Техническая спецификация LTW-C191DS5 - SMD светодиод белого свечения - Высота 0.55 мм - Мощность 72 мВт

1. Обзор продукта

LTW-C191DS5 — это светодиод (LED) для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для современных электронных приложений с ограниченным пространством. Его ключевая особенность — исключительно низкий профиль, высота корпуса составляет всего 0,55 миллиметра. Эта сверхтонкая конструкция делает его идеальным для интеграции в тонкую потребительскую электронику, блоки подсветки дисплеев и индикаторные приложения, где ограничено вертикальное пространство.

Используя полупроводниковый материал InGaN (нитрид индия-галлия), этот светодиод излучает белый свет. Корпус соответствует стандартным контурам EIA (Альянса электронной промышленности), что обеспечивает совместимость со стандартным промышленным автоматическим оборудованием для установки и упаковки в рулоны. Продукт классифицируется как «зеленый» и соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ), что означает его производство без использования определенных опасных материалов, таких как свинец, ртуть и кадмий.

Ключевые преимущества этого компонента включают миниатюрные размеры, совместимость с процессами автоматизированной сборки больших объемов и пригодность для пайки оплавлением в инфракрасном (ИК) диапазоне, которая является стандартным методом пайки в линиях сборки поверхностного монтажа (SMT).

2. Подробный разбор технических характеристик

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют пределы нагрузки, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или около них не гарантируется и должна быть исключена в надежной конструкции.

• Рассеиваемая мощность (Pd):72 мВт. Это максимальное количество мощности, которое корпус светодиода может рассеять в виде тепла, не превышая максимальную температуру перехода.
• Постоянный прямой ток (IF):20 мА. Максимальный постоянный прямой ток, который можно приложить.
• Пиковый прямой ток:100 мА, но только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0,1 мс). Это позволяет создавать кратковременные вспышки высокой интенсивности.
• Обратное напряжение (VR):5 В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать немедленный пробой. В спецификации явно указано, что работа при обратном напряжении не может быть непрерывной.
• Диапазон рабочих температур (Topr):от -30°C до +85°C. Диапазон температуры окружающей среды, в котором устройство предназначено для работы.
• Диапазон температур хранения (Tstg):от -55°C до +105°C.
• Условия инфракрасной пайки:Выдерживает пиковую температуру 260°C в течение 10 секунд, что соответствует типичным профилям бессвинцовой пайки оплавлением.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные параметры производительности, измеренные при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Проектирование должно основываться на минимальных и максимальных пределах, а не только на типичных значениях.

• Сила света (Iv):Диапазон от минимум 71,0 мкд до типичных 180,0 мкд при прямом токе (IF) 5 мА. Интенсивность измеряется с помощью датчика с фильтром, соответствующим кривой спектральной чувствительности глаза CIE.
• Угол обзора (2θ1/2):130 градусов. Этот широкий угол обзора указывает на ламбертову или близкую к ней диаграмму направленности, подходящую для освещения площади, а не для сфокусированных лучей.
• Координаты цветности (x, y):Типичные значения: x=0,304, y=0,301 при IF=5мА, что помещает белую точку в определенную область цветового пространства CIE 1931. Допуск для этих координат составляет ±0,01.
• Прямое напряжение (VF):От 2,70 В (мин.) до 3,15 В (макс.) при IF=5мА. Этот диапазон критически важен для проектирования схемы драйвера.
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при приложении обратного напряжения (VR) 5В.

Предупреждение об электростатическом разряде (ESD):Светодиод чувствителен к статическому электричеству и скачкам напряжения. При обращении обязательны надлежащие меры защиты от ESD, такие как заземленные рабочие места, антистатические браслеты и упаковка.

3. Объяснение системы сортировки

Из-за присущих вариаций в производстве полупроводников светодиоды сортируются по группам производительности. LTW-C191DS5 использует трехмерную систему сортировки:

3.1 Сортировка по прямому напряжению (VF)

Светодиоды классифицируются на основе падения напряжения при 5 мА.

- Группа A: 2,70В - 2,85В

- Группа B: 2,85В - 3,00В

- Группа C: 3,00В - 3,15В

Допуск: ±0,1В на группу.

3.2 Сортировка по силе света (Iv)

Светодиоды сортируются по световому потоку при 5 мА.

- Группа Q: 71,0 мкд - 112,0 мкд

- Группа R: 112,0 мкд - 180,0 мкд

Допуск: ±15% на группу.

3.3 Сортировка по оттенку (цвету)

Это самая сложная группа, определяющая координаты цвета на диаграмме CIE 1931. Шесть групп (S1–S6) определяются четырехугольниками, задающими границы координат (x,y). Предоставленная диаграмма визуально отображает эти группы. Типичная точка цветности (x=0,304, y=0,301) попадает в область S3/S4. Допуск по оттенку составляет ±0,01 по обеим координатам x и y.

Эта сортировка позволяет разработчикам выбирать светодиоды с жестко контролируемыми электрическими и оптическими свойствами для стабильной работы в их приложении, что особенно важно в многодиодных массивах, где критична однородность цвета и яркости.

4. Механическая информация и упаковка

4.1 Габаритные размеры корпуса

Спецификация включает подробные чертежи корпуса светодиода с размерами. Ключевые особенности: максимальная высота 0,55 мм и стандартный для EIA контактный рисунок для автоматической обработки. Все размеры указаны в миллиметрах со стандартным допуском ±0,10 мм, если не указано иное.

4.2 Рекомендуемая контактная площадка для пайки

Предоставлен рекомендуемый посадочный рисунок для печатной платы. Следование этому проекту критически важно для получения надежных паяных соединений, предотвращения эффекта «надгробия» (отрыва одного конца) и обеспечения правильного выравнивания во время оплавления.

4.3 Упаковка в рулонах

Светодиоды поставляются в тисненой несущей ленте, запечатанной покровной лентой, и намотанными на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). Стандартное количество на катушке — 5000 штук. Упаковка соответствует стандартам ANSI/EIA 481-1-A-1994. Приведены ключевые размеры ленты и катушки для настройки питателей в сборочных машинах.

5. Руководство по сборке, обращению и надежности

5.1 Процесс пайки

Компонент полностью совместим с процессами пайки оплавлением в инфракрасном диапазоне. Предоставлен рекомендуемый профиль оплавления с ключевыми параметрами:

- Предварительный нагрев:150-200°C

- Время предварительного нагрева:Макс. 120 секунд

- Пиковая температура:Макс. 260°C

- Время выше 260°C:Макс. 10 секунд

- Количество циклов оплавления:Максимум два раза.

В спецификации приведены ссылки на стандарты JEDEC для разработки профиля и подчеркивается, что окончательный профиль должен быть охарактеризован для конкретной конструкции печатной платы, компонентов и используемой паяльной пасты.

Для ручного ремонта паяльником температура жала не должна превышать 300°C, а время контакта должно быть ограничено 3 секундами, и только один раз.

5.2 Очистка

Если необходима очистка после пайки, следует использовать только указанные растворители. Допустимо погружение светодиода в этиловый или изопропиловый спирт при комнатной температуре на время менее одной минуты. Использование неуказанных химикатов может повредить корпус светодиода.

5.3 Хранение и чувствительность к влаге

Светодиоды чувствительны к влаге. Изложены строгие условия хранения:

- Запечатанный пакет:Хранить при ≤30°C и ≤90% относительной влажности. Использовать в течение одного года после вскрытия пакета.

- После вскрытия пакета:Хранить при ≤30°C и ≤60% относительной влажности. Рекомендуется завершить пайку оплавлением в течение 672 часов (28 дней).

- Длительное хранение (вскрытое):Хранить в герметичном контейнере с осушителем или в азотном эксикаторе.

- Воздействие >672 часов:Перед пайкой требуется прогрев при температуре около 60°C в течение не менее 20 часов для удаления поглощенной влаги и предотвращения «вспучивания» (растрескивания корпуса во время оплавления).

6. Примечания по применению и соображения проектирования

6.1 Типичные области применения

LTW-C191DS5 предназначен для обычного электронного оборудования, включая:

- Индикаторы состояния на потребительской электронике (телефоны, планшеты, маршрутизаторы).

- Подсветка ЖК-дисплеев, клавиатур или панелей в тонких устройствах.

- Декоративная подсветка в бытовой технике.

- Светодиодные индикаторы общего назначения.

Важное ограничение применения:В спецификации явно указано, что этот светодиод не предназначен для применений, где отказ может поставить под угрозу жизнь или здоровье (например, авиация, медицинские системы жизнеобеспечения, системы безопасности транспорта). Для таких высоконадежных применений требуется консультация по специализированному продукту.

6.2 Проектирование схемы

1. Ограничение тока:Светодиод — это устройство, управляемое током. Последовательный токоограничивающий резистор или схема драйвера постоянного тока необходимы для предотвращения превышения максимального постоянного прямого тока (20 мА), даже если напряжение питания колеблется. Проектирование должно учитывать группу прямого напряжения (A, B или C).

2. Защита от обратного напряжения:Поскольку максимальное обратное напряжение составляет всего 5В, при проектировании схемы необходимо избегать воздействия на светодиод обратного смещения, особенно в приложениях с переменным током или биполярными сигналами. Может потребоваться защитный диод, включенный параллельно (катод к катоду).

3. Тепловой менеджмент:Хотя рассеиваемая мощность мала (72 мВт), обеспечение достаточной площади меди на печатной плате или тепловых переходных отверстий под тепловой площадкой светодиода (если применимо) помогает поддерживать более низкую температуру перехода, что критически важно для долгосрочной стабильности светового потока и срока службы.

6.3 Оптическое проектирование

Широкий угол обзора 130 градусов обеспечивает широкое, рассеянное световое пятно. Для приложений, требующих более направленного луча, необходимо проектировать и размещать над светодиодом вторичную оптику (линзы, световоды). Сверхтонкий профиль является преимуществом при интеграции в компактные оптические сборки или за тонкими световодными пластинами (LGP).

7. Техническое сравнение и позиционирование

Основным отличием LTW-C191DS5 является его высота 0,55 мм. По сравнению со стандартными светодиодами в корпусах 0603 или 0402, которые обычно имеют высоту 0,8–1,0 мм, это представляет собой значительное уменьшение высоты по оси Z. Это позволяет создавать более тонкие конечные продукты. Его технология InGaN обеспечивает современный, эффективный источник белого света по сравнению со старыми технологиями. Всеобъемлющая структура сортировки обеспечивает лучшую согласованность для чувствительных к качеству приложений по сравнению с несортированными или грубо отсортированными светодиодами. Его совместимость со стандартными процессами SMT делает его прямой заменой более толстых светодиодов во многих конструкциях, предлагая простой путь к миниатюризации продукта.

8. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я питать этот светодиод током 20 мА непрерывно?

О: Да, 20 мА — это максимальныйпостоянныйноминальный прямой ток. Для оптимального срока службы и учета тепловых эффектов часто рекомендуется питать его меньшим током (например, 10–15 мА).

В: В чем разница между группами яркости Q и R?

О: Светодиоды группы R имеют более высокую минимальную силу света (112 мкд против 71 мкд) при том же испытательном токе 5 мА. Выбор группы R обеспечивает более яркий выход, но может стоить немного дороже.

В: Почему влажность хранения так критична после вскрытия пакета?

О: Корпус светодиода может поглощать влагу из воздуха. Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта захваченная влага быстро превращается в пар, что может вызвать внутреннее расслоение или растрескивание пластикового корпуса («вспучивание»). Указанные условия хранения и требования к прогреву предотвращают этот вид отказа.

В: Как интерпретировать диаграмму сортировки по оттенку?

О: Диаграмма CIE 1931 отображает цвет. Шесть помеченных четырехугольников (S1–S6) представляют допустимые области цветовых координат для светодиодов в этой группе оттенка. Измеренные координаты (x,y) светодиода должны попадать в полигон его назначенной группы. Это гарантирует, что все светодиоды с одинаковой группой оттенка будут выглядеть одинакового цвета для человеческого глаза в стандартных условиях.

9. Пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование индикатора состояния для сверхтонкого Bluetooth-трекера.

Промышленный дизайн продукта допускает только 0,6 мм внутренней высоты для сборки индикаторного светодиода. Стандартный светодиод не подойдет.

Решение:Выбран LTW-C191DS5 с его высотой 0,55 мм. Конструктор использует габаритные размеры корпуса, чтобы создать вырез в печатной плате, позволяя светодиоду располагаться заподлицо с платой, экономя решающие десятые доли миллиметра. Используется микросхема драйвера постоянного тока, настроенная на 5 мА, для обеспечения постоянной яркости независимо от падения напряжения батареи. В спецификации материалов указаны светодиоды группы R и группы оттенка S3, чтобы гарантировать яркий, однородный белый свет во всех производственных единицах. Сборочное предприятие следует рекомендуемому профилю оплавления и правилу срока годности 672 часа, что приводит к высокой производственной эффективности и надежной работе в полевых условиях.

10. Введение в технологию и тренды

Технология InGaN:Нитрид индия-галлия — это полупроводниковый материал, используемый в этом белом светодиоде. Как правило, синий излучающий чип InGaN комбинируется с желтым люминофорным покрытием внутри корпуса. Синий свет возбуждает люминофор, который переизлучает желтый свет; смесь синего и желтого воспринимается человеческим глазом как белый. Это высокоэффективный метод получения белого света из твердотельных устройств.

Отраслевые тренды:Стремление к миниатюризации в электронике продолжается без ослабления. Компоненты, такие как LTW-C191DS5, представляют собой продолжающуюся тенденцию к уменьшению высоты (толщины) пассивных и активных компонентов, чтобы обеспечить создание все более тонких смартфонов, планшетов, носимых устройств и устройств Интернета вещей. Кроме того, акцент на точной сортировке отражает рыночный спрос на более высокое качество и визуальную согласованность в потребительских товарах. Соответствие RoHS и совместимость с бессвинцовыми высокотемпературными процессами оплавления теперь являются базовыми требованиями, обусловленными глобальными экологическими нормами.