Техническая спецификация LTW-108SEG-W - Белый светодиод SMD - 3.2В тип. - 120мВт

1. Обзор изделия

Настоящий документ содержит полные технические характеристики высокоинтенсивного белого светодиода (LED) в стандартном корпусе для поверхностного монтажа (SMD). Компонент предназначен для автоматизированных процессов сборки, соответствует экологическим стандартам, не содержащим свинца (Pb-free) и RoHS, что квалифицирует его как "зеленое" изделие. Основное применение - в общей электронной аппаратуре, требующей надежной, компактной индикаторной подсветки или подсветки.

2. Ключевые особенности и технические характеристики

Светодиоды поставляются на 12-миллиметровой ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, что обеспечивает полную совместимость с высокоскоростным автоматическим оборудованием для установки компонентов, используемым в современном электронном производстве. Компонент рассчитан на стандартные процессы пайки оплавлением в инфракрасной (ИК) печи или паровой фазе. Корпус соответствует стандартам EIA (Альянса электронной промышленности) и обладает характеристиками управления, совместимыми с интегральными схемами (ИС).

Данная модель имеет линзу желтоватого оттенка и использует полупроводниковый материал нитрида индия-галлия (InGaN) для получения белого света. Компонент классифицируется как уровень чувствительности к влаге (MSL) 3 согласно стандарту JEDEC J-STD-020, что предъявляет особые требования к обращению и хранению перед пайкой для предотвращения повреждений, вызванных влагой.

3. Абсолютные максимальные параметры

Эксплуатация или хранение компонента за пределами этих пределов может привести к необратимому повреждению.

• Рассеиваемая мощность (Pd):120 мВт
• Пиковый прямой ток (I_F(пик)):100 мА (при скважности 1/10, длительность импульса 0.1 мс)
• Постоянный прямой ток (I_F):30 мА
• Обратное напряжение (V_R):5 В
• Диапазон рабочих температур (T_раб):от -30°C до +85°C
• Диапазон температур хранения (T_хр):от -40°C до +100°C
• Условия пайки оплавлением:Пиковая температура 260°C не более 10 секунд (бессвинцовый процесс).

Важное примечание:Приложение обратного смещения к светодиоду в схеме может привести к немедленному выходу компонента из строя или деградации.

4. Электрические и оптические характеристики

Все параметры указаны при температуре окружающей среды (T_a) 25°C и стандартном испытательном токе (I_F) 20 мА, если не указано иное.

4.1 Сила света и угол обзора

Гарантированная сила света (I_V) составляет от 1800 мкд (милликандел) до 2500 мкд, указано типичное значение. Интенсивность измеряется с помощью комбинации датчика и фильтра, аппроксимирующей кривую спектральной чувствительности человеческого глаза (фотопическую, CIE). Компонент имеет широкий угол обзора (2θ_1/2) 110 градусов, определяемый как полный угол, при котором сила света падает до половины своего осевого пикового значения.

4.2 Цветность и прямое напряжение

Цвет белого света определяется его координатами цветности на диаграмме CIE 1931 (x, y). Типичные координаты: x=0.295 и y=0.285. В гарантии на изделие к этим координатам применяется допуск ±0.01. Прямое напряжение (V_F) обычно составляет 3.2В, но может варьироваться от 2.9В до 3.6В при токе 20 мА. Этот разброс контролируется с помощью системы сортировки.

4.3 Стандарты испытаний и меры предосторожности при обращении

Цветность и сила света испытываются в соответствии со стандартом CAS140B. В спецификации особо подчеркивается чувствительность к электростатическому разряду (ЭСР). Статическое электричество или скачки напряжения могут безвозвратно повредить светодиод. Рекомендуется использовать заземленный браслет или антистатические перчатки при обращении, а также обеспечивать надлежащее заземление всех рабочих мест, инструментов и оборудования.

5. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения единообразия в приложениях светодиоды сортируются по группам (бинам) на основе ключевых электрических и оптических параметров. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты с жестко контролируемыми характеристиками.

5.1 Сортировка по прямому напряжению (V_F)

Светодиоды классифицируются по группам (от V0 до V6) в зависимости от их прямого напряжения при 20 мА. Каждая группа охватывает диапазон 0.1В, от минимума 2.9В (V0) до максимума 3.6В (V6). Внутри каждой группы применяется допуск ±0.10В.

5.2 Сортировка по силе света (I_V)

Светодиоды также сортируются по силе света (от S9 до S15). Каждая группа представляет собой диапазон в 100 мкд, начиная с 1800-1900 мкд (S9) и до 2400-2500 мкд (S15). К силе света в каждой назначенной группе применим допуск ±10%.

6. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены типичные характеристические кривые, иллюстрирующие взаимосвязь различных параметров. Хотя конкретные графики не воспроизводятся в тексте, они обычно включают:

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока:Показывает, как световой выход увеличивается с ростом тока, обычно нелинейно, в конечном итоге достигая насыщения.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Демонстрирует снижение светового выхода при повышении температуры перехода светодиода.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Изображает вольт-амперную характеристику диода.
• Диаграмма направленности (угол обзора):Полярная диаграмма, показывающая пространственное распределение силы света.

Эти кривые необходимы для понимания поведения компонента в различных рабочих условиях и для эффективного теплового и электрического проектирования.

7. Механическая информация и данные о корпусе

Светодиод поставляется в стандартном SMD-корпусе. Приведены подробные чертежи с размерами самого компонента, несущей ленты, используемой для автоматической обработки, и 7-дюймовой катушки. Все размеры указаны в миллиметрах со стандартным допуском ±0.1 мм, если не указано иное. Упаковка на ленте и катушке соответствует спецификациям EIA-481-1-B.

7.1 Спецификации упаковки

• Размер катушки:Диаметр 7 дюймов.
• Количество на катушке:2000 штук.
• Минимальный заказ остатков (MOQ):500 штук.
• Лента:Компоненты размещены в 12-миллиметровой формованной несущей ленте, запечатанной верхней покровной лентой.

8. Рекомендации по пайке и сборке

8.1 Пайка оплавлением

Компонент сертифицирован для бессвинцовой пайки оплавлением с пиковой температурой 260°C до 10 секунд. Приведена рекомендуемая температурная кривая согласно J-STD-020D, включающая этап предварительного нагрева. В спецификации также приведены рекомендуемые размеры контактных площадок на печатной плате (ПП) для обеспечения надежного формирования паяных соединений при инфракрасной или парофазной пайке оплавлением.

8.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, следует использовать паяльник с температурой жала не выше 300°C, ограничив время контакта припоя максимум 3 секундами на соединение. Это следует выполнять только один раз, чтобы предотвратить тепловое повреждение корпуса.

8.3 Очистка

Если требуется очистка после пайки, следует использовать только указанные растворители. Светодиод можно погружать в этиловый или изопропиловый спирт при комнатной температуре менее чем на одну минуту. Использование неуказанных химических очистителей запрещено, так как они могут повредить материал корпуса светодиода.

9. Хранение и обращение

В связи с рейтингом MSL 3 требуется строгий контроль влажности:

• Запечатанный пакет:Хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности (RH) ≤90%. Срок годности составляет один год с даты изготовления при хранении в оригинальном влагозащитном пакете с осушителем.
• Вскрытый пакет:После вскрытия хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤60%. Компоненты должны быть припаяны в течение 168 часов (7 дней) с момента воздействия заводской среды. Если индикаторная карта влажности стала розовой (указывает на >10% RH) или 168-часовой срок превышен, светодиоды необходимо прокалить при 60°C не менее 48 часов перед использованием. Любые оставшиеся компоненты следует повторно запечатать с осушителем.

10. Примечания по проектированию приложений

10.1 Проектирование цепи управления

Светодиод - это устройство с токовым управлением. Для обеспечения равномерной яркости при параллельном включении нескольких светодиодовнастоятельно рекомендуетсяиспользовать индивидуальный токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым светодиодом. Альтернативный метод подключения нескольких светодиодов непосредственно параллельно с одним общим резистором (Схема B в спецификации) не рекомендуется. Разброс характеристики прямого напряжения (V_F) от одного светодиода к другому вызовет неравномерное распределение тока в параллельной конфигурации без индивидуальных резисторов, что приведет к значительным различиям в яркости и потенциальному выходу из строя из-за перегрузки по току светодиода с наименьшим V_F.

10.2 Область применения и отказ от гарантии надежности

Светодиод предназначен для использования в обычном электронном оборудовании, таком как устройства офисной автоматизации, средства связи и бытовая техника. Для применений, требующих исключительной надежности, где отказ может угрожать жизни или здоровью - например, в авиации, транспорте, медицинских системах жизнеобеспечения или устройствах безопасности - перед внедрением требуется специальная консультация и квалификация у производителя.

10.3 Защита от ЭСР в приложении

Чувствительность к ЭСР, отмеченная при обращении, также распространяется на схему применения. Разработчикам следует рассмотреть возможность реализации защитных мер на печатной плате, таких как диоды подавления переходных напряжений (TVS) или резисторы, если соединения светодиода подвержены потенциальному статическому разряду или скачкам напряжения в условиях конечного использования.

11. Техническое сравнение и соображения по проектированию

По сравнению со старыми технологиями выводных светодиодов, этот SMD-компонент предлагает значительные преимущества в скорости производства, экономии места на плате и надежности за счет исключения ручной установки и волновой пайки. Широкий угол обзора 110 градусов делает его подходящим для применений, требующих широкого освещения или видимости с нескольких углов, в отличие от узкоугольных светодиодов, используемых для сфокусированных лучей. Технология InGaN для белого света обычно обеспечивает хорошую эффективность и долговечность. Ключевые соображения по проектированию включают управление прямым током в пределах абсолютных максимальных параметров, учет группы прямого напряжения при проектировании цепи управления и реализацию надлежащего теплового управления на печатной плате для поддержания низкой температуры перехода, тем самым сохраняя световой выход и долгосрочную надежность.

12. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Могу ли я питать этот светодиод напрямую от источника питания логики 5В или 3.3В?

О: Нет. Вы должны использовать последовательный токоограничивающий резистор. Например, при питании 3.3В и типичном V_F3.2В при 20мА потребуется резистор (3.3В - 3.2В) / 0.02А = 5 Ом. Всегда рассчитывайте для минимального V_Fв выбранной вами группе, чтобы гарантировать, что ток не превысит максимальный рейтинг.

В: Почему сила света указана как диапазон (1800-2500 мкд)?

О: Это общий производственный разброс. Для обеспечения одинаковой яркости в вашем изделии вы должны указывать и закупать светодиоды из одной группы по силе света (например, S12: 2100-2200 мкд).

В: Что означает "MSL 3" для моего производственного процесса?

О: Это означает, что компоненты могут находиться в заводской среде до 168 часов (7 дней) после вскрытия запечатанного пакета до того, как их необходимо припаять. Если это время превышено, они требуют процесса прокалки для удаления поглощенной влаги, которая может вызвать "взрыв" (растрескивание корпуса) во время пайки оплавлением.

В: Необходим ли радиатор?

О: Для непрерывной работы при максимальном постоянном токе (30мА) или при высоких температурах окружающей среды необходимо тщательное тепловое проектирование. Хотя для индикаторного использования с низким коэффициентом заполнения может не потребоваться специальный радиатор, обеспечение хорошего соединения тепловой площадки светодиода с медным полигоном на печатной плате поможет рассеивать тепло и поддерживать производительность.

13. Практический пример применения

Сценарий: Проектирование панели индикации состояния с 10 равномерно яркими белыми светодиодами.

1. Проектирование схемы:Используйте специализированную микросхему драйвера светодиодов с постоянным током или стабилизатор напряжения с индивидуальными последовательными резисторами для каждого светодиода. Предполагая питание 5В и целевой ток 20мА на светодиод, выберите светодиоды из группы V3 (V_F= 3.2-3.3В). Значение резистора будет R = (5В - 3.25В_макс) / 0.02А ≈ 87.5 Ом. Используйте стандартный резистор 91 Ом или 100 Ом и пересчитайте фактический ток.
2. Выбор компонентов:Укажите все 10 светодиодов из одной группы по силе света (например, S12) и одной группы по прямому напряжению (например, V3) для обеспечения визуальной однородности.
3. Разводка печатной платы:Следуйте рекомендуемым размерам контактных площадок из спецификации. Подключите тепловую площадку (если есть) к заземленной медной области для улучшения теплоотвода.
4. Производство:Запрограммируйте автомат установки компонентов для подачи с 12-миллиметровой ленты. Используйте указанный профиль бессвинцовой пайки оплавлением с пиком 260°C.
5. Обращение:Храните катушку в запечатанном пакете до готовности к производству. После вскрытия завершите сборку всех 10 плат в течение 168-часового срока пребывания на производстве.

14. Принцип работы и технология

Этот светодиод генерирует белый свет с использованием полупроводникового кристалла InGaN (нитрид индия-галлия), излучающего свет в синей области спектра. Затем этот синий свет частично преобразуется в более длинные волны (желтый, красный) люминофорным покрытием внутри корпуса. Комбинация оставшегося синего света и света, преобразованного люминофором, смешивается, создавая восприятие белого света. Этот метод известен как технология белых светодиодов с люминофорным преобразованием и широко используется для достижения высокой эффективности и хорошей цветопередачи. Широкий угол обзора является результатом конструкции линзы корпуса, которая рассеивает и распределяет свет, излучаемый кристаллом и люминофором.

15. Тенденции отрасли

Компонент отражает несколько текущих тенденций в оптоэлектронике: продолжающееся доминирование технологии поверхностного монтажа для миниатюризации и автоматизированной сборки; широкое внедрение бессвинцовых и соответствующих RoHS производственных процессов; и использование передовых полупроводниковых материалов, таких как InGaN, для эффективного твердотельного освещения. Кроме того, детальная структура сортировки подчеркивает фокус отрасли на обеспечении стабильных и предсказуемых характеристик для массовых, чувствительных к качеству применений. Акцент на обращении с MSL и стандартизированных профилях оплавления подчеркивает интеграцию дискретных компонентов в высокоавтоматизированные, оптимизированные глобальные цепочки поставок электроники.