Техническая документация на SMD светодиод LTST-C193KGKT-5A - Размеры 1.6x0.8x0.35мм - Напряжение 1.7-2.3В - Зеленый AlInGaP

1. Обзор изделия

В данном документе подробно описаны характеристики миниатюрного светодиода для поверхностного монтажа, предназначенного для автоматизированной сборки печатных плат (ПП). Устройство отличается исключительно малой высотой профиля, что делает его подходящим для применений с ограниченным пространством. В нем используется полупроводниковый материал AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для получения зеленого света, обеспечивая высокую яркость в компактном форм-факторе.

1.1 Особенности

• Соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ).
• Крайне тонкий профиль корпуса — 0.35 миллиметра.
• Высокая яркость свечения благодаря технологии чипа AlInGaP.
• Поставляется на 8-миллиметровой ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, для автоматического монтажа.
• Стандартный корпус в соответствии с EIA (Альянс электронной промышленности).
• Совместим со стандартными уровнями управления интегральных схем (ИС).
• Разработан для совместимости с автоматическим монтажным оборудованием.
• Подходит для процессов пайки оплавлением в инфракрасном (ИК) спектре.

1.2 Области применения

Данный светодиод предназначен для широкого спектра электронного оборудования, где требуются компактные размеры и надежная индикация. Типичные области применения включают:

• Телекоммуникационные устройства, оборудование для офисной автоматизации, бытовую технику и системы промышленного управления.
• Подсветку клавиатур и кнопочных панелей.
• Индикаторы состояния и питания.
• Микродисплеи и панельные индикаторы.
• Сигнальная и символическая подсветка.

2. Габариты корпуса и механические данные

Светодиод размещен в стандартном корпусе для поверхностного монтажа. Цвет линзы — прозрачный, в то время как источник света излучает зеленый цвет. Ключевые размеры включают длину корпуса 1.6 мм, ширину 0.8 мм и высоту 0.35 мм. Все допуски на размеры, если не указано иное, обычно составляют ±0.1 мм. Для точного расположения контактных площадок и монтажа следует обращаться к подробным механическим чертежам.

3. Предельные параметры и характеристики

3.1 Абсолютные максимальные значения

Нагрузки, превышающие эти пределы, могут привести к необратимому повреждению устройства. Все параметры указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

• Рассеиваемая мощность (Pd): 50 мВт
• Пиковый прямой ток (IFP): 40 мА (при скважности 1/10, длительность импульса 0.1 мс)
• Постоянный прямой ток (IF): 20 мА (постоянный ток)
• Обратное напряжение (VR): 5 В
• Диапазон рабочих температур (Topr): от -30°C до +85°C
• Диапазон температур хранения (Tstg): от -40°C до +85°C
• Условия пайки оплавлением (ИК): пиковая температура 260°C, не более 10 секунд.

3.2 Рекомендуемый профиль ИК-оплавления

Для процессов бессвинцовой пайки рекомендуется определенный температурный профиль, чтобы обеспечить надежность паяных соединений без повреждения корпуса светодиода. Профиль обычно включает стадию предварительного нагрева, подъем температуры, зону пиковой температуры, не превышающую 260°C, и контролируемую фазу охлаждения. Общее время выше 217°C (температура ликвидуса для типичного бессвинцового припоя) должно контролироваться в соответствии со спецификациями паяльной пасты.

3.3 Электрические и оптические характеристики

Эти параметры определяют типичные характеристики светодиода в нормальных рабочих условиях при Ta=25°C.

• Сила света (Iv): Диапазон от 4.5 до 28 милликандел (мкд) при прямом токе (IF) 5 мА. Измеряется с датчиком, отфильтрованным по кривой спектральной чувствительности глаза CIE.
• Угол обзора (2θ½): 130 градусов. Это полный угол, при котором сила света падает до половины своего осевого значения.
• Пиковая длина волны излучения (λP): Обычно 574.0 нанометров (нм).
• Доминирующая длина волны (λd): Диапазон от 567.5 нм до 576.5 нм при IF=5мА. Определяет воспринимаемый цвет света.
• Полуширина спектральной линии (Δλ): Приблизительно 15 нм, что указывает на спектральную чистоту зеленого излучения.
• Прямое напряжение (VF): Диапазон от 1.7В до 2.3В при IF=5мА.
• Обратный ток (IR): Максимум 10 микроампер (мкА) при обратном напряжении (VR) 5В.

4. Система бининга (сортировки)

Для обеспечения единообразия в применении светодиоды сортируются по бинам на основе ключевых параметров. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям по напряжению, яркости и цвету.

4.1 Биннинг по прямому напряжению (VF)

Бины определяются падением прямого напряжения при 5мА.
E2: 1.7В - 1.9В
E3: 1.9В - 2.1В
E4: 2.1В - 2.3В
Допуск на бин: ±0.1В

4.2 Биннинг по силе света (Iv)

Бины определяются силой света при 5мА.
J: 4.5 мкд - 7.1 мкд
K: 7.1 мкд - 11.2 мкд
L: 11.2 мкд - 18.0 мкд
M: 18.0 мкд - 28.0 мкд
Допуск на бин: ±15%

4.3 Биннинг по оттенку (доминирующая длина волны, λd)

Бины определяются доминирующей длиной волны при 5мА, что определяет точный оттенок зеленого цвета.
C: 567.5 нм - 570.5 нм
D: 570.5 нм - 573.5 нм
E: 573.5 нм - 576.5 нм
Допуск на бин: ±1 нм

5. Типичные характеристики (графики)

Графические данные дают более глубокое понимание поведения устройства в различных условиях. Типичные кривые включают:

• Зависимость прямого тока от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика): Показывает экспоненциальную зависимость, критически важную для расчета токоограничивающего резистора.
• Зависимость силы света от прямого тока: Демонстрирует, как световой поток увеличивается с ростом тока, вплоть до максимального значения.
• Зависимость силы света от температуры окружающей среды: Показывает снижение светового потока при повышении температуры перехода, что важно для теплового управления.
• Спектральное распределение: График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, с центром вокруг пиковой длины волны 574 нм.

6. Руководство пользователя и информация по монтажу

6.1 Очистка

Если очистка после пайки необходима, используйте только указанные растворители. Погрузите светодиод в этиловый или изопропиловый спирт при комнатной температуре на время менее одной минуты. Избегайте использования агрессивных или неуказанных химических очистителей, которые могут повредить эпоксидную линзу или корпус.

6.2 Рекомендуемая конфигурация контактных площадок на ПП

Предоставлен рекомендуемый рисунок контактных площадок (посадочное место) для печатной платы, чтобы обеспечить правильное формирование паяльного валика и механическую стабильность. Этот рисунок учитывает габариты корпуса и рекомендуемый зазор для паяльной маски.

6.3 Спецификации упаковки в ленте и на катушке

Светодиоды поставляются на тисненой несущей ленте с защитной крышкой. Ключевые спецификации включают ширину ленты 8 мм, шаг карманов и размеры катушки (диаметр 7 дюймов). Стандартное количество на катушке — 5000 штук. Упаковка соответствует стандартам ANSI/EIA-481.

6.4 Хранение и обращение

• Меры предосторожности от ЭСР (электростатического разряда):Устройство чувствительно к электростатическому разряду (ЭСР). Используйте антистатические браслеты, коврики и правильно заземленное оборудование при обращении.
• Чувствительность к влаге:Корпус имеет уровень чувствительности к влаге MSL 2a. После вскрытия оригинального влагозащитного пакета компоненты должны быть подвергнуты пайке оплавлением в течение 672 часов (28 дней) в условиях контролируемой влажности (<60% относительной влажности). Для хранения сверх этого срока или в неконтролируемых условиях рекомендуется прогрев при температуре около 60°C в течение 20 часов перед пайкой.
• Не вскрытые упаковки:Хранить при температуре ≤ 30°C и относительной влажности ≤ 90%. Использовать в течение одного года с даты производства.

7. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

7.1 Ограничение тока

Для надежной работы обязателен внешний токоограничивающий резистор. Значение резистора (R) можно рассчитать по закону Ома: R = (Vпитания - VF) / IF, где VF — прямое напряжение из бина или типичное значение, а IF — желаемый ток управления (не превышающий 20 мА постоянного тока). Всегда учитывайте допуск источника питания и разброс VF светодиода при расчете.

7.2 Тепловое управление

Хотя рассеиваемая мощность мала, поддержание низкой температуры перехода критически важно для долгосрочной надежности и стабильности светового потока. Обеспечьте достаточную площадь медного покрытия на печатной плате вокруг контактных площадок светодиода для отвода тепла, особенно при работе на токах, близких к максимальным в пределах допустимого диапазона.

7.3 Оптическое проектирование

Широкий угол обзора 130 градусов делает этот светодиод подходящим для применений, требующих широкого освещения или видимости с нескольких углов. Для сфокусированного света могут потребоваться внешние линзы или световоды. Прозрачная линза обеспечивает минимальное поглощение света.

7.4 Контроль процесса пайки

Соблюдение рекомендуемого профиля оплавления критически важно. Чрезмерное время выше температуры ликвидуса или пиковые температуры, превышающие 260°C, могут привести к разрушению внутренних проводных соединений или растрескиванию корпуса. Ручная пайка паяльником должна ограничиваться температурой 300°C в течение максимум 3 секунд и применяться только один раз.

8. Техническое сравнение и преимущества

Основным отличием данного компонента является его профиль высотой 0.35 мм, что значительно тоньше, чем у многих стандартных SMD светодиодов. Это позволяет интегрировать его в сверхтонкую потребительскую электронику. Использование технологии AlInGaP обеспечивает более высокий КПД и лучшую температурную стабильность по сравнению с некоторыми старыми технологиями зеленых светодиодов, что приводит к более стабильной яркости и цвету в рабочем диапазоне температур. Всеобъемлющая система бининга предоставляет разработчикам точный контроль над визуальными и электрическими характеристиками конечного продукта.

9. Часто задаваемые вопросы (ЧАВО)

В: Могу ли я управлять этим светодиодом напрямую с выхода логики 3.3В или 5В?
О: Нет. Вы всегда должны использовать последовательный токоограничивающий резистор. Применяется расчет из раздела 7.1. Прямое подключение, скорее всего, превысит максимальный ток и выведет светодиод из строя.

В: В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?
О: Пиковая длина волны (λP) — это длина волны, на которой спектр излучения имеет максимальную интенсивность. Доминирующая длина волны (λd) — это единственная длина волны, которая создавала бы такое же цветовое восприятие, как свет от светодиода. λd более актуальна для спецификации цвета.

В: Как интерпретировать код бина в обозначении компонента?
О: Обозначение LTST-C193KGKT-5A содержит встроенные коды. Буква 'K' обычно соответствует определенному бину силы света (например, бин K от 7.1 до 11.2 мкд), а 'G' указывает на зеленый цвет. Точное соответствие следует уточнять по подробному списку кодов бинов производителя.

В: Подходит ли этот светодиод для использования на улице?
О: Рабочий диапазон температур от -30°C до +85°C покрывает многие среды. Однако в спецификации указаны в основном внутренние применения (например, вывески). Для уличного использования рассмотрите дополнительную защиту от УФ-излучения и проникновения влаги, которые не рассматриваются в данном документе.

10. Принцип работы

Данный светодиод работает на принципе электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее напряжение отпирания диода (VF), электроны из n-типа материала AlInGaP рекомбинируют с дырками из p-типа материала в активной области. Это событие рекомбинации высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlInGaP определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую задает длину волны (цвет) излучаемого света, в данном случае — зеленого. Эпоксидная линза служит для защиты полупроводникового чипа, формирования светового пучка и улучшения вывода света из материала.