Техническая документация на SMD светодиод LTST-C171TGKT - Размеры 3.2x1.6x0.8мм - Напряжение 3.2В - Зеленый цвет - Мощность 76мВт

1. Обзор продукта

LTST-C171TGKT — это высокопроизводительный светоизлучающий диод (LED) для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для современных электронных приложений, требующих компактных размеров и надежной работы. Этот компонент использует технологию полупроводника InGaN (нитрид индия-галлия) для генерации зеленого света. Его основная конструктивная цель — обеспечить надежный и эффективный источник света, совместимый с автоматизированными процессами сборки, распространенными в массовом производстве.

Ключевые преимущества этого светодиода включают исключительно низкий профиль высотой всего 0.8 мм, что делает его подходящим для применений с жесткими ограничениями по пространству. Он классифицируется как экологичный продукт и соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ). Корпус поставляется на стандартной 8-миллиметровой перфорированной ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, что облегчает эффективную сборку методом "pick-and-place". Устройство полностью совместимо с процессами пайки оплавлением в инфракрасном (ИК) диапазоне и пайки в парах, обеспечивая надежные паяные соединения при массовом производстве.

2. Глубокое объективное толкование технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Предельные эксплуатационные параметры определяют границы нагрузок, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Для LTST-C171TGKT они указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Максимальный постоянный прямой ток составляет 20 мА. При импульсном режиме работы с коэффициентом заполнения 1/10 и длительностью импульса 0.1 мс допустим пиковый прямой ток 100 мА. Максимальная рассеиваемая мощность — 76 мВт. Устройство может выдерживать обратное напряжение до 5 В. Диапазон рабочих температур составляет от -20°C до +80°C, а диапазон температур хранения — от -30°C до +100°C. Снижение номинала прямого тока происходит линейно выше 50°C со скоростью 0.25 мА на °C, что критически важно для теплового управления в конструкции приложения.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Типичные характеристики измеряются при Ta=25°C. Сила света (Iv) варьируется от минимума 71.0 мкд до максимума 450.0 мкд при прямом токе (IF) 20 мА. Угол обзора (2θ1/2), определяемый как полный угол, при котором интенсивность составляет половину осевого значения, равен 130 градусам, что указывает на широкую диаграмму направленности. Пиковая длина волны излучения (λP) обычно составляет 530 нм. Доминирующая длина волны (λd), определяющая воспринимаемый цвет, равна 525 нм при IF=20мА. Полуширина спектральной линии (Δλ) составляет 35 нм, описывая спектральную чистоту. Прямое напряжение (VF) варьируется от 2.80 В до 3.60 В, с типичным значением 3.20 В при IF=20мА. Обратный ток (IR) максимально составляет 10 мкА при обратном напряжении (VR) 5В.

3. Объяснение системы кодов бинов

Продукт классифицируется по бинам на основе ключевых параметров для обеспечения согласованности в применении. Это позволяет разработчикам выбирать светодиоды с тесно сгруппированными характеристиками для однородного внешнего вида и производительности.

3.1 Биннинг прямого напряжения

Прямое напряжение разбивается на бины с шагом 0.2В. Коды бинов: D7 (2.80В - 3.00В), D8 (3.00В - 3.20В), D9 (3.20В - 3.40В) и D10 (3.40В - 3.60В). К каждому бину применяется допуск ±0.1В.

3.2 Биннинг силы света

Сила света разбивается на четыре категории: Q (71.0 - 112.0 мкд), R (112.0 - 180.0 мкд), S (180.0 - 280.0 мкд) и T (280.0 - 450.0 мкд). К каждому бину интенсивности применяется допуск ±15%.

3.3 Биннинг доминирующей длины волны

Доминирующая длина волны разбивается на бины для контроля цветовой согласованности. Бины: AP (520.0 - 525.0 нм), AQ (525.0 - 530.0 нм) и AR (530.0 - 535.0 нм). Допуск для каждого бина составляет ±1 нм.

4. Анализ кривых производительности

Хотя в техническом описании ссылаются на конкретные графические кривые (например, Рис.1, Рис.6), их типичное поведение можно описать. Зависимость между прямым током (IF) и прямым напряжением (VF) является экспоненциальной, что характерно для диода. Сила света примерно пропорциональна прямому току в пределах указанного рабочего диапазона. Кривая спектрального распределения показывает один пик около 530 нм с определенной полушириной. Диаграмма направленности для этого широкоугольного устройства обычно является ламбертовой или близкой к ней, что означает, что интенсивность уменьшается с косинусом угла от оси.

5. Механическая информация и информация о корпусе

Светодиод соответствует стандартным размерам корпуса EIA. Корпус имеет прозрачную линзу. Детальные чертежи размеров определяют длину, ширину, высоту и положение выводов. Ключевой механической особенностью является ультратонкий профиль 0.8 мм. Полярность указывается маркировкой катода, которая обычно представляет собой выемку или зеленую точку на корпусе. Предоставлены рекомендуемые размеры контактных площадок для обеспечения правильного формирования паяного соединения и механической стабильности во время и после процесса оплавления.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профили пайки оплавлением

Предоставлены два рекомендуемых профиля инфракрасной (ИК) пайки оплавлением: один для обычного (оловянно-свинцового) процесса и один для бессвинцового процесса. Для бессвинцового процесса, использующего паяльную пасту Sn-Ag-Cu, профиль должен тщательно контролироваться. Пиковая температура не должна превышать 260°C, а время выше температуры ликвидуса припоя должно регулироваться, чтобы предотвратить тепловое повреждение корпуса светодиода, обеспечивая при этом правильное оплавление припоя.

6.2 Пайка волной и ручная пайка

Для пайки волной указана максимальная температура 260°C в течение 5 секунд. Для ручной пайки паяльником температура жала не должна превышать 300°C, а время контакта должно быть ограничено 3 секундами на соединение, только один раз.

6.3 Хранение и обращение

Светодиоды должны храниться в среде, не превышающей 30°C и 70% относительной влажности. Компоненты, извлеченные из оригинальной влагозащитной упаковки (MSL 2a), должны быть пропаяны в течение 672 часов (28 дней). Если хранение превышает этот период, рекомендуется прогрев при 60°C в течение не менее 24 часов перед сборкой для удаления поглощенной влаги и предотвращения "эффекта попкорна" во время оплавления.

6.4 Очистка

Если очистка необходима после пайки, следует использовать только указанные растворители. Допустимо погружение светодиода в этиловый или изопропиловый спирт при нормальной температуре менее чем на одну минуту. Неуказанные химикаты могут повредить эпоксидную линзу или корпус.

7. Упаковка и информация для заказа

Стандартная упаковка — это 8-миллиметровая перфорированная несущая лента на катушках диаметром 7 дюймов. Каждая катушка содержит 3000 штук. Лента имеет карманы, запечатанные верхней покровной лентой. Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA 481-1-A-1994. Для заказов, не кратных полной катушке, минимальное количество упаковки для остатков составляет 500 штук.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот светодиод подходит для подсветки в потребительской электронике (например, мобильные устройства, ЖК-панели), индикаторов состояния, декоративного освещения и освещения салона автомобиля, где критически важен тонкий профиль. Его широкий угол обзора делает его хорошим выбором для применений, требующих освещения большой площади или видимости с нескольких углов.

8.2 Соображения по проектированию

Схема управления:Светодиоды — это устройства с токовым управлением. Чтобы обеспечить равномерную яркость при параллельном подключении нескольких светодиодов, настоятельно рекомендуется использовать индивидуальный токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым светодиодом. Прямое параллельное подключение светодиодов без индивидуальных резисторов (Модель схемы B) не рекомендуется, так как небольшие различия в характеристике прямого напряжения (Vf) между светодиодами могут вызвать значительный дисбаланс тока, приводящий к неравномерной яркости и потенциальной перегрузке светодиода с наименьшим Vf.

Тепловой менеджмент:Хотя рассеиваемая мощность мала, правильная разводка печатной платы для отвода тепла важна, особенно при работе вблизи предельных параметров или при высоких температурах окружающей среды. Необходимо соблюдать кривую снижения номинала.

Защита от ЭСР:Устройство чувствительно к электростатическому разряду (ЭСР). Во время обращения и сборки должны применяться соответствующие меры защиты от ЭСР. Это включает использование заземленных браслетов, антистатических ковриков и обеспечение правильного заземления всего оборудования. Для нейтрализации статических зарядов в рабочей зоне можно использовать ионизатор.

9. Техническое сравнение

Основное дифференцирующее преимущество LTST-C171TGKT — его ультратонкая высота 0.8 мм, что значительно меньше, чем у многих стандартных SMD светодиодов (например, корпуса 0805 или 1206, высота которых часто превышает 1.0 мм). Это позволяет встраивать его в все более тонкие электронные продукты. Широкий угол обзора 130 градусов обеспечивает более рассеянный свет по сравнению со светодиодами с узким углом, уменьшая необходимость во вторичной оптике в некоторых применениях. Определенная структура бинов для интенсивности, напряжения и длины волны предлагает разработчикам предсказуемую производительность и цветовую согласованность между производственными партиями.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я питать этот светодиод напрямую от источника 5В?

О: Нет. Типичное прямое напряжение составляет 3.2В. Подключение его напрямую к источнику 5В без токоограничивающего резистора вызовет чрезмерный ток, что может мгновенно разрушить светодиод. Всегда используйте последовательный резистор для установки соответствующего тока (например, 20 мА).

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

О: Пиковая длина волны (λP) — это длина волны, на которой спектральная мощность излучения максимальна (530 нм). Доминирующая длина волны (λd) — это единственная длина волны монохроматического света, которая создает тот же воспринимаемый цвет (525 нм). Доминирующая длина волна более актуальна для спецификации цвета.

В: Как интерпретировать код бина силы света (например, "T")?

О: Код бина указывает гарантированный минимум и максимум интенсивности для светодиодов в этой группе. Светодиод бина "T" будет иметь интенсивность от 280.0 до 450.0 мкд при токе 20 мА. Выбор более высокого кода бина обычно означает более яркий светодиод.

В: Подходит ли этот светодиод для использования на открытом воздухе?

О: Диапазон рабочих температур составляет от -20°C до +80°C. Хотя он может функционировать в некоторых условиях на открытом воздухе, не рекомендуется длительное воздействие прямого солнечного света, влаги или температур за пределами указанного диапазона без надлежащей герметизации и защиты от окружающей среды. В техническом описании указано его предназначение для обычного электронного оборудования.

11. Практический пример проектирования

Сценарий:Проектирование панели индикаторов состояния для портативного медицинского устройства. Панель требует 10 равномерно ярких зеленых индикаторов в очень тонком корпусе.

Реализация:Десять светодиодов LTST-C171TGKT размещены на печатной плате. Чтобы обеспечить равномерную яркость, каждый светодиод питается от общей шины 5В через свой собственный последовательный резистор. Значение резистора рассчитывается по закону Ома: R = (Vпитания - Vf_светодиода) / If. Используя типичное Vf 3.2В и целевой If 20 мА: R = (5В - 3.2В) / 0.020А = 90 Ом. Выбран стандартный резистор 91 Ом. Все светодиоды указаны из одного бина силы света (например, бина "S"), чтобы гарантировать минимальное отклонение яркости. Высота 0.8 мм позволяет всей сборке поместиться в корпус толщиной 1.2 мм.

12. Введение в принцип работы

Излучение света в этом светодиоде основано на электролюминесценции в полупроводнике InGaN. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны и дырки инжектируются в активную область. При рекомбинации этих носителей заряда энергия высвобождается в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава нитрида индия-галлия определяет энергию запрещенной зоны, которая, в свою очередь, определяет длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае зеленый. Прозрачная эпоксидная линза инкапсулирует полупроводниковый кристалл, обеспечивает механическую защиту и формирует диаграмму направленности светового потока.

13. Тенденции развития

Тенденция в SMD светодиодах для потребительской электроники продолжает двигаться в сторону более высокой эффективности (больше светового потока на единицу электроэнергии), меньших размеров и более тонких профилей. Также наблюдается стремление к улучшению цветовой согласованности и более жестким допускам бинов для удовлетворения требований дисплеев высокого разрешения и равномерного освещения. Кроме того, совместимость с бессвинцовыми и высокотемпературными процессами оплавления остается важной из-за глобальных экологических норм и внедрения современных материалов печатных плат. Интеграция встроенной регулировки тока или защитных функций в сам корпус светодиода является областью постоянного развития для упрощения проектирования схемы управления.