они определяют производительность устройства в нормальных рабочих условиях.

• Сила света (I_V):Диапазон от минимального значения 45.0 мкд до типичного 90.0 мкд. Интенсивность измеряется с использованием комбинации сенсора и фильтра, аппроксимирующей кривую спектральной чувствительности человеческого глаза (МКО). Фактическая интенсивность подчиняется системе сортировки (см. Раздел 3).
• Угол обзора (2θ_1/2):130 градусов. Это полный угол, при котором сила света падает до половины значения, измеренного на центральной оси (0°). Такой широкий угол обзора типичен для чип-светодиодов с немлинзовой (прозрачной) упаковкой, обеспечивая широкое рассеянное освещение.
• Пиковая длина волны излучения (λ_P):611 нм. Это длина волны, на которой спектральное распределение мощности излучаемого света достигает максимума. Она определяет воспринимаемый оттенок оранжевого света.
• Доминирующая длина волны (λ_d):605 нм. Полученная из диаграммы цветности МКО, это единственная длина волны, которая наилучшим образом представляет воспринимаемый цвет излучения светодиода — стандартный оранжевый.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):17 нм. Этот параметр указывает на спектральную чистоту или ширину полосы излучаемого света. Это ширина спектрального распределения на половине его максимальной мощности. Значение 17 нм характерно для материалов AlInGaP, обеспечивая хорошую насыщенность цвета.
• Прямое напряжение (V_F):Типично 2.40 В, максимум 2.40 В при I_F=20мА. Минимум указан как 2.0 В. Это падение напряжения на светодиоде при протекании указанного тока.
• Обратный ток (I_R):Максимум 10 мкА при приложенном обратном напряжении (V_R) 5В. Это указывает на ток утечки в закрытом состоянии.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения единообразия яркости между производственными партиями, сила света LTST-C281KFKT классифицируется по группам (бинаризация). Каждая группа представляет определенный диапазон значений интенсивности, измеренных при стандартном тестовом условии прямого тока 20 мА.

Список кодов групп следующий:

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

К каждой группе интенсивности применяется допуск +/-15%. Это означает, что любой отдельный светодиод в конкретной группе, например, Q, гарантированно имеет интенсивность в диапазоне от 71.0 мкд до 112.0 мкд, но фактическое распределение может иметь разброс ±15% вокруг номинального диапазона группы. Конструкторам следует выбирать подходящую группу на основе требуемого уровня яркости для их приложения, учитывая этот допуск.

4. Анализ характеристических кривых

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

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

Для светодиода AlInGaP, такого как LTST-C281KFKT, зависимость I-V экспоненциальна, аналогично стандартному диоду. Прямое напряжение (V_F) имеет относительно низкий температурный коэффициент по сравнению с некоторыми другими типами светодиодов, но оно все равно будет немного уменьшаться с ростом температуры перехода при заданном токе. Указанное V_F2.4В (тип.) при 20мА является ключевым параметром для проектирования схемы управления.

4.2 Зависимость силы света от прямого тока

Световой поток (сила света) приблизительно пропорционален прямому току в нормальном рабочем диапазоне (до постоянного максимума 30мА). Однако эффективность может снижаться при очень высоких токах из-за усиления тепловых эффектов и "проседания". Работа при типичных 20мА обеспечивает хороший баланс яркости и долговечности.

4.3 Температурные характеристики

Как и все светодиоды, производительность LTST-C281KFKT зависит от температуры. При повышении температуры перехода сила света обычно уменьшается. Доминирующая длина волны (λ_d) также может испытывать небольшое красное смещение (увеличение длины волны) с ростом температуры, что может вызвать тонкий сдвиг воспринимаемого цвета. Правильное управление тепловым режимом в приложении имеет решающее значение для поддержания стабильных оптических характеристик.

4.4 Спектральное распределение

Спектральное излучение сосредоточено вокруг 611 нм (пик) с полушириной 17 нм. Это дает монохроматический оранжевый свет с высокой чистотой цвета. Спектр не содержит широких компонентов белого света, характерных для белых светодиодов с люминофорным преобразованием.

5. Механическая информация и информация об упаковке

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод имеет стандартный посадочный размер EIA (Альянс электронной промышленности). Определяющей характеристикой является его ультратонкий профиль с высотой (H) 0.35 мм. Все размерные чертежи указывают измерения в миллиметрах со стандартным допуском ±0.10 мм, если не указано иное. Корпус является "прозрачным", что означает, что герметик прозрачен без рассеивающей линзы, что способствует широкому углу обзора 130 градусов.

5.2 Идентификация полярности

В спецификацию включена диаграмма, показывающая рекомендуемую конфигурацию контактных площадок на печатной плате. Эта конфигурация обычно указывает подключения анода и катода. Правильная полярность необходима для работы светодиода. Приложение обратного напряжения, превышающего номинал 5В, может вызвать немедленное повреждение.

5.3 Упаковка на ленте и в катушке

Компоненты поставляются на 8-миллиметровой тисненой несущей ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). Это стандартная упаковка для автоматизированной сборки SMD. Каждая катушка содержит 5000 штук. Лента имеет защитную крышку для защиты компонентов от загрязнения. В спецификациях указано, что максимум два последовательных кармана для компонентов могут быть пустыми, а минимальный заказ остатков составляет 500 штук. Эта упаковка соответствует стандартам ANSI/EIA-481.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением

Предоставлен рекомендуемый профиль пайки оплавлением в ИК-печи для бессвинцовых процессов. Ключевые параметры включают:

• Предварительный нагрев:Повышение температуры до диапазона от 150°C до 200°C.
• Время предварительного нагрева:Максимум 120 секунд для обеспечения равномерного нагрева и испарения растворителей из паяльной пасты.
• Пиковая температура:Максимум 260°C.
• Время выше температуры ликвидуса:Светодиод должен подвергаться пиковой температуре не более 10 секунд. Профиль разработан в соответствии со стандартами JEDEC для обеспечения надежного формирования паяных соединений без повреждения корпуса светодиода. Критически важно следовать рекомендациям производителя паяльной пасты и проводить специфическую для платы характеризацию, поскольку различные конструкции и материалы печатных плат влияют на тепловой профиль.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, используйте паяльник с температурой не выше 300°C. Время контакта для каждого паяного соединения должно быть ограничено максимум 3 секундами, и эту операцию следует выполнять только один раз на контактной площадке, чтобы предотвратить термическое напряжение на светодиоде.

6.3 Условия хранения

Правильное хранение жизненно важно для сохранения паяемости и предотвращения повреждений, вызванных влагой (эффект "попкорна") во время оплавления.

• Запечатанная упаковка:Светодиоды в оригинальной влагозащищенной упаковке с осушителем должны храниться при температуре ≤30°C и относительной влажности (RH) ≤90%. Рекомендуемый срок годности в этих условиях составляет один год.
• Вскрытая упаковка:После вскрытия влагозащитного пакета компоненты должны храниться при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤60%. Рекомендуется завершить процесс пайки оплавлением в ИК-печи в течение 672 часов (28 дней) после вскрытия.
• Длительное хранение в открытом виде:Для хранения более 672 часов компоненты следует поместить в герметичный контейнер с осушителем или в азотный эксикатор. Если хранение в открытом виде превышает 672 часа, перед пайкой требуется прогрев при температуре около 60°C в течение не менее 20 часов для удаления поглощенной влаги.

6.4 Очистка

Если требуется очистка после пайки, следует использовать только указанные спиртосодержащие растворители. Допустимо погружение светодиода в этиловый или изопропиловый спирт при нормальной температуре на время менее одной минуты. Использование неуказанных химических очистителей может повредить материал корпуса светодиода.

7. Рекомендации по применению

7.1 Типичные сценарии применения

Этот светодиод подходит для индикации состояния, подсветки небольших значков или символов и освещения панелей в широком спектре потребительской и промышленной электроники. Примеры включают индикаторы включения на маршрутизаторах/модемах, подсветку кнопок на пультах дистанционного управления или бытовых приборах, а также индикаторы состояния на компьютерной периферии. Его тонкий профиль делает его идеальным для ультратонких устройств, таких как современные смартфоны, планшеты и ноутбуки, где внутреннее пространство ограничено.

7.2 Проектирование схемы управления

Светодиоды — это устройства, управляемые током. Для обеспечения равномерной яркости, особенно при параллельном подключении нескольких светодиодов, настоятельно рекомендуется использовать токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым светодиодом. Простая схема управления состоит из источника напряжения (V_CC), последовательного резистора (R_S) и светодиода. Значение резистора можно рассчитать по закону Ома: R_S= (V_CC- V_F) / I_F, где V_F — прямое напряжение светодиода (используйте 2.4В для запаса по проекту), а I_F — желаемый рабочий ток (например, 20мА). Такая конфигурация обеспечивает стабильную стабилизацию тока и защищает светодиод от токовых всплесков.

7.3 Конструктивные соображения

• Защита от ЭСР:Светодиоды AlInGaP чувствительны к электростатическому разряду (ЭСР). Процедуры обращения должны включать надлежащие меры предосторожности от ЭСР: использование антистатических браслетов, ковриков и заземленного оборудования. Сам светодиод может не иметь встроенной защиты от ЭСР, поэтому в средах, подверженных ЭСР, может потребоваться защита на уровне схемы (например, диоды подавления переходных напряжений).
• Тепловой менеджмент:Хотя рассеиваемая мощность мала (макс. 75 мВт), обеспечение адекватного теплоотвода через медные контактные площадки на печатной плате важно для поддержания долгосрочной надежности и стабильного светового потока, особенно в условиях высокой температуры окружающей среды или при работе, близкой к максимальному току.
• Оптический дизайн:Широкий угол обзора и прозрачный корпус означают, что свет излучается рассеянно. Для приложений, требующих более направленного луча, могут потребоваться внешние линзы или световоды.

8. Техническое сравнение и дифференциация

LTST-C281KFKT выделяется в первую очередь своейультратонкой высотой 0.35 мм, что тоньше, чем у многих стандартных чип-светодиодов (например, корпуса 0603 или 0402, высота которых часто составляет 0.55-0.65 мм). Это критическое преимущество для современных портативных и носимых электронных устройств. Использованиетехнологии AlInGaPобеспечивает более высокую световую отдачу и лучшую температурную стабильность для оранжевых/красных цветов по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP. Его совместимость со стандартнымипроцессами ИК-оплавления для бессвинцовой пайкииупаковкой на ленте и в катушкесоответствует требованиям крупносерийного автоматизированного производства, предлагая экономически эффективное решение для массового выпуска.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В1: Могу ли я управлять этим светодиодом напрямую от логического выхода 3.3В или 5В?

О: Нет. Вы должны использовать последовательный токоограничивающий резистор. Например, при питании 3.3В и целевом токе 20мА, значение резистора будет примерно (3.3В - 2.4В) / 0.02А = 45 Ом. Прямое подключение, скорее всего, превысит максимальный ток и разрушит светодиод.

В2: В чем разница между пиковой длиной волны (611нм) и доминирующей длиной волны (605нм)?

О: Пиковая длина волны — это буквально наивысшая точка на кривой спектрального излучения. Доминирующая длина волны — это расчетное значение из науки о цвете, которое представляет воспринимаемый цвет как одну длину волны. Для этого оранжевого светодиода оба значения близки, что подтверждает насыщенный цвет.

В3: Код группы — "Q". Какой точной яркости мне ожидать?

О: Вы можете ожидать силу света в диапазоне от 71.0 мкд до 112.0 мкд при измерении при 20мА. Из-за допуска +/-15% на группу фактическое значение для любого отдельного светодиода может находиться в любом месте этого диапазона. Для критически важных приложений, требующих совпадения яркости, может потребоваться тестирование и сортировка.

В4: Как интерпретировать угол обзора "130 град"?

О: Это означает, что если вы смотрите на светодиод прямо сверху (0°), вы видите максимальную яркость. По мере отклонения от оси яркость уменьшается. Под углом 65° от центра (130°/2) яркость будет составлять половину значения на оси. Свет все еще виден под углами, превышающими этот.

10. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование индикатора состояния для портативной Bluetooth-колонки

Конструктору требуется маломощный, яркий оранжевый светодиод для индикации статуса "зарядка". Основная печатная плата колонки имеет ограничение по толщине, и светодиод должен быть размещен за тонким пластиковым рассеивателем.

Реализация:LTST-C281KFKT выбран из-за его высоты 0.35 мм, что соответствует механической конструкции. Схема управления использует существующую системную шину 3.3В. Рассчитан последовательный резистор 47 Ом (стандартное значение): (3.3В - 2.4В) / 0.02А ≈ 45 Ом, обеспечивая ~19мА. Широкий угол обзора 130° гарантирует, что индикатор зарядки виден под разными углами колонки. Светодиод поставляется на ленте и в катушке для автоматизированной сборки при массовом производстве. Конструктор указывает поставщику код группы R или выше, чтобы гарантировать высокую яркость, видимую даже в хорошо освещенных помещениях.

11. Введение в технологический принцип

LTST-C281KFKT основан на полупроводниковой технологии AlInGaP. Этот материал является сложным полупроводником из группы III-V. При приложении прямого напряжения к p-n переходу электроны и дырки инжектируются в активную область. Их рекомбинация высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав алюминия, индия, галлия и фосфида в кристаллической решетке определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую диктует длину волны (цвет) излучаемого света. Для этого светодиода запрещенная зона сконструирована для генерации фотонов в оранжевом спектре (~605-611 нм). Прозрачный эпоксидный герметик защищает полупроводниковый чип, обеспечивает механическую стабильность и действует как первичный оптический элемент, формируя диаграмму направленности излучения.

12. Технологические тренды

Тренд в индикаторных светодиодах, таких как LTST-C281KFKT, продолжается в направленииминиатюризации(уменьшение размеров и толщины) для создания более изящных дизайнов продуктов.Повышение эффективности(больше светового потока на мА тока) является постоянным драйвером, снижающим энергопотребление в устройствах с батарейным питанием. Также уделяется вниманиеулучшению цветовой согласованности и более узкой сортировкедля удовлетворения требований приложений, где несколько светодиодов должны идеально совпадать. Кроме того, интеграция спередовой упаковкойидрайверными ИСв многокристальных модулях является зарождающимся трендом для интеллектуальных осветительных приложений, хотя для простых индикаторов дискретные компоненты, такие как этот светодиод, остаются высокоэкономичными и универсальными.