Техническая спецификация SMD светодиода LTST-C171KEKT - Габариты 3.2x1.6x0.8мм - Прямое напряжение 2.4В - Мощность 75мВт - Красный цвет

1. Обзор продукта

LTST-C171KEKT — это светоизлучающий диод (LED) для поверхностного монтажа (SMD), относящийся к категории чип-светодиодов. Его ключевая характеристика — сверхнизкий профиль, высота корпуса составляет всего 0.8 миллиметра. Это делает его подходящим для применений, где критически важны ограничения по пространству, особенно по вертикальному зазору (Z-высота). Устройство использует полупроводниковый материал арсенид-фосфид алюминия-индия-галлия (AlInGaP) в качестве источника света, который спроектирован для генерации высокоэффективного красного излучения. Светодиод поставляется в стандартном корпусе, совместимом со стандартами EIA, на монтажной ленте шириной 8 мм, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, что обеспечивает совместимость с высокоскоростным автоматическим оборудованием для установки компонентов, используемым в современном электронном производстве.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельно допустимые параметры

Предельно допустимые параметры определяют границы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Это не условия для нормальной работы. Для LTST-C171KEKT максимальный постоянный прямой ток (DC) указан как 30 мА при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Устройство может выдерживать более высокие импульсные токи: допустимый пиковый прямой ток составляет 80 мА при скважности 1/10 и длительности импульса 0.1 мс. Максимальная рассеиваемая мощность — 75 мВт. Критический тепловой параметр — коэффициент снижения прямого тока, который линейно уменьшается, начиная с 50°C, со скоростью 0.4 мА на °C. Это означает, что допустимый постоянный ток должен быть уменьшен при увеличении рабочей температуры выше 50°C для предотвращения перегрева. Максимальное обратное напряжение, которое можно приложить без пробоя, составляет 5 В. Устройство рассчитано на работу и хранение в температурном диапазоне от -55°C до +85°C.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Типичные рабочие характеристики измеряются при Ta=25°C. Ключевой оптический параметр, сила света (Iv), имеет типичное значение 54.0 милликандел (mcd) при токе накачки 20 мА (IF). Важно отметить, что это измерение использует датчик и фильтр, откалиброванные по кривой спектральной чувствительности глаза CIE. Угол обзора, определяемый как 2θ1/2, где интенсивность падает до половины осевого значения, составляет широкие 130 градусов, что указывает на широкую, рассеянную диаграмму направленности, а не на узкий луч. Спектральные характеристики показывают, что пиковая длина волны излучения (λP) обычно составляет 632 нм, в то время как доминирующая длина волны (λd), которая воспринимается как цвет, обычно равна 624 нм. Полуширина спектральной линии (Δλ) составляет 20 нм, описывая разброс излучаемых длин волн. Электрически, прямое напряжение (VF) при 20 мА типично равно 2.4 В, максимум — 2.4 В. Обратный ток (IR) очень мал, максимум 10 мкА при полном обратном смещении 5 В. Ёмкость устройства (C) типично равна 40 пФ, измеренной при нулевом смещении и частоте 1 МГц.

3. Объяснение системы сортировки

Продукт использует систему сортировки для категоризации изделий на основе измеренной силы света. Это обеспечивает однородность в производственной партии для применений, требующих равномерной яркости. Коды сортировки для LTST-C171KEKT определены следующим образом: Код M охватывает интенсивность от 18.0 до 28.0 mcd, N — от 28.0 до 45.0 mcd, P — от 45.0 до 71.0 mcd, Q — от 71.0 до 112.0 mcd, и R — от 112.0 до 180.0 mcd, все измерено при IF=20мА. К пределам каждого диапазона интенсивности применяется допуск +/-15%. В спецификации для данного конкретного артикула не указана отдельная сортировка по доминирующей длине волны или прямому напряжению, что предполагает жёсткий контроль этих параметров или поставку в одном диапазоне.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя предоставленный текстовый отрывок ссылается на типичные характеристические кривые на странице 6, сами графики в текст не включены. Основываясь на стандартном поведении светодиода, можно ожидать кривые, иллюстрирующие зависимость прямого тока (IF) от силы света (Iv), которая, как правило, линейна в нормальном рабочем диапазоне. Другая важная кривая изображала бы зависимость прямого напряжения (VF) от прямого тока (IF), показывая экспоненциальную ВАХ диода. Также стандартны кривые температурной зависимости, показывающие, как сила света и прямое напряжение изменяются с температурой окружающей среды или перехода, обычно демонстрируя уменьшение интенсивности и небольшое снижение VF при повышении температуры. Кривая относительного спектрального распределения мощности визуально представила бы пик излучения на ~632 нм и полуширину 20 нм.

5. Механическая информация и упаковка

Светодиод упакован в корпус стандартного чип-светодиода. Ключевая механическая особенность — сверхтонкая высота 0.80 мм. Приведены ссылки на чертежи размеров корпуса, определяющие длину, ширину, расстояние между выводами и другие критические механические допуски, которые обычно составляют ±0.10 мм. Устройство предназначено для упаковки в ленту-катушку, совместимую с автоматической сборкой. Спецификации катушки соответствуют стандарту ANSI/EIA 481-1-A-1994. Катушка диаметром 7 дюймов содержит 3000 штук. Лента имеет гнёзда, запечатанные покровной лентой. В инструкциях указано не более двух последовательно отсутствующих компонентов (пустых гнёзд) и минимальное количество упаковки 500 штук для остаточных катушек. Также предоставлены рекомендуемые размеры контактных площадок для пайки, чтобы обеспечить правильное формирование паяного соединения и механическую стабильность во время и после процесса оплавления.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Устройство совместимо как с инфракрасным (IR), так и с парофазным процессами пайки оплавлением, что важно для бессвинцовой (Pb-free) сборки. Предоставлены конкретные ограничения по условиям пайки. Для волновой пайки указана пиковая температура 260°C максимум в течение 5 секунд. Для инфракрасного оплавления допускается та же пиковая температура 260°C в течение 5 секунд. Для парофазного оплавления условие — 215°C до 3 минут. В спецификации приведены рекомендуемые температурные профили оплавления как для обычного (оловянно-свинцового), так и для бессвинцового процессов. Рекомендация по бессвинцовому профилю явно указывает, что он предназначен для использования с паяльной пастой SnAgCu (олово-серебро-медь). Дополнительные общие рекомендации по пайке перечислены в разделе предостережений, включая параметры предварительного нагрева и максимальную температуру паяльника (300°C максимум 3 секунды, только один раз).

7. Рекомендации по применению

Этот светодиод предназначен для применений в электронном оборудовании общего назначения, таком как офисная техника, устройства связи и бытовая техника. Критически важным аспектом проектирования является то, что светодиоды — это устройства, управляемые током. Для обеспечения равномерной яркости при параллельном включении нескольких светодиодов настоятельно рекомендуется использовать токоограничивающий резистор, включённый последовательно с каждым отдельным светодиодом (Схема A). Прямое параллельное подключение нескольких светодиодов к источнику напряжения без индивидуальных резисторов (Схема B) не рекомендуется, так как небольшие различия в характеристиках прямого напряжения (Vf) между отдельными светодиодами могут вызвать значительную разницу в распределении тока и, как следствие, воспринимаемой яркости. Широкий угол обзора 130 градусов делает его подходящим для индикаторов состояния, подсветки значков или общего освещения, где желательно широкое угловое покрытие.

8. Обращение, хранение и предостережения

Предоставлены комплексные инструкции по обращению для обеспечения надёжности. Для хранения окружающая среда не должна превышать 30°C и 60% относительной влажности. Если светодиоды извлечены из оригинальной влагозащитной упаковки, рекомендуется завершить процесс инфракрасной пайки оплавлением в течение 672 часов (28 дней). Для более длительного хранения вне оригинального пакета рекомендуется хранение в герметичном контейнере с осушителем или в атмосфере азота. Если хранение превышает 672 часа, перед сборкой рекомендуется прогрев при температуре около 60°C в течение не менее 20 часов для удаления поглощённой влаги и предотвращения \"вспучивания\" (popcorning) во время оплавления. Для очистки следует использовать только спиртосодержащие растворители, такие как изопропиловый или этиловый спирт, при комнатной температуре менее одной минуты. Неуказанные химикаты могут повредить корпус. Обязательны строгие меры предосторожности от электростатического разряда (ESD), так как устройство чувствительно. Рекомендации включают использование заземлённых браслетов, заземление всего оборудования и рабочих поверхностей, а также применение ионизаторов для нейтрализации статического заряда. Повреждение от ESD может проявляться как высокий обратный ток утечки, низкое прямое напряжение или отсутствие свечения при низких токах.

9. Техническое сравнение и отличия

Основной отличительный фактор LTST-C171KEKT — его профиль 0.8 мм, что исключительно мало для чип-светодиода. По сравнению со стандартными чип-светодиодами высотой 1.0 мм или 1.2 мм, это позволяет проектировать более тонкие конечные продукты. Использование технологии AlInGaP обеспечивает высокую световую отдачу для красного света, как правило, предлагая лучшую производительность и стабильность по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP. Широкий угол обзора 130 градусов — ещё одна ключевая особенность, обеспечивающая очень широкое и равномерное излучение по сравнению со светодиодами с более узкими углами обзора, которые больше подходят для применений с сфокусированным лучом. Его совместимость со стандартным IR/парофазным оплавлением и упаковкой в ленту-катушку делает его готовым компонентом для высокообъёмных автоматизированных линий поверхностного монтажа (SMT).

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Каково основное преимущество высоты 0.8мм?

О: Это позволяет интегрировать светодиод в сверхтонкие электронные устройства, такие как современные смартфоны, планшеты, ультратонкие ноутбуки и носимые технологии, где внутреннее пространство ограничено.



В: Могу ли я питать этот светодиод напрямую от источника логического напряжения 3.3В или 5В?

О: Нет. Светодиод должен питаться от источника с ограничением тока. Прямое подключение к источнику напряжения вызовет протекание чрезмерного тока, что разрушит устройство. Всегда используйте последовательный резистор или схему драйвера постоянного тока.



В: Зачем нужен последовательный резистор для каждого светодиода при параллельном включении?

О: Прямое напряжение (Vf) светодиодов имеет производственный допуск. Без индивидуальных резисторов светодиоды с немного более низким Vf будут потреблять непропорционально больше тока, становясь ярче и потенциально перегреваясь, в то время как светодиоды с более высоким Vf будут тусклее. Резистор помогает выравнивать ток.



В: Подходит ли этот светодиод для наружного применения?

О: Рабочий температурный диапазон от -55°C до +85°C покрывает большинство наружных условий. Однако долгосрочная надёжность в уличных условиях также зависит от таких факторов, как воздействие УФ-излучения и влагозащита окончательной сборки продукта, которые не специфицированы для самого компонента.



В: Что означает линза \"Water Clear\"?

О: Это указывает на то, что материал линзы прозрачный и бесцветный. Это позволяет излучаться собственному цвету кристалла AlInGaP (красному) без какого-либо оттенка или рассеивания от самой линзы, что даёт насыщенный цвет.

11. Пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование панели индикаторов состояния для тонкого сетевого маршрутизатора.

В проекте требуется разместить несколько красных светодиодов состояния (питание, интернет, Wi-Fi и т.д.) на передней панели с ограниченной глубиной за фасадом. Использование традиционных светодиодов высотой 1.2 мм привело бы к более толстому корпусу продукта или сложной ступенчатой конструкции печатной платы. Выбрав LTST-C171KEKT с высотой 0.8 мм, печатную плату можно разместить ближе к передней панели, экономя 0.4 мм вертикального пространства на каждом месте установки светодиода. Это позволяет создать более изящный и компактный дизайн маршрутизатора. Широкий угол обзора 130 градусов гарантирует, что индикаторные лампы будут чётко видны с широкого диапазона позиций наблюдения в комнате. Конструктор реализует Схему A, используя один токоограничивающий резистор для каждого светодиода, подключённых параллельно к шине 3.3В на микроконтроллере платы, обеспечивая одинаковую яркость всех индикаторов. Разводка печатной платы следует рекомендуемым размерам контактных площадок из спецификации, чтобы гарантировать надёжные паяные соединения во время бессвинцового процесса оплавления, указанного для сборки основной платы.

12. Принцип работы

Излучение света в этом светодиоде основано на принципе электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе. Активная область состоит из арсенид-фосфида алюминия-индия-галлия (AlInGaP), полупроводникового материала с прямой запрещённой зоной. Когда прикладывается прямое смещающее напряжение, превышающее энергию запрещённой зоны материала, электроны инжектируются из n-области, а дырки из p-области в активную область. Эти носители заряда рекомбинируют с излучением; то есть, когда электрон рекомбинирует с дыркой, он высвобождает энергию в виде фотона. Длина волны (цвет) излучаемого фотона определяется энергией запрещённой зоны материала AlInGaP, которая спроектирована для генерации фотонов в красной части видимого спектра (около 624-632 нм). Эпоксидная линза \"водянисто-прозрачная\" (water clear) инкапсулирует полупроводниковый кристалл, обеспечивая механическую защиту, формируя диаграмму направленности выходного излучения (что даёт угол обзора 130 градусов) и улучшая вывод света из кристалла.

13. Технологические тренды

Развитие сверхтонких чип-светодиодов, таких как LTST-C171KEKT, обусловлено продолжающейся тенденцией к миниатюризации и уменьшению толщины в потребительской электронике, автомобильных интерьерах и носимых устройствах. Переход от старых материалов, таких как GaAsP, к AlInGaP обеспечивает более высокую эффективность, то есть больше светового потока (люмен) на единицу потребляемой электрической мощности (ватт), что способствует лучшей энергоэффективности конечных продуктов. В производстве совместимость с бессвинцовыми (Pb-free) высокотемпературными профилями оплавления теперь является стандартным требованием из-за глобальных экологических норм (например, RoHS). Отрасль продолжает стремиться к увеличению яркости в более компактных корпусах, улучшению цветовой однородности за счёт более жёсткой сортировки и повышению надёжности в жёстких условиях, таких как высокая температура и влажность. Кроме того, активной областью разработок является интеграция нескольких светодиодных кристаллов (RGB) в один сверхтонкий корпус для полноцветных применений.