Техническая спецификация LTW-C193SS2 - SMD светодиод толщиной 0.4 мм - Прямое напряжение 2.5-2.9В - Белый цвет - Мощность 35 мВт

1. Обзор продукта

LTW-C193SS2 — это светодиод (LED) для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для современных компактных электронных устройств. Его ключевая особенность — исключительно малая толщина, составляющая всего 0.40 мм, что делает его подходящим для применений с жесткими ограничениями по пространству. Устройство использует полупроводниковый материал InGaN (нитрид индия-галлия) для генерации белого света с высоким уровнем яркости. Светодиоды поставляются на 8-миллиметровой ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, что обеспечивает совместимость с высокоскоростным автоматическим оборудованием для установки компонентов, широко используемым в электронном производстве.

Данный светодиод классифицируется как экологичный продукт и соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ). Его конструкция совместима со стандартным процессом пайки оплавлением в инфракрасном (ИК) спектре, который является основным методом монтажа компонентов поверхностного монтажа на печатные платы (PCB). Корпус соответствует стандартам EIA (Альянса электронной промышленности), гарантируя механическую совместимость с отраслевыми системами установки.

2. Подробный разбор технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Предельные эксплуатационные параметры определяют границы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Для LTW-C193SS2 они указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Максимальная рассеиваемая мощность составляет 35 милливатт (мВт). Постоянный прямой ток не должен превышать 10 мА в непрерывном режиме. В импульсном режиме допустим пиковый прямой ток 50 мА, но только при соблюдении условий: скважность 1/10 (10%) и длительность импульса 0.1 миллисекунды. Превышение этих токовых лимитов может привести к чрезмерному нагреву p-n-перехода, ускоренной деградации полупроводникового материала и катастрофическому отказу.

Диапазон рабочих температур устройства составляет от -20°C до +80°C. Диапазон температур хранения шире: от -40°C до +85°C, что указывает условия, при которых светодиод может храниться без подачи питания. Важное примечание: работа светодиода в схеме приложения в режиме обратного смещения может вызвать повреждение или отказ. Следовательно, схемотехнические решения должны гарантировать, что светодиод не подвергается обратному напряжению в нормальных условиях эксплуатации.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Электрические и оптические характеристики измеряются при стандартных условиях испытаний: Ta=25°C и прямом токе (IF) 2 мА, что служит общей точкой отсчета для сравнения производительности светодиодов.

• Сила света (Iv):Этот параметр измеряет воспринимаемую человеческим глазом яркость светового потока. Для LTW-C193SS2 минимальное значение Iv составляет 18.0 милликандел (мкд), а максимальное (типичное) — 71.0 мкд при токе 2 мА. Фактическое значение Iv для конкретного экземпляра классифицируется и указывается на его упаковочном пакете.
• Угол обзора (2θ1/2):Определяется как полный угол, при котором сила света составляет половину от интенсивности на оси (0 градусов). Данный светодиод обладает широким углом обзора 130 градусов, обеспечивая широкое, рассеянное световое пятно, подходящее для подсветки и индикации.
• Координаты цветности (x, y):Эти координаты определяют цветовую точку белого света на диаграмме цветности CIE 1931. Типичные значения: x=0.29 и y=0.31. Допуск для этих координат составляет ±0.01. Цвет измеряется с помощью спектрометра, аппроксимирующего кривую спектральной чувствительности стандартного наблюдателя CIE.
• Прямое напряжение (VF):Падение напряжения на светодиоде при протекании заданного прямого тока. При IF=2 мА, VF находится в диапазоне от минимум 2.50 вольт до максимум 2.90 вольт. Этот параметр важен для проектирования схемы ограничения тока для светодиода.
• Обратный ток (IR):Небольшой ток утечки, протекающий при приложении обратного напряжения. Он указан как максимальный 10 микроампер (мкА) при обратном напряжении (VR) 5В. В спецификации явно указано, что это условие тестирования предназначено только для характеристики и что устройство не предназначено для работы в обратном режиме.

В спецификацию включены важные предупреждения относительно электростатического разряда (ЭСР). Светодиоды чувствительны к ЭСР, и процедуры обращения должны включать использование антистатических браслетов, перчаток и правильно заземленного оборудования для предотвращения повреждений.

3. Объяснение системы бинов

Для управления естественными вариациями в процессе производства полупроводников светодиоды сортируются по бинам производительности. LTW-C193SS2 использует трехмерную систему бинов на основе Прямого напряжения (VF), Силы света (Iv) и Оттенка (Цветности).

3.1 Бины прямого напряжения (VF)

Светодиоды классифицируются по четырем бинам VF (Y1, Y2, Y3, Y4), каждый из которых представляет диапазон 0.1В в рамках общего спецификации от 2.50В до 2.90В. Например, бин Y1 включает светодиоды с VF между 2.50В и 2.60В при IF=2 мА. Для каждого бина применяется допуск ±0.1В. Единообразие VF в партии помогает обеспечить равномерную яркость при питании светодиодов от источника постоянного напряжения или в простых параллельных конфигурациях (хотя настоятельно рекомендуется использование драйверов постоянного тока).

3.2 Бины силы света (Iv)

Определены три бина Iv (M, N, P). Бин M охватывает диапазон 18.0-28.0 мкд, бин N — 28.0-45.0 мкд, а бин P — 45.0-71.0 мкд, все измерено при IF=2 мА. Для каждого бина установлен допуск ±15%. Выбор светодиодов из одного бина Iv критически важен для применений, требующих равномерной яркости, таких как массивы подсветки из нескольких светодиодов или панели индикации состояния.

3.3 Бины оттенка (Цветности)

Цветовая точка белого света разбита на шесть областей (от S1 до S6) на диаграмме цветности CIE 1931. Каждый бин определяется четырехугольной областью, заданной четырьмя наборами координат (x, y). Например, бин S2 охватывает координаты примерно между x:0.274-0.294 и y:0.258-0.319. В спецификации приведена диаграмма, визуально отображающая эти бины. Для координат (x, y) применяется допуск ±0.01. Использование светодиодов из одного бина оттенка необходимо для избежания видимых цветовых различий в приложениях с несколькими светодиодами.

4. Механическая и упаковочная информация

4.1 Габариты корпуса

Светодиод выполнен в стандартном формате корпуса чип-светодиода. Ключевые размеры включают общую высоту 0.40 мм. В спецификации приведен подробный чертеж с размерами, включая расстояние между контактными площадками, ширину компонента и размер линзы. Все размеры указаны в миллиметрах с общим допуском ±0.10 мм, если не указано иное. Примечание указывает, что маркировка катода (белая метка) может быть частично закрыта линзой, поэтому необходима внимательная ориентация при установке.

4.2 Рекомендуемая конфигурация контактных площадок

Предоставлен рекомендуемый посадочный рисунок (footprint) для печатной платы, обеспечивающий формирование надежного паяного соединения при оплавлении. Указаны рекомендуемые размеры и расстояние между площадками для достижения правильных паяных фасок и механической прочности. Примечание рекомендует максимальную толщину трафарета для нанесения паяльной пасты 0.10 мм, чтобы предотвратить избыточное нанесение пасты и возможное образование перемычек.

4.3 Упаковка на ленте и катушке

Светодиоды поставляются в профилированной несущей ленте с защитной покрывающей лентой, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). Ширина ленты составляет 8 мм. Стандартная емкость катушки — 5000 штук. Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA 481-1. Ключевые примечания по упаковке включают: пустые ячейки запечатаны покрывающей лентой; минимальный заказ для остатков — 500 штук; на катушке допускается не более двух последовательно отсутствующих компонентов (пустых ячеек).

5. Рекомендации по пайке и сборке

5.1 Профиль пайки оплавлением

Светодиод совместим с инфракрасной пайкой оплавлением. Абсолютные максимальные условия пайки: пиковая температура 260°C в течение не более 10 секунд. Предоставлен рекомендуемый профиль оплавления, который обычно включает этап предварительного нагрева, подъем температуры, зону пикового оплавления и период охлаждения. В спецификации подчеркивается, что оптимальный профиль зависит от конкретной конструкции платы, паяльной пасты и используемой печи, и рекомендуется проводить характеристику на уровне платы.

5.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, ее следует выполнять с особой осторожностью. Рекомендуемая максимальная температура жала паяльника — 300°C, с максимальным временем пайки 3 секунды на соединение. Ручную пайку следует проводить только один раз, чтобы избежать повреждения корпуса светодиода термическим напряжением.

5.3 Очистка

Очистку после пайки следует проводить осторожно. Следует использовать только указанные чистящие средства. В спецификации рекомендуется использовать этиловый или изопропиловый спирт при комнатной температуре. Светодиод следует погружать менее чем на одну минуту. Неуказанные химические жидкости могут повредить пластиковый корпус или материал линзы.

6. Хранение и обращение

Хранение запечатанных упаковок:Светодиоды в оригинальной невскрытой влагозащитной упаковке (с осушителем) должны храниться при температуре 30°C или ниже и относительной влажности (RH) 90% или ниже. Срок годности в этих условиях составляет один год.

Хранение вскрытых упаковок:После вскрытия влагозащитного пакета светодиоды становятся чувствительными к атмосферной влаге. Условия хранения не должны превышать 30°C и 60% RH. Настоятельно рекомендуется, чтобы светодиоды, извлеченные из оригинальной упаковки, были подвергнуты пайке оплавлением в течение 672 часов (28 дней).

Длительное хранение и прогрев (сушка):Для хранения более 672 часов вне оригинального пакета светодиоды должны храниться в герметичном контейнере с осушителем или в азотном эксикаторе. Если светодиоды находились в атмосферных условиях более 672 часов, перед пайкой их необходимо прогреть при температуре около 60°C в течение не менее 20 часов для удаления поглощенной влаги и предотвращения \"вспучивания\" (растрескивания корпуса) во время оплавления.

7. Рекомендации по применению и проектные соображения

7.1 Типичные сценарии применения

Сверхтонкий профиль (0.4 мм) делает этот светодиод идеальным для применений, где критически важна вертикальная высота. Основные области применения включают: сверхтонкую подсветку для мобильных устройств (телефоны, планшеты), носимую электронику, индикаторы состояния в компактной потребительской электронике и подсветку панелей в тонких интерфейсах промышленного управления. Его широкий угол обзора полезен для применений, требующих равномерного, рассеянного освещения, а не сфокусированного луча.

7.2 Соображения по схемотехнике

• Управление током:Всегда запитывайте светодиоды от источника постоянного тока, а не постоянного напряжения, чтобы обеспечить стабильный световой поток и предотвратить тепловой разгон. Рекомендуемый рабочий ток равен или ниже максимального постоянного тока 10 мА.
• Токоограничивающий резистор:При использовании простого источника напряжения с последовательным резистором рассчитайте номинал резистора по формуле R = (V_питания - VF_светодиода) / I_желаемый. Для консервативного проектирования используйте максимальное VF из спецификации (2.9В), чтобы гарантировать, что ток не превысит желаемое значение.
• Защита от ЭСР:Включайте защитные диоды от ЭСР на линиях печатной платы, подключенных к аноду/катоду светодиода, если сборка или конечное изделие могут подвергаться воздействию в неконтролируемых по ЭСР условиях.
• Тепловой менеджмент:Хотя рассеиваемая мощность мала, обеспечьте адекватный теплоотвод от контактных площадок на печатной плате, особенно если несколько светодиодов расположены близко друг к другу или если температура окружающей среды высока. Это помогает поддерживать более низкую температуру p-n-перехода, что сохраняет срок службы светодиода и стабильность цвета.

7.3 Соображения по оптическому дизайну

Для индикаторных применений учитывайте широкий угол обзора 130 градусов. Для формирования светового потока или скрытия точечного источника света могут потребоваться световоды или рассеиватели. Для подсветки первостепенное значение имеет выбор бинов (Iv и Оттенок). Используйте светодиоды из одного, узкого бина для достижения равномерной яркости и цвета по всему дисплею или панели.

8. Факторы надежности и срока службы

Хотя в спецификации не указан конкретный рейтинг срока службы L70 или L50 (часы до снижения светового потока на 70% или 50%), срок службы светодиода в первую очередь зависит от рабочей температуры его p-n-перехода. Ключевые факторы, влияющие на надежность, включают:

• Рабочий ток:Крайне важно запитывать светодиод на номинальном токе (10 мА постоянного тока) или ниже. Работа выше этого номинала экспоненциально увеличивает температуру перехода и ускоряет снижение светового потока и сдвиг цвета.
• Температура окружающей среды:Работа вблизи верхнего предела указанного диапазона (+80°C) сократит эффективный срок службы. Хорошей практикой является снижение рабочего тока при более высоких температурах окружающей среды.
• Соблюдение процесса пайки:Следование рекомендуемому профилю оплавления и избегание чрезмерного нагрева при ручной пайке предотвращает повреждение внутренних проводных соединений и расслоение корпуса, которые являются распространенными видами отказов.
• ЭСР и электрические перегрузки:Правильное обращение и защита схемы предотвращают немедленный катастрофический отказ или скрытые повреждения, которые проявляются как ранний отказ в полевых условиях.

9. Техническое сравнение и рыночный контекст

LTW-C193SS2 относится к категории сверхтонких чип-светодиодов. Его основная отличительная особенность — высота 0.40 мм. По сравнению со стандартными светодиодами в корпусах 0603 или 0402, которые обычно имеют высоту 0.6-0.8 мм, это устройство предлагает значительное уменьшение профиля. Технология InGaN для белого света обычно обеспечивает более высокую эффективность и лучшие возможности по цветопередаче по сравнению со старыми технологиями, такими как синий светодиод с люминофорным преобразованием на другой подложке. Широкий угол обзора 130 градусов является стандартным для чип-светодиодов без встроенной линзы и подходит для многих применений общего освещения. Ключевыми критериями выбора по сравнению с конкурирующими продуктами будут конкретное сочетание толщины, яркости (Iv при заданном токе), прямого напряжения и детализация его системы бинов, которая позволяет точно подбирать цвет и яркость в требовательных приложениях.