Техническая спецификация LTST-C190TBKT-10A - Синий SMD светодиод - Размер 3.2x1.6x0.8мм - Напряжение 2.75-3.35В - Мощность 76мВт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики высокопроизводительного синего SMD светодиода, предназначенного для современных электронных приложений, требующих компактных размеров и надежной работы. Устройство характеризуется исключительно малой высотой, что делает его подходящим для конструкций с ограниченным пространством, таких как сверхтонкие дисплеи, блоки подсветки и портативная потребительская электроника.

Ключевые преимущества компонента включают его соответствие стандартам RoHS и экологическим нормам, что гарантирует экологичность. Он использует полупроводниковый чип InGaN (нитрид индия-галлия), известный своей высокой эффективностью излучения синего света. Корпус полностью совместим со стандартным автоматизированным оборудованием для монтажа и сертифицирован для использования в процессах бессвинцовой (Pb-free) инфракрасной пайки оплавлением, что соответствует современным производственным требованиям.

Целевой рынок охватывает широкий спектр отраслей, включая, но не ограничиваясь, потребительскую электронику (смартфоны, планшеты, ноутбуки), внутреннее освещение автомобилей, индикаторы состояния, панельную подсветку и общее декоративное освещение, где требуется яркий и надежный точечный источник синего света.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Пределы работы устройства определены при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Максимальная непрерывная рассеиваемая мощность составляет 76 милливатт (мВт). Прямой постоянный ток не должен превышать 20 мА для надежной долгосрочной работы. Для импульсных применений допустим пиковый прямой ток 100 мА при определенных условиях: скважность 1/10 и длительность импульса 0,1 миллисекунды. Компонент рассчитан на рабочий температурный диапазон от -20°C до +80°C и может храниться в среде от -30°C до +100°C. Критически важно, что он выдерживает инфракрасную пайку оплавлением при пиковой температуре 260°C в течение 10 секунд, что является стандартом для бессвинцовой сборки.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Ключевые параметры производительности измеряются при Ta=25°C и стандартном испытательном токе (IF) 10 мА.

• Сила света (Iv):Диапазон от минимального значения 18,0 милликандел (мкд) до типичного значения 90,0 мкд. Измерение производится с использованием комбинации датчика и фильтра, аппроксимирующей стандартную кривую спектральной чувствительности глаза CIE.
• Угол обзора (2θ1/2):Указан широкий угол обзора 130 градусов. Он определяется как угол отклонения от оси, при котором сила света падает до половины своего осевого (на оси) значения.
• Пиковая длина волны (λP):Длина волны, на которой спектральное излучение является наиболее сильным, обычно составляет 468 нанометров (нм).
• Доминирующая длина волны (λd):Этот параметр, полученный из цветовой диаграммы CIE, определяет воспринимаемый цвет светодиода. Его диапазон составляет от 465,0 нм до 475,0 нм.
• Спектральная ширина полосы (Δλ):Полуширина спектральной линии составляет 25 нм, что указывает на разброс излучаемых длин волн вокруг пика.
• Прямое напряжение (VF):При токе 10 мА падение напряжения на светодиоде составляет от 2,75 Вольт (мин.) до 3,35 Вольт (макс.).
• Обратный ток (IR):При приложенном обратном напряжении (VR) 5В ток утечки составляет максимум 10 микроампер (мкА). Важно отметить, что устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения; это испытательное условие предназначено только для характеристики.

Предупреждение об электростатическом разряде (ESD):Светодиод чувствителен к статическому электричеству и скачкам напряжения. Во время обращения и сборки обязательны надлежащие процедуры защиты от ESD, включая использование заземленных браслетов, антистатических перчаток и заземленного оборудования, чтобы предотвратить повреждение.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения стабильности в производстве и применении светодиоды сортируются по ключевым параметрам в группы (бины). Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям схемы и оптики.

3.1 Сортировка по прямому напряжению

Устройства классифицируются на бины (J8, J9, J10, J11) на основе их прямого напряжения при токе 10 мА. Допуск каждого бина составляет ±0,1В.

• J8: 2,75В - 2,90В
• J9: 2,90В - 3,05В
• J10: 3,05В - 3,20В
• J11: 3,20В - 3,35В

3.2 Сортировка по силе света

Светодиоды сортируются (M1, M2, N1, N2, P1, P2, Q1) в соответствии с их выходной силой света при токе 10 мА, с допуском ±15% для каждого бина. Этот диапазон простирается от 18,0 мкд (мин. M1) до 90,0 мкд (макс. Q1).

3.3 Сортировка по доминирующей длине волны

Цветовая стабильность контролируется через бины длины волны AC и AD, каждый с допуском ±1 нм.

• AC: 465,0 нм - 470,0 нм
• AD: 470,0 нм - 475,0 нм

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в спецификации приведены ссылки на конкретные графические кривые (например, Рисунок 1 для спектрального излучения, Рисунок 6 для угла обзора), предоставленные данные позволяют провести критический анализ. Зависимость между прямым током (IF) и силой света (Iv) обычно является суперлинейной при низких токах, становится более линейной, а затем насыщается при более высоких токах. Разработчики должны работать в пределах указанного предела постоянного тока, чтобы избежать ускоренной деградации. Прямое напряжение имеет отрицательный температурный коэффициент, что означает его небольшое уменьшение с ростом температуры перехода. Спектральные характеристики (пиковая и доминирующая длина волны) также зависят от температуры, обычно смещаясь в сторону более длинных волн (красное смещение) с повышением температуры, что является фундаментальным свойством полупроводниковых источников света.

5. Механическая и упаковочная информация

5.1 Габаритные размеры корпуса

Устройство имеет корпус стандарта EIA со сверхтонкой геометрией. Ключевым размером является его высота 0,80 мм (максимум). Другие критические размеры, такие как длина и ширина, являются стандартными для данного типа корпуса, что обеспечивает совместимость с автоматизированной сборкой. Все размерные допуски обычно составляют ±0,10 мм, если не указано иное. Подробные чертежи с размерами необходимы для проектирования посадочного места на печатной плате.

5.2 Идентификация полярности и проектирование контактных площадок

Компонент имеет анодный и катодный выводы. Полярность обычно указывается маркировкой на корпусе, такой как выемка, точка или срезанный угол. В спецификации приведены рекомендуемые размеры паяльных площадок для обеспечения надежного паяного соединения, правильного выравнивания и достаточного теплоотвода в процессе оплавления. Соблюдение этих рекомендаций имеет решающее значение для производственного выхода и долгосрочной надежности.

6. Руководство по пайке и монтажу

6.1 Профиль оплавления припоя

Предложен рекомендуемый профиль инфракрасного (IR) оплавления для бессвинцовых процессов сборки. Этот профиль основан на стандартах JEDEC для обеспечения надежного монтажа. Ключевые параметры включают:

• Предварительный нагрев:от 150°C до 200°C.
• Время предварительного нагрева:Максимум 120 секунд для обеспечения равномерного нагрева и испарения растворителей.
• Пиковая температура:Максимум 260°C.
• Время выше температуры ликвидуса:Компонент должен подвергаться воздействию пиковой температуры не более 10 секунд. Оплавление должно выполняться не более двух раз.

Подчеркивается, что оптимальный профиль зависит от конкретной конструкции печатной платы, паяльной пасты и характеристик печи, и рекомендуется проводить характеристику на уровне платы.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, необходимо соблюдать крайнюю осторожность. Температура жала паяльника не должна превышать 300°C, а время контакта с выводом светодиода должно быть ограничено максимум 3 секундами для одной операции. Чрезмерный нагрев может необратимо повредить светодиодный чип или пластиковый корпус.

6.3 Очистка

Не следует использовать неуказанные химические очистители, так как они могут повредить корпус светодиода. Если требуется очистка после пайки (например, для удаления остатков флюса), рекомендуемый метод — погружение собранной платы в этиловый или изопропиловый спирт при нормальной комнатной температуре на время менее одной минуты.

7. Хранение и обращение

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

• Запечатанная упаковка:Светодиоды в оригинальном влагозащитном барьерном пакете с осушителем должны храниться при температуре ≤30°C и относительной влажности (RH) ≤90%. Срок годности в этих условиях составляет один год.
• Вскрытая упаковка:После вскрытия барьерного пакета компоненты подвергаются воздействию окружающей влажности. Их следует хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤60%. Настоятельно рекомендуется завершить процесс инфракрасного оплавления в течение одной недели после вскрытия.
• Длительное хранение (вскрытое):Для хранения более одной недели компоненты следует поместить в герметичный контейнер с осушителем или в эксикатор, продуваемый азотом.
• Прогрев (сушка):Компоненты, хранившиеся вне оригинальной упаковки более одной недели, перед пайкой необходимо прогреть при температуре примерно 60°C в течение не менее 20 часов для удаления поглощенной влаги.

8. Упаковка и информация для заказа

Продукт поставляется в формате ленты на катушке, совместимом с автоматизированными сборочными машинами.

• Ширина ленты:8 мм.
• Диаметр катушки:7 дюймов.
• Количество на катушке:4000 штук.
• Минимальный объем заказа (MOQ):500 штук для остаточных количеств.
• Стандарт упаковки:Соответствует спецификациям ANSI/EIA-481-1-A-1994. Пустые ячейки в несущей ленте запечатаны покровной лентой.

Партийный номер LTST-C190TBKT-10A кодирует определенные атрибуты: вероятно, серию (LTST-C190), цвет (Blue/B), вариант корпуса (KT) и код бина (10A).

9. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

9.1 Типичные сценарии применения

Этот светодиод предназначен для использования в обычном электронном оборудовании, включая:

• Индикаторы состояния и работы на потребительских устройствах (маршрутизаторы, зарядные устройства, бытовая техника).
• Подсветка клавиш, символов или небольших ЖК-панелей.
• Декоративное освещение в салоне автомобиля.
• Общее освещение, где требуется компактный источник синего света.

Важное примечание:Устройство не предназначено для применений, где отказ может напрямую угрожать жизни или здоровью (например, авиационное управление, медицинские системы жизнеобеспечения, критические системы безопасности). Для таких высоконадежных применений требуется консультация с производителем.

9.2 Рекомендации по проектированию схемы

1. Ограничение тока:Светодиод является устройством с токовым управлением. При питании от источника напряжения обязателен последовательный токоограничивающий резистор для установки рабочего тока и предотвращения теплового разгона. Значение резистора рассчитывается по закону Ома: R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Для консервативного проектирования используйте максимальное значение V_Fиз спецификации.
2. Рассеиваемая мощность:Убедитесь, что произведение I_Fи V_Fне превышает абсолютный максимальный рейтинг мощности 76 мВт, учитывая наихудшие условия рабочей температуры.
3. Защита от обратного напряжения:Поскольку светодиод имеет низкое напряжение обратного пробоя, схемотехнические решения должны предотвращать приложение обратного смещения. В цепях переменного тока или двунаправленных сигналов может потребоваться параллельный защитный диод.
4. Тепловой менеджмент:Хотя мощность мала, обеспечение достаточной площади медного покрытия на печатной плате вокруг паяльных площадок помогает рассеивать тепло, поддерживая производительность и долговечность светодиода, особенно в условиях высокой температуры окружающей среды.
5. Защита от ESD:Включите устройства защиты от ESD (например, TVS-диоды) на входных линиях, если светодиод находится в открытом месте, например, в качестве панельного индикатора.

10. Техническое сравнение и отличия

Основным отличительным фактором этого компонента является его сверхнизкий профиль 0,80 мм. По сравнению со стандартными SMD светодиодами, которые часто имеют высоту 1,0 мм или более, это позволяет интегрировать их во все более тонкие конечные продукты. Использование чипа InGaN обеспечивает более высокую эффективность и яркость по сравнению со старыми технологиями для синего излучения. Его сертификация для стандартной бессвинцовой инфракрасной пайки оплавлением делает его прямой заменой для многих существующих конструкций, стремящихся уменьшить высоту компонента без изменения процесса сборки. Комплексная система сортировки предоставляет разработчикам гибкость в выборе оптимизированных по стоимости или производительности классов для их конкретного применения.

11. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: В чем разница между пиковой длиной волны и доминирующей длиной волны?

О1: Пиковая длина волны (λP) — это физическая длина волны, на которой спектральная мощность излучения максимальна. Доминирующая длина волны (λd) — это расчетное значение из колориметрии, которое представляет собой длину волны чистого монохроматического света, соответствующего воспринимаемому цвету светодиода. λd более актуальна для применений, основанных на цвете.

В2: Могу ли я питать этот светодиод постоянным током 20 мА?

О2: Да, 20 мА — это максимальный номинальный постоянный прямой ток. Однако для максимального срока службы и с учетом реальных тепловых условий часто хорошей практикой является питание его меньшим током (например, 10-15 мА), поскольку световая эффективность часто остается высокой на этих уровнях.

В3: Почему требуется прогрев перед пайкой?

О3: Пластиковые SMD корпуса могут поглощать влагу из воздуха. Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта захваченная влага может быстро испаряться, создавая внутреннее давление, которое может привести к растрескиванию корпуса или расслоению внутренних интерфейсов — явление, известное как "эффект попкорна". Прогрев удаляет эту влагу.

В4: Как интерпретировать код бина "10A" в партийном номере?

О4: Суффикс "10A" обычно указывает на комбинацию бинов производительности для прямого напряжения, силы света и доминирующей длины волны. Необходимо свериться со списком кодов бинов в спецификации или у производителя, чтобы узнать точные гарантированные диапазоны для V_F, I_vи λ_dдля этого конкретного кода заказа.

12. Практический пример проектирования

Сценарий:Проектирование синего индикатора питания для устройства с питанием от USB (питание 5В).

Шаг 1 - Выбор рабочей точки:Выберите средний ток 12 мА для хорошего баланса яркости и срока службы.

Шаг 2 - Определение прямого напряжения:Используйте максимальное V_Fиз бина J11 для консервативного проектирования: 3,35В.

Шаг 3 - Расчет последовательного резистора:R = (5,0В - 3,35В) / 0,012А = 137,5 Ом. Ближайшее стандартное значение ряда E24 — 150 Ом.

Шаг 4 - Пересчет фактического тока:Используя типичное V_F3,0В (из бина J10), I_F= (5,0В - 3,0В) / 150Ом ≈ 13,3 мА, что безопасно и находится в пределах.

Шаг 5 - Проверка мощности:Наихудшая мощность на светодиоде: P = 3,35В * 13,3мА ≈ 44,6 мВт, что значительно ниже максимума в 76 мВт.

Шаг 6 - Разводка печатной платы:Установите резистор 150 Ом последовательно с анодом светодиода. Обеспечьте небольшую медную площадку, соединенную с катодной контактной площадкой светодиода для небольшого теплоотвода. Убедитесь, что маркировка полярности на шелкографии печатной платы соответствует маркировке светодиода.

13. Введение в технологию

Этот светодиод основан на технологии полупроводника InGaN (нитрид индия-галлия), выращенного на подложке, обычно сапфировой или карбидокремниевой. При приложении прямого напряжения электроны и дырки рекомбинируют в активной области квантовой ямы полупроводника, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава InGaN определяет энергию запрещенной зоны и, следовательно, длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае синий. Эпоксидная линза с прозрачным ("водяным") покрытием разработана для пропускания этой длины волны и обеспечивает защиту от окружающей среды и механическую стабильность. Сверхнизкий профиль достигается за счет передовых технологий формования корпуса и крепления кристалла.

14. Тенденции отрасли

Тенденция в области SMD светодиодов для потребительской электроники продолжает двигаться в сторону миниатюризации и повышения эффективности. Высота 0,8 мм этого устройства представляет собой шаг в этом направлении, позволяя создавать более тонкие конечные продукты. Также наблюдается постоянное стремление к повышению световой отдачи (больше светового потока на ватт электрической мощности) от чипов InGaN. Кроме того, для применений, требующих точного и равномерного воспроизведения цвета, таких как полноцветные RGB-дисплеи и передовое автомобильное освещение, востребованы более жесткие допуски сортировки и более совершенные возможности смешения цветов. Интеграция схем драйверов и нескольких светодиодных чипов в единые корпуса (например, COB — Chip-on-Board) является еще одной значительной тенденцией, хотя дискретные светодиоды, подобные этому, остаются незаменимыми для точечных индикаторов и гибких схем компоновки.