Техническая спецификация SMD светодиода LTW-C181DS5-GE2 - Сверхтонкий корпус 0.55 мм - Белый InGaN - 20 мА

1. Обзор продукта

Настоящий документ содержит полные технические характеристики светоизлучающего диода (LED) для поверхностного монтажа (SMD). Этот компонент относится к семейству миниатюрных светодиодов, специально разработанных для автоматизированных процессов сборки печатных плат (PCB) и применений, где пространство является критическим ограничением. Светодиод использует полупроводниковый материал InGaN (нитрид индия-галлия) для получения белого света, обеспечивая высокую яркость в компактном форм-факторе.

Основная философия дизайна данного продукта заключается в предоставлении надежного, высокопроизводительного осветительного решения, которое легко интегрируется в современные производственные процессы электроники. Его совместимость с процессами пайки оплавлением в инфракрасном (ИК) диапазоне и автоматическим оборудованием для установки компонентов делает его подходящим для сред с большими объемами производства. Сверхтонкая высота корпуса является ключевой особенностью, позволяющей использовать его в ультратонкой потребительской и промышленной электронике.

1.1 Особенности

• Соответствует директиве об ограничении использования опасных веществ (RoHS).
• Крайне низкий профиль с высотой корпуса всего 0,55 миллиметра.
• Использует сверхъяркий белый чип InGaN.
• Поставляется в стандартной промышленной упаковке: 8-миллиметровая лента на катушках диаметром 7 дюймов.
• Соответствует стандартным контурам корпусов Ассоциации электронной промышленности (EIA).
• Электрически совместим с уровнями логики интегральных схем (IC).
• Разработан для совместимости с автоматизированными системами установки компонентов.
• Выдерживает стандартные профили инфракрасной пайки оплавлением.

1.2 Области применения

Данный светодиод разработан для широкого спектра электронного оборудования. Его ключевые области применения включают:

• Телекоммуникационное оборудование:Индикаторы состояния на маршрутизаторах, модемах и трубках.
• Офисная автоматизация:Подсветка клавиатур, панелей управления в принтерах, сканерах и копировальных аппаратах.
• Потребительская электроника и бытовая техника:Индикаторы питания, режима или функции в устройствах, таких как умные колонки, телевизоры и кухонные приборы.
• Промышленное оборудование:Индикаторы состояния, неисправности или режима работы в системах управления.
• Внутренние вывески и микро-дисплеи:Подсветка символов, значков или небольших информационных дисплеев.

2. Технические параметры: Подробное объективное толкование

2.1 Предельные эксплуатационные характеристики

Эти характеристики определяют пределы нагрузки, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за их пределами не гарантируется. Все значения указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

• Рассеиваемая мощность (Pd):76 мВт. Это максимальное количество мощности, которое корпус светодиода может рассеять в виде тепла, не превышая его тепловых пределов.
• Пиковый прямой ток (I_F(PEAK)):100 мА. Это максимально допустимый ток в импульсном режиме, указанный при скважности 1/10 и длительности импульса 0,1 мс. Он значительно выше номинального постоянного тока.
• Постоянный прямой ток (I_F):20 мА. Это максимальный рекомендуемый постоянный прямой ток для надежной долгосрочной работы.
• Диапазон рабочих температур (T_opr):от -20°C до +105°C. Диапазон температуры окружающей среды, в котором светодиод предназначен для корректной работы.
• Диапазон температур хранения (T_stg):от -40°C до +105°C. Диапазон температур для хранения в нерабочем состоянии.
• Условия инфракрасной пайки:260°C в течение 10 секунд. Максимальный тепловой профиль, который корпус может выдержать во время пайки оплавлением.

2.2 Электрооптические характеристики

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

• Сила света (I_V):Диапазон от 112,0 мкд (милликандел) до 224,0 мкд. Измеряется с использованием датчика с фильтром, соответствующим кривой спектральной чувствительности глаза CIE. Фактическое значение сортируется (см. Раздел 3).
• Угол обзора (2θ_1/2Предоставлен рекомендуемый посадочный рисунок (footprint) для печатной платы, обеспечивающий правильную пайку и механическую стабильность. Следование этой рекомендуемой разводке помогает добиться надежных паяных соединений и предотвращает эффект "гробового камня" или смещение во время оплавления.130 градусов. Это полный угол, при котором сила света составляет половину от интенсивности, измеренной при 0 градусах (на оси). Такой широкий угол обзора обеспечивает широкое, рассеянное освещение, подходящее для подсветки и индикаторов состояния.
• Координаты цветности (x, y):Типичные значения: x=0,304, y=0,3005 на диаграмме цветности CIE 1931. Эти координаты определяют воспринимаемую цветовую точку белого света. Применяются допуски и сортировка (см. Раздел 3).
• Прямое напряжение (V_F):Диапазон от 2,70В до 3,15В при 5мА. Это падение напряжения на светодиоде при протекании тока. Оно сортируется по определенным диапазонам (см. Раздел 3).
• Обратный ток (I_R):Максимум 2 мкА при обратном напряжении (V_R) 5В. Этот параметр предназначен в основном для целей ИК-тестирования; устройство не предназначено для работы в обратном смещении.

3. Объяснение системы сортировки (биннинга)

Для обеспечения стабильности в массовом производстве светодиоды сортируются (биннируются) по ключевым параметрам. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие определенным диапазонам производительности для их применения.

3.1 Сортировка по прямому напряжению (V_F)

Сортировка при I_F= 5мА. Каждый бин имеет допуск ±0,1В.

• Код бина A: V_F= от 2,70В до 2,85В
• Код бина B: V_F= от 2,85В до 3,00В
• Код бина C: V_F= от 3,00В до 3,15В

3.2 Сортировка по силе света (I_V)

Сортировка при I_F= 5мА. Каждый бин имеет допуск ±15%.

• Код бина R1: I_V= от 112,0 мкд до 146,0 мкд
• Код бина R2: I_V= от 146,0 мкд до 180,0 мкд
• Код бина S1: I_V= от 180,0 мкд до 224,0 мкд

3.3 Сортировка по оттенку (цветности)

Определяется границами на диаграмме цветности CIE 1931 (x, y) при I_F= 5мА. Каждый бин имеет допуск ±0,01 по обеим координатам x и y. В спецификации указаны конкретные четырехугольные границы для бинов, таких как S1-2, S2-2, S3-1 и S4-1. Такая сортировка обеспечивает цветовую согласованность нескольких светодиодов в сборке.

4. Механическая информация и информация о корпусе

4.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод имеет сверхтонкий дизайн корпуса. Ключевым размером является высота, которая составляет 0,55 мм. Все остальные размеры корпуса приведены в подробном механическом чертеже исходного документа со стандартным допуском ±0,1 мм, если не указано иное. Цвет линзы желтый, в то время как сам источник света представляет собой белый чип InGaN.

4.2 Рекомендуемая разводка контактных площадок на PCB

A suggested land pattern (footprint) for the printed circuit board is provided to ensure proper soldering and mechanical stability. Adhering to this recommended layout helps achieve reliable solder fillets and prevents tombstoning or misalignment during reflow.

4.3 Идентификация полярности

Правильная полярность имеет решающее значение для работы светодиода. В спецификацию включена диаграмма, идентифицирующая анодные и катодные выводы на корпусе. Обычно это обозначается маркировкой на корпусе компонента или асимметрией в посадочном месте.

5. Рекомендации по пайке и сборке

5.1 Параметры инфракрасной пайки оплавлением

Для бессвинцовых (Pb-free) процессов пайки рекомендуется определенный тепловой профиль. Критическим параметром является пиковая температура корпуса 260°C, которая не должна превышаться более 10 секунд. Профиль включает этап предварительного нагрева. Подчеркивается, что оптимальный профиль зависит от конкретной конструкции PCB, используемых компонентов и паяльной пасты и должен быть охарактеризован для каждого применения.

5.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, ее следует выполнять с особой осторожностью. Рекомендуется использовать паяльник с максимальной температурой жала 300°C, ограничивая время пайки 3 секундами на каждую контактную площадку. Это следует делать только один раз, чтобы предотвратить тепловое повреждение чипа светодиода и корпуса.

5.3 Очистка

Если требуется очистка после пайки, следует использовать только указанные растворители. Допустимые методы включают погружение светодиода в этиловый или изопропиловый спирт при нормальной комнатной температуре на время менее одной минуты. Использование неуказанных химикатов может повредить материал корпуса светодиода.

6. Упаковка и обращение

6.1 Спецификации ленты и катушки

Компоненты поставляются в 8-миллиметровой тисненой несущей ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). Стандартное количество на катушке составляет 5000 штук. Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA-481. Ключевые примечания по обращению включают: допускается не более двух последовательно отсутствующих компонентов, а минимальный заказываемый объем для остатков составляет 500 штук.

6.2 Условия хранения

Запечатанная упаковка:Светодиоды в оригинальном, невскрытом влагозащитном пакете (с осушителем) должны храниться при температуре ≤30°C и относительной влажности (RH) ≤90%. Рекомендуемый срок хранения в этих условиях составляет один год.
Вскрытая упаковка:После вскрытия влагозащитного пакета компоненты подвергаются воздействию окружающей влажности. Их следует хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤60%. Для компонентов, соответствующих уровню чувствительности к влаге (MSL) 2a, рекомендуется завершить процесс ИК-оплавления в течение 672 часов (28 дней) после вскрытия. Компоненты, подвергавшиеся воздействию более длительное время, перед пайкой должны быть прогреты при температуре примерно 60°C в течение не менее 20 часов для удаления поглощенной влаги и предотвращения повреждения "попкорном" во время оплавления.

6.3 Меры предосторожности от электростатического разряда (ESD)

Светодиод чувствителен к электростатическому разряду и скачкам напряжения. Во время обращения и сборки должны применяться надлежащие меры контроля ESD. Это включает использование заземленных браслетов, антистатических перчаток и обеспечение правильного заземления всего оборудования и рабочих поверхностей.

7. Примечания по применению и соображения по проектированию

7.1 Ограничение тока

Внешний токоограничивающий резистор обязателен при питании светодиода от источника напряжения. Значение резистора (R_limit) можно рассчитать по закону Ома: R_limit= (V_supply- V_F) / I_F. Использование максимального значения V_Fиз спецификации (например, 3,15В) в расчете гарантирует, что ток не превысит предел даже при использовании компонента из бина с более высоким напряжением. Для надежной работы рекомендуется питать светодиод на типичном испытательном токе 5мА или ниже, если не требуется специально высокая яркость.

7.2 Тепловой менеджмент

Хотя рассеиваемая мощность мала, правильный тепловой дизайн продлевает срок службы светодиода и поддерживает световой поток. Убедитесь, что дизайн контактных площадок на PCB обеспечивает адекватный теплоотвод в соответствии с рекомендуемой разводкой. В применениях с высокой температурой окружающей среды может потребоваться снижение прямого тока, чтобы оставаться в пределах температурных ограничений перехода.

7.3 Оптический дизайн

Угол обзора 130 градусов создает широкую, ламбертовскую диаграмму направленности. Для применений, требующих более сфокусированного луча, потребуются вторичная оптика (линзы или световоды). Желтая линза действует как люминофор, преобразующий цвет для синего чипа InGaN, создавая белый свет, и ее свойства неотъемлемы от итоговой цветности.

8. Техническое сравнение и дифференциация

Основной отличительной особенностью данного светодиода является егоультратонкая высота 0,55 мм. Это делает его привлекательным выбором для современных ультратонких устройств, таких как смартфоны, планшеты и носимые электронные устройства, где высота по оси Z строго ограничена. По сравнению со стандартными корпусами светодиодов, которые могут быть 0,6 мм или выше, этот компонент обеспечивает прямое уменьшение толщины сборки. Более того, сочетание высокой яркости (до 224 мкд при 5мА) и широкого угла обзора в таком тонком корпусе является значительным инженерным достижением, балансирующим оптическую производительность и механический минимализм.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я питать этот светодиод током 20 мА непрерывно?
О: Да, 20 мА — это максимальный номинальный постоянный прямой ток. Для максимального срока службы и стабильной работы рекомендуется работать на более низком токе, например, 5-10 мА.

В: В чем разница между бинами интенсивности R1, R2 и S1?
О: Эти бины представляют разные диапазоны светового потока. S1 — самый яркий бин (180-224 мкд), R2 — средний диапазон (146-180 мкд), а R1 — стандартный бин (112-146 мкд). Выбор более высокого бина обеспечивает большую светоотдачу при заданном токе.

В: Насколько критичен срок в 672 часа после вскрытия пакета?
О: Это очень важно для надежности. Превышение этого времени воздействия без цикла прогрева перед оплавлением может привести к внутреннему расслоению или растрескиванию корпуса из-за быстрого испарения поглощенной влаги во время пайки (эффект "попкорна").

В: Почему параметр обратного тока указан только для целей тестирования?
О: Светодиод является диодом и не предназначен для работы в обратном смещении в цепи. Номинальное обратное напряжение 5В — это условие тестирования для проверки тока утечки, а не руководство по эксплуатации. Всегда обеспечивайте правильную полярность в цепи.

10. Принципы работы

Данный светодиод работает по принципу электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе. Активная область состоит из InGaN. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее напряжение включения диода (V_F), электроны и дырки инжектируются в активную область, где они рекомбинируют. В белом светодиоде эта рекомбинация в слое InGaN обычно производит синий свет. Люминофорное покрытие (содержащееся в желтой линзе) поглощает часть этого синего света и переизлучает его как желтый свет. Смесь оставшегося синего света и преобразованного желтого света воспринимается человеческим глазом как белый свет. Конкретные соотношения и состав люминофора определяют точные координаты цветности (x, y) на диаграмме CIE.

11. Отраслевые тренды

Разработка данного компонента отражает несколько ключевых тенденций в оптоэлектронике:Миниатюризацияпродолжает оставаться доминирующим драйвером, снижая высоту корпусов ниже 0,5 мм.Повышение эффективностиявляется постоянной задачей, при этом новые конструкции чипов и люминофоры обеспечивают больше люмен на ватт (лм/Вт).Цветовая согласованность и сортировкастали более сложными, с более узкими бинами (такими как определенные четырехугольники оттенка), что позволяет лучше согласовывать цвета в многосветодиодных массивах для дисплеев и освещения. Наконец,совместимость с производствомостается важнейшей, при этом компоненты оптимизируются для полностью автоматизированных высокоскоростных SMT-линий и достаточно надежны для бессвинцовых профилей оплавления, что подтверждается предоставленными подробными рекомендациями по пайке.