LTW-C191TLA SMD LED Техническая спецификация - Высота 0.55мм - Прямое напряжение 3.4В - Белый цвет - Мощность 70мВт

1. Обзор продукта

LTW-C191TLA — это светодиод для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для современных электронных приложений, требующих компактных размеров и высокой яркости. Этот продукт относится к категории сверхтонких чип-светодиодов, отличаясь исключительно малой высотой профиля в 0.55 мм. Он использует технологию InGaN (нитрид индия-галлия) для получения белого света, предлагая баланс производительности и миниатюризации, подходящий для конструкций с ограниченным пространством.

Ключевые преимущества этого светодиода включают его соответствие директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ), что делает его экологически чистым "зеленым продуктом". Его сверхтонкий профиль позволяет интегрировать его в все более тонкую потребительскую электронику, подсветку дисплеев и индикаторные приложения. Корпус поставляется на 8-миллиметровой ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, что обеспечивает совместимость с высокоскоростным автоматизированным оборудованием для установки компонентов, обычно используемым в серийном производстве. Кроме того, он рассчитан на стандартные процессы инфракрасной (ИК) пайки оплавлением, что облегчает надежное крепление на печатной плате.

Целевой рынок охватывает широкий спектр отраслей, включая потребительскую электронику (например, смартфоны, планшеты, носимые устройства), внутреннее освещение автомобилей, общие вывески и индикаторы панелей управления, где надежные, яркие и компактные источники света имеют важное значение.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные характеристики

Эксплуатация устройства за пределами этих значений может привести к необратимому повреждению. Ключевые характеристики указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

• Рассеиваемая мощность (Pd):70 мВт. Это максимальное количество мощности, которое светодиод может рассеять в виде тепла без деградации.
• Пиковый прямой ток (I_F(PEAK)):100 мА. Это максимально допустимый мгновенный ток, обычно в импульсных условиях (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс). Он значительно выше номинального постоянного тока.
• Постоянный прямой ток (I_F):20 мА. Это рекомендуемый максимальный постоянный прямой ток для надежной долгосрочной работы.
• Коэффициент снижения нагрузки:0.25 мА/°C. Для температур окружающей среды выше 25°C максимально допустимый постоянный прямой ток должен быть линейно уменьшен на этот коэффициент для предотвращения перегрева.
• Обратное напряжение (V_R):5 В. Приложение обратного смещающего напряжения, превышающего это значение, может повредить светодиодный переход.
• Диапазон рабочих температур:от -20°C до +80°C. Диапазон температуры окружающей среды, в котором светодиод предназначен для корректной работы.
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +85°C. Диапазон температур для нерабочего хранения.
• Условия инфракрасной пайки:260°C в течение 10 секунд. Максимальная рекомендуемая пиковая температура и время профиля оплавления.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры определяют производительность светодиода в типичных рабочих условиях (Ta=25°C, I_F=10мА).

• Сила света (I_V):112.0 - 300.0 мкд (милликандела). Это мера воспринимаемой яркости светодиода человеческим глазом. Широкий диапазон указывает на использование системы бининга (см. раздел 3). Измерение следует кривой чувствительности глаза CIE.
• Угол обзора (2θ_1/2):130 градусов. Это полный угол, при котором сила света падает до половины своего максимального значения (на оси). Угол 130 градусов указывает на широкий, рассеянный характер излучения света.
• Координаты цветности (x, y):x=0.31, y=0.32. Эти координаты на диаграмме цветности CIE 1931 определяют белую точку (цвет) излучаемого света. Допуск составляет ±0.01.
• Прямое напряжение (V_F):2.80 - 3.40 В. Падение напряжения на светодиоде при токе 10мА. Этот диапазон также подвержен бинингу.
• Обратный ток (I_R):10 мкА (макс.). Небольшой ток утечки, протекающий при приложении максимального обратного напряжения (5В).

Предупреждение об электростатическом разряде (ESD):Светодиод чувствителен к статическому электричеству и скачкам напряжения. Обязательны правильные процедуры обращения с ESD, включая использование заземленных браслетов, антистатических ковриков и заземления оборудования, во время обращения и сборки для предотвращения скрытых или катастрофических отказов.

3. Объяснение системы бининга

Для обеспечения стабильной производительности в производстве светодиоды сортируются по "бинам" на основе ключевых параметров. LTW-C191TLA использует трехмерную систему бининга.

3.1 Бининг по прямому напряжению (V_F)

Светодиоды классифицируются по падению прямого напряжения при 10мА. Это помогает в проектировании стабильных схем управления током, особенно когда несколько светодиодов используются последовательно.

• Бин 2: V_F= 2.8В до 3.0В
• Бин 3: V_F= 3.0В до 3.2В
• Бин 4: V_F= 3.2В до 3.4В

Допуск для каждого бина составляет ±0.1В.

3.2 Бининг по силе света (I_V)

Светодиоды сортируются по выходной яркости. Код бина указан на упаковке.

• Бин R1:112 мкд до 146 мкд
• Бин R2:146 мкд до 180 мкд
• Бин S1:180 мкд до 240 мкд
• Бин S2:240 мкд до 300 мкд

Допуск для каждого бина составляет ±15%.

3.3 Бининг по оттенку (цвету)

Белые светодиоды могут иметь небольшие вариации цветовой температуры (теплый белый, холодный белый и т.д.). Это определяется координатами цветности (x, y) на диаграмме CIE 1931. В спецификации определено несколько бинов оттенка (A0, B3, B4, B5, B6, C0) с конкретными границами координат. Графическое представление на диаграмме цветности показывает области, охватываемые этими бинами. Допуск для оттенка составляет ±0.01 по обеим координатам x и y. Этот бининг имеет решающее значение для приложений, требующих однородного цветового вида на нескольких светодиодах.

4. Анализ кривых производительности

Хотя в спецификации приведены ссылки на конкретные графические кривые (например, Рис.6 для угла обзора, Рис.1 для цветности), типичные тенденции производительности можно вывести из параметров.

• Ток vs. Сила света (I-V кривая):Для светодиодов InGaN сила света обычно увеличивается с ростом прямого тока, но не линейно. Работа выше рекомендуемого постоянного тока (20мА) может привести к увеличению падения эффективности, повышению температуры перехода и сокращению срока службы.
• Зависимость от температуры:Световой выход и прямое напряжение светодиодов чувствительны к температуре. При увеличении температуры перехода сила света обычно уменьшается, а прямое напряжение может незначительно снизиться. Коэффициент снижения нагрузки 0.25 мА/°C является прямой мерой для управления этим тепловым эффектом.
• Спектральные характеристики:Как белый светодиод на основе InGaN, он, вероятно, использует синий излучающий чип в сочетании с люминофорным покрытием для получения белого света. Координаты цветности (x=0.31, y=0.32) предполагают белую точку, вероятно, в области "холодного белого" или "нейтрального белого" света.

5. Механическая и упаковочная информация

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод имеет стандартный посадочный размер EIA (Альянс электронной промышленности). Ключевой механической особенностью является его сверхтонкая высота 0.55 мм. Подробные размерные чертежи приведены в спецификации, все единицы указаны в миллиметрах (дюймы указаны в скобках). Стандартный допуск ±0.10 мм (.004") применяется, если не указано иное. Эти точные размеры критически важны для разводки печатной платы и обеспечения правильной установки автоматизированным оборудованием.

5.2 Расположение контактных площадок и полярность

В спецификацию включена рекомендуемая разводка контактных площадок (посадочный рисунок) для проектирования печатной платы. Соблюдение этого рисунка обеспечивает надежное формирование паяных соединений и правильное выравнивание во время оплавления. Корпус светодиода имеет маркировку анода и катода; правильная полярность должна соблюдаться во время сборки для обеспечения работы устройства. Конструкция контактных площадок также способствует отводу тепла от светодиодного кристалла.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Параметры групповой пайки оплавлением

Светодиод совместим с процессами инфракрасной (ИК) пайки оплавлением. Максимальное рекомендуемое условие — пиковая температура 260°C в течение не более 10 секунд. Предлагаемый профиль включает этап предварительного нагрева при 150-200°C до 120 секунд максимум. Критически важно отметить, что светодиод не должен подвергаться более чем двум циклам оплавления в этих условиях. Для ручной пайки паяльником температура жала не должна превышать 300°C, а время контакта должно быть ограничено 3 секундами, и только один раз.

6.2 Хранение и обращение

Чувствительность к влаге:Светодиоды упакованы в влагозащитный пакет с осушителем. В запечатанном состоянии их следует хранить при ≤ 30°C и ≤ 90% относительной влажности и использовать в течение одного года. После вскрытия пакета условия хранения должны быть ≤ 30°C и ≤ 60% относительной влажности. Компоненты, подвергавшиеся воздействию окружающих условий более 672 часов (28 дней), должны быть прогреты при температуре около 60°C в течение не менее 20 часов перед пайкой для удаления поглощенной влаги и предотвращения "вспучивания" во время оплавления.

6.3 Очистка

Если очистка после пайки необходима, следует использовать только указанные растворители. Допустимо погружение светодиода в этиловый или изопропиловый спирт при нормальной температуре на время менее одной минуты. Неуказанные химические очистители могут повредить корпус или линзу светодиода.

7. Упаковка и информация для заказа

Стандартный формат упаковки — 8-миллиметровая тисненая несущая лента на катушках диаметром 7 дюймов (178 мм). Каждая катушка содержит 5000 штук светодиодов LTW-C191TLA. Для количеств меньше полной катушки доступна минимальная упаковка от 500 штук. Спецификации ленты и катушки соответствуют стандарту ANSI/EIA 481-1-A-1994. Лента использует верхнюю крышку для герметизации пустых карманов. Иерархия упаковки обычно включает влагозащитные пакеты внутри внутренних коробок, которые затем упаковываются в основную коробку.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Подсветка:Идеально подходит для краевой или прямой подсветки в сверхтонких дисплеях, клавиатурах и панелях управления.
• Индикаторы состояния:Индикаторы питания, подключения и состояния в потребительской электронике, сетевом оборудовании и промышленных системах управления.
• Декоративное освещение:Акцентное освещение в бытовой технике, интерьерах автомобилей и архитектурных элементах, где критически важна малая толщина.
• Общее освещение:Может использоваться в массивах для фонового или рабочего освещения низкого уровня.

8.2 Особенности проектирования

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный резистор или драйвер постоянного тока, чтобы ограничить прямой ток до 20 мА постоянного тока или менее. Схема должна учитывать бин прямого напряжения используемых светодиодов.
• Тепловой менеджмент:Несмотря на низкую мощность, убедитесь, что печатная плата обеспечивает адекватный теплоотвод, особенно если несколько светодиодов сгруппированы или работают при высоких температурах окружающей среды. Следуйте рекомендациям по снижению тока.
• Оптическое проектирование:Угол обзора 130 градусов обеспечивает широкое рассеивание. Для сфокусированного света потребуются вторичная оптика (линзы, световоды).
• Защита от ESD:Включите защитные диоды ESD на чувствительных линиях, если светодиод находится в зоне, доступной пользователю, в дополнение к правильному обращению во время сборки.

9. Техническое сравнение и отличия

Основным отличительным фактором LTW-C191TLA является еговысота 0.55 мм. По сравнению со стандартными светодиодами в корпусах 0603 или 0402, высота которых часто составляет 0.8-1.0 мм, это представляет собой значительное уменьшение высоты по оси Z, позволяя создавать более тонкие конечные продукты. Сочетание этого сверхтонкого профиля с относительно высокой силой света (до 300 мкд) является ключевым преимуществом. Кроме того, его совместимость со стандартной ИК пайкой оплавлением и упаковкой на ленте делает его таким же простым в сборке, как и более толстые аналоги, без необходимости специальных низкотемпературных процессов, которые могут повлиять на другие компоненты на плате.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В1: Могу ли я питать этот светодиод током 30 мА для большей яркости?

О: Нет. Предельная характеристика для постоянного прямого тока составляет 20 мА. Превышение этого значения увеличивает температуру перехода, ускоряет деградацию светового потока и может привести к преждевременному отказу. Для более высокой яркости выберите светодиод из бина с большей силой света (например, S2) или используйте несколько светодиодов.

В2: В чем разница между пиковым прямым током и постоянным прямым током?

О: Постоянный прямой ток (20 мА) предназначен для непрерывной работы. Пиковый прямой ток (100 мА) — это кратковременный, импульсный параметр (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс), используемый для мультиплексирования или кратковременных световых сигналов. Средний ток с течением времени все равно должен соответствовать ограничениям по рассеиваемой мощности и тепловым пределам.

В3: Почему важен бининг и какой бин мне следует указать?

О: Бининг обеспечивает однородность цвета и яркости в вашем приложении. Для одного индикатора может подойти любой бин. Для массива из нескольких светодиодов (например, подсветки) вы должны указать одинаковые бины V_F, I_V и Оттенка, чтобы избежать видимых различий в яркости или цвете между соседними светодиодами. Обратитесь к таблицам кодов бинов, чтобы выбрать подходящий диапазон характеристик.

В4: В спецификации упоминается оплавление при 260°C. Это бессвинцовая пайка?

О: Да, пиковая температура 260°C типична для профилей бессвинцовой (соответствующей RoHS) пайки оплавлением. Совместимость светодиода с этим процессом подтверждает его пригодность для современных бессвинцовых сборочных линий.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование сверхтонкой панели индикаторов состояния планшета

Конструктору нужны три белых светодиода (питание, Wi-Fi, аккумулятор) вдоль края рамки планшета. Механическая конструкция позволяет иметь только 0.6 мм пространства над печатной платой. LTW-C191TLA с его высотой 0.55 мм идеально подходит. Конструктор создает посадочное место на печатной плате, соответствующее рекомендуемой разводке контактных площадок. Он указывает Бин 3 для V_F(3.0-3.2В), Бин S1 для яркости (180-240 мкд) и Бин оттенка B5 для однородного нейтрального белого цвета. Рассчитывается один токоограничивающий резистор для источника питания 3.3В и тока управления 15 мА (консервативно ниже максимума в 20 мА), чтобы обеспечить долговечность и управлять нагревом в ограниченном пространстве. Светодиоды устанавливаются с помощью автоматического оборудования с 8-миллиметровой ленточной катушки. Сборка проходит стандартный профиль бессвинцовой пайки оплавлением с пиком 250°C, что полностью соответствует характеристикам устройства. В результате получается яркий, однородный и надежный набор индикаторов, отвечающий строгим требованиям по толщине.

12. Введение в технологический принцип

LTW-C191TLA основан наполупроводниковой технологии InGaN (нитрид индия-галлия). Светодиоды InGaN известны своей способностью излучать высокоэффективный свет в синей и зеленой областях спектра. Для получения белого света используется распространенный метод: синий чип светодиода InGaN покрывается слоем желтого люминофора (часто YAG:Ce). Часть синего света от чипа поглощается люминофором и переизлучается в виде желтого света. Комбинация оставшегося синего света и преобразованного желкого света воспринимается человеческим глазом как белый. Путем регулировки состава и толщины люминофора можно достичь различных оттенков белого (коррелированных цветовых температур), что отражается в системе бининга оттенков. Эта технология белых светодиодов с преобразованием люминофора предлагает хороший баланс эффективности, качества цвета и технологичности производства.

13. Тенденции развития технологии

Тенденция в SMD светодиодах для потребительской электроники однозначно движется в сторонуминиатюризации и повышения эффективности. Высота 0.55 мм этого продукта является прямым ответом на спрос на более тонкие устройства. Будущие разработки могут снизить этот показатель еще больше. Одновременно существует стремление увеличить световую отдачу (люмен на ватт), чтобы получать больше света при том же или меньшем потреблении электроэнергии, улучшая время автономной работы портативных устройств. Другая тенденция — улучшение цветопередачи и однородности, ведущее к более жестким спецификациям бининга. Кроме того, интеграция является ключевой тенденцией, когда светодиоды включают в себя встроенные драйверы, контроллеры или даже датчики в одном корпусе. Хотя эта спецификация описывает дискретный компонент, базовые технологии InGaN и люминофоров продолжают развиваться, обеспечивая эти улучшения в производительности и интеграции.