Техническая спецификация LTW-C181HDS5-GE - SMD светодиод белого свечения - 1.6x0.8x0.55мм - 3.15В макс. - 76мВт

1. Обзор продукта

Настоящий документ содержит полные технические характеристики LTW-C181HDS5-GE — поверхностно-монтируемого (SMD) светодиода. Данный продукт относится к семейству миниатюрных светодиодов, предназначенных для автоматизированного монтажа на печатные платы (ПП), что делает их идеальными для применений, где критически важен размер. Сверхтонкий профиль и совместимость с высокопроизводительным монтажным оборудованием позиционируют этот компонент как ключевое решение для современных компактных электронных устройств.

1.1 Особенности

• Соответствует директиве об ограничении использования опасных веществ (RoHS).
• Сверхтонкий корпус высотой всего 0.55 миллиметра.
• Использует сверхъяркий светоизлучающий чип белого свечения на основе нитрида индия-галлия (InGaN).
• Поставляется в стандартной для отрасли 8-мм ленте на катушках диаметром 7 дюймов для автоматизированной обработки.
• Соответствует стандартным габаритным размерам EIA (Альянса электронной промышленности).
• Вход совместим с логическими уровнями интегральных схем (ИС).
• Предназначен для использования со стандартным автоматическим оборудованием для захвата и установки компонентов.
• Выдерживает процессы инфракрасной (ИК) пайки оплавлением, обычно используемые на линиях поверхностного монтажа (SMT).

1.2 Области применения

LTW-C181HDS5-GE подходит для широкого спектра электронного оборудования. Основные области применения включают:

• Телекоммуникационное оборудование:Индикаторы состояния на маршрутизаторах, модемах и телефонных аппаратах.
• Офисная автоматизация и бытовая электроника:Подсветка клавиатур, кнопок и микродисплеев в устройствах, таких как ноутбуки и периферийные устройства.
• Бытовая техника и промышленное оборудование:Индикаторы питания, режима работы или неисправности.
• Внутренние вывески и светильники:Небольшая подсветка сигналов и символов, где критически важен компактный размер.

2. Габаритные размеры и конфигурация корпуса

Светодиод размещен в компактном прямоугольном SMD-корпусе. Критические размеры следующие:

• Длина корпуса:1.6 мм
• Ширина корпуса:0.8 мм
• Высота корпуса:0.55 мм

Примечания к размерам:Все указанные размеры приведены в миллиметрах. Стандартный допуск для этих измерений составляет ±0.1 мм, если специальное примечание не указывает иное. Устройство имеет линзу желтоватого оттенка, которая модифицирует выходное излучение от внутреннего источника белого света на основе InGaN, обычно приводя к теплому белому свету или определенной точке цветности.

3. Предельные параметры и характеристики

Все параметры указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C, если не указано иное. Превышение абсолютных максимальных параметров может привести к необратимому повреждению устройства.

3.1 Абсолютные максимальные параметры

• Рассеиваемая мощность (Pd):76 мВт
• Пиковый прямой ток (I_F(пик)):100 мА (в импульсном режиме: скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс)
• Постоянный прямой ток (I_F):20 мА (постоянный ток)
• Диапазон рабочих температур (T_раб):от -20°C до +105°C
• Диапазон температур хранения (T_хр):от -40°C до +105°C
• Условия инфракрасной пайки оплавлением:Пиковая температура 260°C в течение не более 10 секунд.

3.2 Рекомендуемый профиль ИК-оплавления (бессвинцовый процесс)

Для бессвинцовой пайки необходимо соблюдать определенный тепловой профиль, чтобы обеспечить надежность без повреждения светодиода. Рекомендации включают:

• Температура предварительного нагрева:от 150°C до 200°C.
• Время предварительного нагрева:Не более 120 секунд.
• Пиковая температура корпуса:Не более 260°C.
• Время выше 260°C:Не более 10 секунд. Данный процесс оплавления не должен выполняться более двух раз.

Важно отметить, что оптимальный профиль может варьироваться в зависимости от конструкции печатной платы, паяльной пасты и характеристик печи. Рекомендуется проведение испытаний на уровне платы.

3.3 Электрические и оптические характеристики

Это типичные параметры производительности, измеренные в стандартных условиях испытаний (I_F= 5мА, Ta=25°C).

• Сила света (I_V):от 112.0 мкд (мин.) до 224.0 мкд (макс.). Конкретное значение определяется сортировкой (бином).
• Угол обзора (2θ_1/2):130 градусов. Это полный угол, при котором сила света составляет половину пиковой интенсивности, измеренной под углом 0 градусов (на оси).
• Координаты цветности (CIE 1931):x = 0.284, y = 0.272. Эти координаты определяют точку белого цвета на диаграмме цветности CIE. Допуск для этих координат составляет ±0.01.
• Прямое напряжение (V_F):от 2.70 В (мин.) до 3.15 В (макс.) при 5мА. Фактическое значение определяется сортировкой по прямому напряжению.
• Обратный ток (I_R):2 мкА (макс.) при приложении обратного напряжения (V_R) 5В.Важно:Данное устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения; этот параметр указан только в информационных и испытательных целях.

Критические замечания по испытаниям и обращению:Сила света измеряется с использованием датчика и фильтра, откалиброванных по кривой спектральной чувствительности глаза CIE. Устройство чувствительно к электростатическому разряду (ESD). При обращении обязательны меры предосторожности от ESD, такие как использование заземленных браслетов и антистатических ковриков. Все производственное оборудование должно быть правильно заземлено.

4. Система сортировки (биннинг)

Для обеспечения стабильности в применении светодиоды сортируются по ключевым параметрам. Код сортировки указан на упаковке.

4.1 Сортировка по прямому напряжению (V_F)

Сортировка при I_F= 5мА, белый цвет. Допуск на бину составляет ±0.1В.

• Код бина A:2.70 В (мин.) – 2.85 В (макс.)
• Код бина B:2.85 В (мин.) – 3.00 В (макс.)
• Код бина C:3.00 В (мин.) – 3.15 В (макс.)

4.2 Сортировка по силе света (I_V)

Сортировка при I_F= 5мА, белый цвет. Допуск на бину составляет ±15%.

• Код бина R1:112.0 мкд (мин.) – 146.0 мкд (макс.)
• Код бина R2:146.0 мкд (мин.) – 180.0 мкд (макс.)
• Код бина S1:180.0 мкд (мин.) – 224.0 мкд (макс.)

4.3 Сортировка по цветовому тону (цветности)

Сортировка при I_F= 5мА. Светодиод классифицируется по определенным областям на диаграмме цветности CIE 1931, определяемым границами координат (x, y). Примеры из спецификации включают:

• S1-1:Определяется четырехугольником, соединяющим точки (x=0.274, y=0.226), (0.274, 0.258), (0.284, 0.272), (0.284, 0.240).
• S2-1:Определяется точками (0.274, 0.258), (0.274, 0.291), (0.284, 0.305), (0.284, 0.272).

Допуск для каждого бина цветности составляет ±0.01 для обеих координат x и y. Такая точная сортировка позволяет разработчикам выбирать светодиоды для применений, требующих высокой цветовой однородности.

5. Типичные характеристики (графики)

Спецификация включает графические представления ключевых зависимостей, необходимых для проектирования схем и управления тепловым режимом. Хотя конкретные кривые не отображены в предоставленном тексте, они обычно включают:

• Зависимость прямого тока от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика):Показывает нелинейную зависимость между током и напряжением, что критически важно для выбора токоограничивающих резисторов или проектирования драйверных схем.
• Зависимость силы света от прямого тока:Иллюстрирует, как световой выход увеличивается с ростом тока, помогая оптимизировать ток управления для достижения желаемой яркости и эффективности.
• Зависимость силы света от температуры окружающей среды:Демонстрирует снижение светового выхода при повышении температуры перехода, что жизненно важно для теплового проектирования в высокомощных приложениях или при высоких температурах окружающей среды.
• Относительное спектральное распределение мощности:Изображает интенсивность света, излучаемого на каждой длине волны, определяя цветовые характеристики белого светового потока.

6. Руководство пользователя и информация по монтажу

6.1 Очистка

Если очистка после пайки необходима, используйте только указанные растворители. Неуказанные химические вещества могут повредить корпус или линзу светодиода. Рекомендуемый метод — погружение светодиода в этиловый или изопропиловый спирт при комнатной температуре на время менее одной минуты.

6.2 Рекомендуемый посадочный рисунок на печатной плате

Предоставлен рекомендуемый рисунок контактных площадок на печатной плате для обеспечения качественной пайки, механической стабильности и теплоотвода. Соблюдение этого рисунка помогает предотвратить "эффект надгробия" (отрыв одного конца во время оплавления) и обеспечивает хорошее электрическое соединение.

6.3 Спецификации упаковки в ленте и на катушке

Светодиоды поставляются в формованной несущей ленте с защитной крышкой, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). Ключевые спецификации включают:

• Ширина ленты:8 мм.
• Шаг карманов:Стандартный шаг для 8-мм ленты.
• Количество на катушке:5000 штук на полную катушку.
• Минимальный объем заказа (MOQ):500 штук для остаточных количеств.
• Отсутствующие компоненты:Согласно спецификации ленты (ANSI/EIA 481), допускается не более двух последовательных пустых карманов.

7. Меры предосторожности и информация о надежности

7.1 Область применения

Данный светодиод предназначен для использования в стандартном коммерческом и потребительском электронном оборудовании. Для применений, требующих исключительной надежности, где отказ может угрожать жизни или здоровью (например, авиация, медицинские системы жизнеобеспечения, системы безопасности транспорта), обязательна предварительная техническая консультация перед внедрением для оценки пригодности и потенциальной необходимости дополнительного отбора или квалификации.

7.2 Условия хранения

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

• Запечатанный влагозащитный пакет (MBB):Хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности (RH) ≤90%. Срок годности в запечатанном пакете с осушителем составляет один год.
• После вскрытия пакета:Начинается "срок жизни на открытом воздухе". Хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤60%. Для данного устройства, которое обычно имеет уровень чувствительности к влаге (MSL) 2a, рекомендуется завершить процесс ИК-оплавления в течение 672 часов (28 дней) после вскрытия пакета.
• Длительное хранение (вскрытое):Если не используется в течение 672 часов, хранить в герметичном контейнере с осушителем или в азотном эксикаторе.
• Просушка (прокаливание):Компоненты, хранившиеся вне оригинальной упаковки более 672 часов, перед монтажом должны быть просушены при температуре около 60°C в течение не менее 20 часов для удаления поглощенной влаги.

7.3 Рекомендации по пайке

В дополнение к профилю ИК-оплавления, допускается ручная пайка паяльником при строгих условиях:

• Температура жала паяльника:Максимум 300°C.
• Время пайки:Максимум 3 секунды на каждое паяное соединение.
• Частота:Ручную пайку следует выполнять только один раз. Избегайте повторного нагрева.

8. Особенности проектирования и технический анализ

8.1 Управление светодиодом

Светодиод должен управляться источником постоянного тока или через токоограничивающий резистор, включенный последовательно с источником напряжения. Использование резистора — самый простой метод. Значение резистора (R_огр) можно рассчитать по закону Ома: R_огр= (V_пит- V_F) / I_F. Критически важно использовать максимальное значение V_Fиз бина (например, 3.15В для бина C) в этом расчете, чтобы гарантировать, что ток не превысит желаемый I_F(например, 20мА) в наихудших условиях. Превышение абсолютного максимального тока резко сократит срок службы и может вызвать мгновенный отказ.

8.2 Тепловой режим

Хотя рассеиваемая мощность мала (макс. 76мВт), эффективный тепловой режим по-прежнему важен для долговечности и стабильности светового потока. Сила света уменьшается при повышении температуры перехода светодиода. Чтобы минимизировать рост температуры:

• Используйте рекомендуемый посадочный рисунок на ПП, чтобы обеспечить достаточную площадь меди для теплоотвода.
• Избегайте размещения светодиода рядом с другими теплообразующими компонентами.
• Обеспечьте достаточную вентиляцию в корпусе конечного изделия.
• Эксплуатируйте светодиод при минимально возможном прямом токе, который удовлетворяет требованию по яркости.

8.3 Оптическое проектирование

Широкий угол обзора 130 градусов делает этот светодиод подходящим для применений, требующих широкого, рассеянного освещения, а не сфокусированного луча, например, для подсветки или индикаторов состояния, которые должны быть видны под разными углами. Для более направленного света потребуются вторичная оптика (линзы или световоды). Желтая линза действует как цветовой фильтр, смещая координаты цветности от исходного белого света (синий чип + люминофор) InGaN-чипа к указанным значениям (x, y), часто создавая более теплый белый оттенок.

9. Сравнение и руководство по выбору

Ключевыми отличительными особенностями LTW-C181HDS5-GE являются егосверхтонкая высота 0.55ммистандартные габариты 1.6x0.8мм. При выборе SMD светодиода инженеры должны сравнивать:

• Размер/высота корпуса:Данное устройство является одним из самых тонких, что критически важно для ультратонких продуктов.
• Яркость (сила света):Бин S1 предлагает высокую яркость для своего размера.
• Угол обзора:Угол 130 градусов очень широкий, идеален для освещения площади.
• Цветовая однородность:Многопараметрическая сортировка (V_F, I_V, цветовой тон) позволяет точно подбирать светодиоды в приложениях, где используется несколько светодиодов.
• Надежность и совместимость:Соответствие RoHS и совместимость с ИК-оплавлением являются стандартом для современных SMD светодиодов.

Для применений, не требующих минимальной высоты, другие типоразмеры корпусов (например, 3528, 5050) могут обеспечить более высокий световой поток или лучшие тепловые характеристики.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: Для чего нужны разные коды бинов?

О1: Технологические вариации вызывают небольшие различия в V_F, яркости и цвете. Сортировка (биннинг) разделяет светодиоды на группы с почти идентичными характеристиками, позволяя разработчикам выбирать компоненты, которые будут работать стабильно в их схеме, особенно при использовании нескольких светодиодов в массиве.

В2: Могу ли я управлять этим светодиодом напрямую с вывода микроконтроллера на 5В или 3.3В?

О2: Нет. Вы всегда должны использовать последовательный токоограничивающий резистор. Прямое подключение к источнику напряжения вызовет протекание чрезмерного тока, что мгновенно разрушит светодиод. Рассчитайте значение резистора на основе напряжения питания и желаемого прямого тока.

В3: Как интерпретировать координаты цветности (x=0.284, y=0.272)?

О3: Эти координаты задают точку на диаграмме цветности CIE 1931, которая является стандартом для определения цвета. Эта конкретная точка соответствует белому цвету с небольшим смещением, часто воспринимаемому как "холодный белый" или "нейтральный белый", на что влияет желтая линза. Точный воспринимаемый цвет также зависит от коррелированной цветовой температуры (CCT), которую можно вывести из этих координат.

В4: Почему условия хранения после вскрытия пакета такие строгие?

О4: 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 слоев — отказ, известный как "эффект попкорна". Рейтинг MSL и рекомендации по хранению предотвращают это.

11. Введение в технологию и тренды

11.1 Технология светодиодов InGaN

LTW-C181HDS5-GE использует полупроводниковый чип на основе нитрида индия-галлия (InGaN). InGaN является материалом выбора для производства высокоэффективных синих, зеленых и белых светодиодов. Белый светодиод обычно создается путем нанесения желтого люминофора на синий InGaN-чип. Часть синего света преобразуется люминофором в желтый, и смесь синего и желтого света воспринимается человеческим глазом как белый. Этот метод, известный как белый свет с преобразованием люминофором (pc-white), является высокоэффективным и позволяет настраивать точку белого цвета путем регулировки состава люминофора.

11.2 Тенденции отрасли

Тенденции в области SMD светодиодов для индикации и подсветки продолжают двигаться в сторону:

• Миниатюризации:Еще более мелких и тонких корпусов, таких как высота 0.55 мм у данного устройства, для создания более тонких конечных продуктов.
• Повышения эффективности:Больше люмен на ватт (лм/Вт), что снижает энергопотребление при том же световом потоке.
• Улучшения цветопередачи и однородности:Более жестких допусков при сортировке и новых технологий люминофоров для получения более естественного и однородного белого света.
• Повышения надежности:Улучшенных материалов и технологий корпусирования для работы при более высоких температурах пайки и в более жестких условиях эксплуатации.
• Интеграции:Появления светодиодов со встроенными токоограничивающими резисторами или ИС-драйверами в том же крошечном корпусе.

Данная спецификация представляет компонент, разработанный в соответствии с основными требованиями рынка: компактность, автоматизированный монтаж и надежная работа в широком спектре потребительской и промышленной электроники.