Техническая спецификация LTW-C194TS5 - Сверхтонкий SMD светодиод 0.30мм - Напряжение 2.7-3.15В - Белый цвет

1. Обзор продукта

LTW-C194TS5 — это светодиод (LED) для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для современных электронных приложений с ограниченным пространством. Его основное позиционирование — высокоинтенсивный миниатюрный индикаторный или подсветочный компонент. Ключевое преимущество этого продукта заключается в его исключительно малой толщине — 0.30 миллиметра, что позволяет интегрировать его в сверхтонкие устройства, такие как смартфоны, планшеты, носимые технологии и ультрапортативные ноутбуки. Целевой рынок включает потребительскую электронику, панели промышленного управления, внутреннее освещение автомобилей и индикацию общего назначения, где требуется надёжный, яркий световой поток в минимальном корпусе.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Электрические и оптические характеристики

Характеристики LTW-C194TS5 указаны при стандартной температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Ключевые параметры определяют его рабочий диапазон:

• Сила света (Iv):Составляет от минимальных 56.0 милликандел (mcd) до типичных 146.0 mcd при прямом токе (IF) 5мА. Этот параметр измеряется с использованием оборудования, аппроксимирующего кривую спектральной чувствительности стандартного фотопического наблюдателя CIE, что обеспечивает соответствие человеческому зрению.
• Угол обзора (2θ1/2):Указан широкий угол обзора 130 градусов, обеспечивающий широкий, рассеянный характер излучения, подходящий для освещения площади и широкоугольной видимости.
• Координаты цветности (x, y):Цветовая точка белого света определена на диаграмме цветности CIE 1931. Типичные координаты составляют x=0.294 и y=0.286 при IF=5мА, с гарантированным допуском ±0.01 для обеих координат. Это определяет конкретный оттенок белого света.
• Прямое напряжение (VF):Падение напряжения на светодиоде при протекании тока 5мА находится в диапазоне от 2.70 Вольт (мин.) до 3.15 Вольт (макс.). Этот параметр критически важен для проектирования схемы, чтобы обеспечить правильное ограничение тока.
• Обратный ток (IR):Максимум 10 микроампер (мкА) протекает при обратном смещении 5 Вольт, что указывает на характеристики утечки диода.

2.2 Абсолютные максимальные параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению. Они не предназначены для нормальной работы.

• Рассеиваемая мощность (Pd):Максимум 70 мВт.
• Прямой ток:Постоянный прямой ток ограничен 20 мА. Более высокий пиковый прямой ток 100 мА допустим в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс).
• Обратное напряжение (VR):Максимум 5 В. Работа при обратном смещении не рекомендуется и может привести к отказу.
• Температурные диапазоны:Рабочий: от -20°C до +80°C. Хранения: от -40°C до +85°C.
• Условия пайки:Выдерживает групповую пайку оплавлением с пиковой температурой 260°C в течение 10 секунд.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения стабильности при массовом производстве светодиоды сортируются по группам производительности. LTW-C194TS5 использует трёхмерную систему сортировки:

3.1 Сортировка по прямому напряжению (VF)

Светодиоды классифицируются на основе их прямого напряжения при IF=5мА. Это позволяет разработчикам выбирать светодиоды с аналогичным падением напряжения для равномерной яркости в параллельных цепях или для точного управления питанием.

• Группа A:VF = от 2.70В до 2.85В
• Группа B:VF = от 2.85В до 3.00В
• Группа C:VF = от 3.00В до 3.15В

Допуск внутри каждой группы составляет ±0.1 Вольт.

3.2 Сортировка по силе света (IV)

Эта сортировка разделяет светодиоды по интенсивности светового потока, что критически важно для приложений, требующих определённых уровней яркости.

• Группа P2:Iv = от 56.0 mcd до 71.0 mcd
• Группа Q1:Iv = от 71.0 mcd до 90.0 mcd
• Группа Q2:Iv = от 90.0 mcd до 112.0 mcd
• Группа R1:Iv = от 112.0 mcd до 146.0 mcd

Допуск для каждой группы по интенсивности составляет ±15%.

3.3 Сортировка по оттенку (цвету)

Белый свет сортируется на шесть категорий (S1–S6) на основе координат цветности (x, y) на диаграмме CIE 1931. Каждая группа определяет четырёхугольную область на цветовом графике. Это обеспечивает однородность цвета в сборке с несколькими светодиодами. Допуск для координат оттенка внутри группы составляет ±0.01. Как правило, предоставляется диаграмма, показывающая эти группы, наложенные на график цветности.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в спецификации ссылаются на конкретные графические кривые, их значение стандартно. Разработчики могут ожидать следующих общих зависимостей:

• Вольт-амперная характеристика (Ток vs. Напряжение):Прямое напряжение (VF) увеличивается логарифмически с ростом прямого тока (IF). Работа при токе, значительно превышающем рекомендуемый испытательный ток 5мА, увеличит VF и рассеиваемую мощность.
• Зависимость силы света от тока:Световой выход, как правило, пропорционален прямому току в рабочем диапазоне, но эффективность может снижаться при очень высоких токах из-за нагрева.
• Температурная зависимость:Сила света обычно уменьшается с ростом температуры перехода. Широкий рабочий температурный диапазон (от -20°C до +80°C) указывает на стабильную работу в различных условиях окружающей среды, хотя может потребоваться снижение номинальных параметров при высоких температурах.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод имеет стандартный для отрасли контур корпуса EIA. Все критические размеры, включая длину, ширину, высоту (0.30мм) и расстояние между выводами, приведены на чертежах в миллиметрах. На чертеже присутствует индикатор полярности (обычно метка катода или выемка) для обеспечения правильной ориентации при сборке.

5.2 Рекомендуемая конфигурация контактных площадок для пайки

Для проектирования печатной платы предоставляется рекомендация по посадочному месту (footprint). Это включает размер и форму медных контактных площадок, к которым будет припаян светодиод. Соблюдение этой рекомендации крайне важно для получения надёжных паяных соединений, правильного самоцентрирования во время оплавления и эффективного отвода тепла. В примечании предлагается максимальная толщина трафарета для нанесения паяльной пасты 0.10мм.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Параметры групповой пайки оплавлением

Компонент полностью совместим с процессами групповой пайки оплавлением (ИК). Предлагается следующий температурный профиль:

• Предварительный нагрев:от 150°C до 200°C.
• Время предварительного нагрева:Максимум 120 секунд.
• Пиковая температура:Максимум 260°C.
• Время выше температуры ликвидуса:Максимум 10 секунд (рекомендуется не более двух циклов оплавления).

Эти параметры основаны на стандартах JEDEC для обеспечения надёжности. В спецификации подчёркивается, что оптимальный профиль зависит от конкретной конфигурации сборки печатной платы (тип платы, другие компоненты, печь).

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, её следует выполнять с особой осторожностью из-за малых размеров и чувствительности компонента к нагреву:

• Температура паяльника:Максимум 300°C.
• Время контакта:Максимум 3 секунды на контактную площадку.
• Частота:Только один раз; избегайте переделки.

6.3 Хранение и обращение

• Меры предосторожности от ЭСР:Светодиод чувствителен к электростатическому разряду (ЭСР). При обращении следует использовать заземлённые браслеты, антистатические коврики и правильно заземлённое оборудование.
• Чувствительность к влаге:Как миниатюрный SMD-компонент, он чувствителен к влаге. В оригинальной герметичной упаковке (с осушителем) его следует хранить при температуре ≤30°C и влажности ≤90% и использовать в течение одного года. После вскрытия влагозащитного пакета светодиоды следует хранить при температуре ≤30°C и влажности ≤60% и, в идеале, оплавить в течение одной недели. Для более длительного хранения вне оригинального пакета используйте герметичный контейнер с осушителем. Компоненты, хранившиеся вне пакета более недели, требуют предварительного прогрева (приблизительно 60°C в течение не менее 20 часов) перед пайкой, чтобы предотвратить "вспучивание" ("popcorning") во время оплавления.

6.4 Очистка

Если требуется очистка после пайки, следует использовать только указанные растворители, чтобы избежать повреждения пластиковой линзы или корпуса. Рекомендуемые средства — этиловый или изопропиловый спирт при нормальной температуре, время погружения — менее одной минуты.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации на ленте и в катушках

LTW-C194TS5 поставляется в упаковке для автоматических монтажных машин:

• Несущая лента:Лента шириной 8мм.
• Размер катушки:Катушка диаметром 7 дюймов (178мм).
• Количество на катушке:5,000 штук.
• Минимальный объём заказа (MOQ):500 штук для остаточных количеств.
• Стандарт упаковки:Соответствует спецификациям ANSI/EIA 481-1. Пустые ячейки в ленте запечатаны покровной лентой.

8. Рекомендации по применению и соображения при проектировании

8.1 Типичные сценарии применения

• Индикаторы состояния:Индикаторы питания, подключения или состояния функций в сверхтонкой потребительской электронике.
• Подсветка:Боковая или прямая подсветка для небольших ЖК-дисплеев, клавиатур или символов.
• Декоративное освещение:Акцентное освещение в салоне автомобилей, бытовой технике или игровых периферийных устройствах.
• Общее освещение:Низкоуровневое локальное освещение в компактных устройствах.

8.2 Критически важные соображения при проектировании

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный токоограничивающий резистор или драйвер постоянного тока. Не подключайте напрямую к источнику напряжения. Рекомендуемый испытательный ток — 5мА, но абсолютный максимальный постоянный ток — 20мА. Проектируйте с учётом требуемой яркости и рассеиваемой мощности.
• Тепловой менеджмент:Несмотря на низкую мощность, обеспечьте достаточную площадь меди на печатной плате или тепловые переходные отверстия под контактными площадками для отвода тепла от перехода светодиода, особенно при работе вблизи максимальных параметров или при высокой температуре окружающей среды. Это поддерживает световой поток и долговечность.
• Оптическое проектирование:Угол обзора 130 градусов обеспечивает широкий луч. Для сфокусированного света могут потребоваться внешние линзы или световоды. Материал жёлтой линзы повлияет на итоговый воспринимаемый цвет.
• Выбор группы сортировки:Для приложений, требующих однородного внешнего вида (например, массивы из нескольких светодиодов), указывайте узкие группы для VF, Iv и Оттенка (Цвета), чтобы минимизировать вариации яркости и цвета.

9. Техническое сравнение и отличительные особенности

Основными отличительными факторами LTW-C194TS5 являются егосверхтонкий профиль 0.30мми использованиебелого кристалла на основе InGaN (нитрид индия-галлия). По сравнению со старой технологией, такой как синий кристалл с люминофором, белые светодиоды на основе InGaN часто обладают преимуществами в эффективности, потенциале цветопередачи и стабильности. Малая толщина является ключевым механическим преимуществом по сравнению со стандартными SMD-светодиодами (которые часто имеют толщину 0.6мм или более), позволяя использовать их в новейших тонких устройствах. Совместимость со стандартным ИК-оплавлением и контурами корпусов EIA гарантирует, что он может стать прямой заменой или улучшением во многих существующих проектах, стремящихся к миниатюризации.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 Какова цель трёх различных категорий сортировки?

Сортировка обеспечивает электрическую и оптическую стабильность. Сортировка по VF помогает в проектировании источников питания и параллельных цепей светодиодов. Сортировка по Iv гарантирует определённый уровень яркости. Сортировка по оттенку критически важна для согласования цвета в приложениях с несколькими светодиодами, чтобы избежать заметных цветовых различий.

10.2 Могу ли я непрерывно питать этот светодиод током 20мА?

Хотя абсолютный максимальный параметр составляет 20мА постоянного тока, стандартные испытательные условия и типичные данные производительности приведены для 5мА. Работа при 20мА даст более высокий световой поток, но также создаст больше тепла, увеличит прямое напряжение и потенциально снизит долгосрочную надёжность. Необходимо провести тепловой анализ и, возможно, снизить максимальный ток в зависимости от реальных условий эксплуатации.

10.3 Почему существуют такие строгие требования к хранению и предварительному прогреву?

Сверхтонкий пластиковый корпус может поглощать влагу из воздуха. Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта захваченная влага может быстро испаряться, создавая внутреннее давление, которое может привести к растрескиванию корпуса или расслоению внутренних соединений ("вспучивание"). Процедуры хранения и предварительного прогрева предназначены для безопасного удаления этой влаги перед пайкой.

10.4 Как интерпретировать координаты цветности (x=0.294, y=0.286)?

Эти координаты отмечают точку на диаграмме цветности CIE 1931, которая отображает все воспринимаемые цвета. Эта конкретная точка соответствует определённому оттенку белого света, часто описываемому как "холодный белый". Допуск ±0.01 определяет небольшую область вокруг этой точки, в пределах которой гарантированно находится цвет светодиода.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование индикаторной панели состояния для тонкого планшета.Разработчику требуется пять однородных белых светодиодов для индикаторной панели уровня заряда. Пространство за рамкой крайне ограничено (0.4мм). Он выбирает LTW-C194TS5 из-за его высоты 0.30мм. Для обеспечения однородности он указывает Группу B для VF (2.85-3.00В), Группу R1 для Iv (112-146 mcd) и Группу S3 для Оттенка. Он проектирует посадочное место на печатной плате точно по рекомендации, с небольшой термоплощадкой, соединённой с внутренним слоем земли для отвода тепла. Используется драйвер постоянного тока, настроенный на 5мА на светодиод. Светодиоды заказываются на 7-дюймовых катушках для автоматической сборки. Завод следует предписанному температурному профилю оплавления и хранит вскрытые катушки в сухом шкафу, прогревая их перед использованием после выходных. Результат — яркая, равномерная и надёжная индикаторная панель, соответствующая механическим ограничениям конструкции.

12. Введение в технический принцип работы

LTW-C194TS5 основан на технологии полупроводников InGaN. В белом светодиоде обычно синий излучающий кристалл InGaN комбинируется с жёлтым люминофорным покрытием внутри корпуса. Когда кристалл излучает синий свет, часть его поглощается люминофором и переизлучается как жёлтый свет. Смесь оставшегося синего света и преобразованного жёлтого света воспринимается человеческим глазом как белый свет. Конкретные соотношения излучения кристалла и состава люминофора определяют итоговые координаты цветности (цветовую точку) в спектре белого света. Сверхтонкий корпус достигается за счёт передовых методов формования и упаковки на уровне пластины, которые минимизируют материал над и под полупроводниковым кристаллом.

13. Тенденции и развитие в отрасли

Тенденция в SMD-светодиодах для потребительской электроники неуклонно движется в сторонуминиатюризации(тоньше, меньше посадочное место) иповышения эффективности(больше светового потока на единицу электрической мощности и на единицу площади). Профиль 0.30мм этого светодиода представляет собой шаг в этом направлении. Кроме того, наблюдается постоянное стремление кулучшению цветовой однородности и более высокому индексу цветопередачи (CRI)в белых светодиодах, достигаемому за счёт прогресса в технологии люминофоров и проектировании кристаллов. Другая тенденция — интеграция большего количества функций, таких как встроенные микросхемы для управления (создание "умных светодиодов"), хотя LTW-C194TS5, по-видимому, является стандартным дискретным компонентом. Совместимость с бессвинцовыми (RoHS) и высокотемпературными процессами оплавления остаётся фундаментальным требованием, обусловленным глобальными экологическими нормами и стандартами сборки.