Техническая спецификация LTST-C281KSKT-5A - SMD светодиод AlInGaP желтый, высота 0.35 мм

1. Обзор продукта

LTST-C281KSKT-5A — это светодиод для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для современных электронных приложений с ограниченным пространством. Он относится к семейству миниатюрных светодиодов, специально разработанных для автоматизированных процессов сборки печатных плат (ПП). Этот компонент подходит для интеграции в широкий спектр потребительской и промышленной электроники, где требуется надежная, компактная и яркая индикация.

1.1 Ключевые преимущества и целевые рынки

Этот светодиод предлагает несколько ключевых преимуществ, делающих его предпочтительным выбором для конструкторов. Его основная особенность — сверхтонкий профиль высотой всего 0.35 мм, что позволяет использовать его в ультратонких устройствах. Он использует сверхъяркий чип AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия), который обеспечивает высокую световую отдачу и отличную чистоту цвета в желтом спектре. Устройство полностью соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ), что делает его пригодным для глобальных рынков со строгими экологическими нормами. Его упаковка в 8-миллиметровую ленту на 7-дюймовых катушках стандартизирована (стандарт EIA), что обеспечивает совместимость с высокоскоростным автоматическим оборудованием для установки компонентов. Кроме того, он рассчитан на стандартные процессы пайки инфракрасным (ИК) оплавлением, что критически важно для современных линий сборки поверхностного монтажа (SMT).

Целевые области применения разнообразны: телекоммуникационное оборудование (например, беспроводные и сотовые телефоны), устройства офисной автоматизации (например, ноутбуки, сетевые системы), бытовая техника и внутренние вывески. Конкретные функциональные применения включают подсветку клавиатур, индикаторы состояния питания или подключения, интеграцию в микродисплеи и общую подсветку сигналов или символов.

2. Технические параметры: Подробный объективный анализ

Рабочие характеристики LTST-C281KSKT-5A определяются комплексом электрических, оптических и тепловых параметров. Понимание этих спецификаций крайне важно для правильного проектирования схемы и обеспечения долгосрочной надежности.

2.1 Предельно допустимые режимы эксплуатации

Эти параметры определяют предельные нагрузки, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Они не предназначены для нормальной работы. Для LTST-C281KSKT-5A при температуре окружающей среды (Ta) 25°C: максимальная непрерывная рассеиваемая мощность составляет 75 мВт; максимальный постоянный прямой ток — 30 мА; пиковый прямой ток 80 мА допустим только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс) для предотвращения перегрева; максимальное обратное напряжение, которое можно приложить, составляет 5 В; рабочий диапазон температур от -30°C до +85°C; диапазон температур хранения от -40°C до +85°C. Примечательно, что устройство выдерживает условия инфракрасной пайки при 260°C в течение максимум 10 секунд, что соответствует распространенным профилям бессвинцового (Pb-free) оплавления.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные рабочие параметры, измеренные в стандартных условиях испытаний (Ta=25°C). Сила света (Iv) варьируется от минимум 7.1 милликандел (мкд) до максимум 45.0 мкд при прямом токе (IF) 5 мА. Устройство имеет очень широкий угол обзора (2θ1/2) 130 градусов, что означает излучение света в широкой области, подходящее для применений, требующих видимости под большим углом. Его оптический цвет определяется доминирующей длиной волны (λd) между 587.0 нм и 594.5 нм, что прочно помещает его в желтую область видимого спектра. Пиковая длина волны излучения (λp) обычно составляет 591.0 нм. Электрически прямое напряжение (VF), необходимое для протекания тока 5 мА через светодиод, составляет от 1.7 В до 2.3 В. Обратный ток (IR) очень мал, максимум 10 микроампер при обратном смещении 5 В.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения стабильности в массовом производстве светодиоды сортируются на группы или "бины" по ключевым параметрам. LTST-C281KSKT-5A использует трехмерную систему сортировки по прямому напряжению (VF), силе света (IV) и доминирующей длине волны (Оттенок).

3.1 Группа прямого напряжения (VF)

Светодиоды сортируются в соответствии с падением прямого напряжения при испытательном токе 5 мА. Бины: E2 (1.70В до 1.90В), E3 (1.90В до 2.10В) и E4 (2.10В до 2.30В). Для каждого бина применяется допуск ±0.1В. Эта информация жизненно важна для проектирования драйверов постоянного тока или прогнозирования падений напряжения в последовательных конфигурациях.

3.2 Группа силы света (IV)

Этот бин определяет яркость. Бины, измеренные в мкд при 5 мА: K (7.1 до 11.2), L (11.2 до 18.0), M (18.0 до 28.0) и N (28.0 до 45.0). Для каждого бина применяется допуск ±15%. Конструкторы могут выбрать конкретный бин яркости, чтобы соответствовать визуальным требованиям своего приложения, обеспечивая однородность в массивах из нескольких светодиодов.

3.3 Группа оттенка (доминирующая длина волны)

Этот бин контролирует точный оттенок желтого. Бины доминирующей длины волны: J (587.0 нм до 589.5 нм), K (589.5 нм до 592.0 нм) и L (592.0 нм до 594.5 нм). Допуск для каждого бина составляет ±1 нм. Выбор узкого бина оттенка критически важен для применений, где важна цветовая однородность, например, в индикаторах состояния или подсветке, где несколько светодиодов должны выглядеть одинаково.

4. Анализ характеристических кривых

Графические представления характеристик светодиода дают более глубокое понимание работы в различных условиях, что необходимо для надежного проектирования.

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

Вольт-амперная характеристика иллюстрирует нелинейную зависимость между током, протекающим через светодиод, и напряжением на нем. Для материала AlInGaP, используемого в этом светодиоде, кривая будет показывать характерное "колено" напряжения около 1.8-2.0В, после чего ток быстро возрастает при небольшом увеличении напряжения. Это подчеркивает важность использования токоограничивающего механизма (резистора или драйвера постоянного тока), а не источника фиксированного напряжения, чтобы предотвратить тепловой разгон и разрушение устройства.

4.2 Зависимость силы света от прямого тока

Эта кривая показывает, как световой выход увеличивается с увеличением тока накачки. Как правило, зависимость относительно линейна при низких токах, но может насыщаться или становиться сублинейной при более высоких токах из-за повышения температуры перехода и снижения эффективности. Работа светодиода в пределах указанного диапазона постоянного тока (до 30 мА) обеспечивает оптимальную эффективность и долговечность.

4.3 Спектральное распределение

Кривая спектрального излучения желтого светодиода AlInGaP показывает относительно узкую полосу излучения, обычно с полушириной спектра (Δλ) около 15 нм, как указано в спецификации. Пик будет находиться вблизи 591 нм. Эта узкая полоса пропускания дает насыщенный, чистый желтый цвет по сравнению с источниками с более широким спектром, такими как белые светодиоды с люминофорным преобразованием.

5. Механическая и корпусная информация

Физическая конструкция и размеры критически важны для разводки печатной платы и сборки.

5.1 Габаритные размеры и идентификация полярности

Светодиод имеет стандартный корпус типа "чип-светодиод". Ключевые размеры включают общую длину, ширину и критически малую высоту 0.35 мм. Катодный (отрицательный) вывод обычно идентифицируется маркировкой на корпусе, такой как зеленая точка, выемка или контактная площадка другой формы. В спецификации приводится подробный чертеж с размерами в миллиметрах, включая положение контактных площадок, контур компонента и размер линзы. Конструкторы должны строго соблюдать эти размеры при проектировании посадочного места (площадок) на печатной плате, чтобы обеспечить правильную пайку и выравнивание.

5.2 Рекомендуемая конструкция контактных площадок на печатной плате

Предлагается рекомендуемый рисунок контактных площадок для обеспечения надежного формирования паяного соединения во время оплавления. Этот рисунок учитывает формирование паяного мениска и предотвращает такие проблемы, как "эффект надгробия" (когда один конец отрывается от площадки). Конструкция обычно включает тепловые перемычки, если площадка соединена с большой медной областью, для управления нагревом во время пайки.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение и сборка имеют первостепенное значение для выхода годных изделий и надежности.

6.1 Параметры пайки инфракрасным оплавлением

Для бессвинцовых процессов рекомендуется определенный профиль оплавления. Пиковая температура не должна превышать 260°C, а время пребывания выше 260°C должно быть ограничено максимум 10 секундами. Необходима стадия предварительного нагрева (обычно 150-200°C) для плавного повышения температуры и активации флюса, с максимальным временем предварительного нагрева 120 секунд. Профиль должен быть охарактеризован для конкретной печатной платы, паяльной пасты и печи, чтобы обеспечить правильную пайку всех компонентов без повреждений.

6.2 Условия хранения и обращения

Светодиоды чувствительны к влаге (MSL2a). При хранении в оригинальном герметичном влагозащитном пакете с осушителем их следует хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности (RH) ≤90% и использовать в течение одного года. После вскрытия пакета условия хранения не должны превышать 30°C и 60% RH. Компоненты, подвергшиеся воздействию окружающего воздуха, должны быть подвергнуты ИК-оплавлению в течение 672 часов (28 дней). Если это время превышено, перед пайкой требуется прогрев при температуре около 60°C в течение не менее 20 часов для удаления поглощенной влаги и предотвращения повреждения "эффектом попкорна" во время оплавления.

6.3 Очистка

Если необходима очистка после пайки, следует использовать только указанные растворители. Допустимо погружение светодиода в этиловый или изопропиловый спирт при нормальной температуре на время менее одной минуты. Агрессивные или неуказанные химические вещества могут повредить пластиковую линзу или корпус.

6.4 Предостережение относительно электростатического разряда (ЭСР)

Светодиод подвержен повреждению от статического электричества и скачков напряжения. Рекомендуется обращаться с устройством с использованием заземленного браслета или антистатических перчаток. Все оборудование, включая рабочие места и машины, должно быть правильно заземлено для предотвращения событий ЭСР.

7. Упаковка и информация для заказа

LTST-C281KSKT-5A поставляется в формате ленты на катушке, подходящем для автоматизированной сборки. Ширина ленты составляет 8 мм, намотана на стандартную катушку диаметром 7 дюймов (178 мм). Каждая катушка содержит 5000 штук. Для меньших количеств доступна минимальная упаковка в 500 штук для остатков. Спецификации ленты и катушки соответствуют стандартам ANSI/EIA 481, что обеспечивает совместимость со стандартными системами подачи. Лента имеет защитную крышку для защиты компонентов, и существует спецификация, согласно которой не более двух последовательных ячеек для компонентов могут быть пустыми.

8. Рекомендации по применению и конструктивные соображения

8.1 Типовые схемы включения

Наиболее распространенный метод управления — последовательный токоограничивающий резистор, подключенный к источнику напряжения (Vcc). Значение резистора (R) рассчитывается по закону Ома: R = (Vcc - VF) / IF, где VF — прямое напряжение светодиода (для консервативного проектирования используйте максимальное значение из бина или спецификации), а IF — желаемый прямой ток (например, 5 мА, 10 мА, до максимум 30 мА). Для применений, требующих стабильной яркости или работы в широком диапазоне напряжений, рекомендуется микросхема драйвера постоянного тока.

8.2 Тепловой режим

Хотя рассеиваемая мощность мала (макс. 75 мВт), эффективный тепловой режим по-прежнему важен для поддержания срока службы светодиода и предотвращения сдвига цвета. Сама печатная плата действует как радиатор. Подключение тепловой площадки светодиода (если она есть) к достаточной медной области на печатной плате помогает рассеивать тепло. Избегайте длительной работы светодиода при его абсолютно максимальном токе и температуре одновременно.

8.3 Оптические конструктивные соображения

Широкий угол обзора 130 градусов делает этот светодиод подходящим для применений, где свет должен быть виден под разными углами без дополнительных рассеивателей. Для более направленного света можно использовать внешние линзы или световоды. Водопрозрачная линза этой конкретной модели позволяет излучать собственный цвет чипа (желтый) без фильтрации.

9. Техническое сравнение и отличительные особенности

LTST-C281KSKT-5A отличается в первую очередь своим сверхтонким профилем 0.35 мм, что тоньше, чем у многих стандартных чип-светодиодов (например, корпуса 0603 или 0805, высота которых часто составляет 0.6-0.8 мм). Это делает его идеальным для новейшего поколения ультратонких мобильных устройств и носимой электроники. Использование технологии AlInGaP обеспечивает более высокую эффективность и лучшую насыщенность цвета в красно-оранжево-желтом диапазоне по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP. Его совместимость со стандартным ИК-оплавлением и упаковкой в ленту на катушке соответствует высокообъемным, автоматизированным производственным процессам, предлагая экономичное и надежное решение.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 В чем разница между доминирующей и пиковой длиной волны?

Пиковая длина волны (λp) — это единственная длина волны, на которой спектр излучения имеет максимальную интенсивность. Доминирующая длина волны (λd) — это расчетное значение, полученное из диаграммы цветности CIE, которое представляет воспринимаемый цвет света; это единственная длина волны, которая соответствовала бы цветовому ощущению от смешанного излучения светодиода. Для монохроматического источника, такого как этот желтый светодиод AlInGaP, они обычно очень близки, но λd является более релевантным параметром для спецификации цвета.

10.2 Можно ли питать этот светодиод от источника 3.3В без резистора?

Нет, это не рекомендуется и, скорее всего, приведет к разрушению светодиода. Прямое напряжение составляет всего 1.7-2.3В. Прямое приложение 3.3В вызовет протекание очень большого, неконтролируемого тока (намного превышающего максимум 30 мА), что приведет к немедленному перегреву и отказу. Всегда требуется токоограничивающий резистор или стабилизатор.

10.3 Как интерпретировать коды сортировки при заказе?

При размещении заказа вы можете указать комбинацию кодов бинов VF, IV и Hue, чтобы получить светодиоды с точно согласованными характеристиками. Например, запрос "E3, M, K" позволит получить светодиоды с прямым напряжением 1.9-2.1В, силой света 18.0-28.0 мкд и доминирующей длиной волны 589.5-592.0 нм. Если бин не указан, вы получите детали из стандартных производственных бинов.

11. Принцип работы

LTST-C281KSKT-5A — это полупроводниковый источник света на основе системы материалов AlInGaP. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее встроенный потенциал диода, электроны и дырки инжектируются в активную область полупроводникового чипа. Эти носители заряда рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Удельная ширина запрещенной зоны сплава AlInGaP определяет длину волны излучаемых фотонов, которая в данном случае находится в желтой области (~590 нм). Водопрозрачная эпоксидная линза инкапсулирует чип, обеспечивая механическую защиту, формируя выходной световой пучок (широкий угол 130 градусов) и повышая эффективность извлечения света.

12. Тенденции и контекст отрасли

Разработка светодиодов, таких как LTST-C281KSKT-5A, обусловлена несколькими ключевыми тенденциями в электронике. Существует постоянное стремление к миниатюризации, требующее компонентов с меньшими размерами и меньшей высотой для создания более тонких конечных продуктов. Повышенная эффективность и яркость полупроводниковых материалов, таких как AlInGaP, позволяют снизить энергопотребление и увеличить срок службы батарей в портативных устройствах. Кроме того, повсеместное внедрение бессвинцовой пайки и соответствие RoHS требует компонентов, способных выдерживать более высокие температуры оплавления и не содержащих запрещенных веществ. Стандартизация упаковки (лента на катушке, стандарты EIA) поддерживает высокоавтоматизированное, крупносерийное производство, которое определяет современное производство потребительской электроники.