Техническая спецификация LTW-C281DS5 - Белый SMD светодиод - Размеры 2.8x1.0x0.35мм - Напряжение 2.55-3.15В - Мощность 70мВт

1. Обзор продукта

Данный документ предоставляет полную техническую информацию для конкретной модели поверхностно-монтируемого (SMD) светоизлучающего диода (LED). Продукт представляет собой сверхтонкий, высокояркий белый светодиод, предназначенный для современных процессов электронного монтажа. Его основные области применения включают подсветку, индикаторы состояния и общее освещение в компактных электронных устройствах, где критически важны пространство и эффективность.

Ключевыми преимуществами данного компонента являются его минимальная высота, совместимость с автоматизированным оборудованием для установки компонентов (pick-and-place), а также соответствие стандартам RoHS (Ограничение использования опасных веществ) и требованиям к экологичным продуктам. Целевой рынок включает потребительскую электронику, устройства связи и различные встраиваемые системы, требующие надежной, низкопрофильной индикаторной подсветки.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Предельные эксплуатационные параметры определяют границы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Это не условия для нормальной работы.

• Рассеиваемая мощность (Pd):70 мВт. Это максимальное количество мощности, которое корпус светодиода может рассеять в виде тепла без ухудшения характеристик или выхода из строя.
• Пиковый прямой ток (I_FP):100 мА. Это максимально допустимый мгновенный прямой ток, обычно указываемый для импульсных условий (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс) для предотвращения перегрева полупроводникового перехода.
• Постоянный прямой ток (I_F):20 мА. Это рекомендуемый максимальный постоянный прямой ток для надежной долгосрочной работы.
• Обратное напряжение (V_R):5 В. Приложение обратного напряжения, превышающего это значение, может вызвать мгновенный и катастрофический отказ светодиодного перехода.
• Рабочая и температура хранения:Устройство рассчитано на диапазон рабочей температуры окружающей среды от -30°C до +80°C и может храниться при температурах от -55°C до +105°C.
• Пайка оплавлением (инфракрасная):Компонент может выдерживать пиковую температуру 260°C в течение максимум 10 секунд в процессе пайки оплавлением.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измеряются при стандартных условиях испытаний: температура окружающей среды (T_a) 25°C и прямой ток (I_F) 5 мА, если не указано иное.

• Сила света (I_V):Диапазон от минимальных 45.0 мкд до типичных максимальных 180.0 мкд. Это измерение воспринимаемой яркости светодиода человеческим глазом с использованием фильтра, аппроксимирующего кривую фотопической чувствительности CIE.
• Угол обзора (2θ_1/2):130 градусов. Это полный угол, при котором сила света составляет половину от измеренной при 0 градусах (на оси). Такой широкий угол обзора указывает на ламбертову или близкую к ламбертовой диаграмму направленности, что подходит для освещения площадей.
• Координаты цветности (x, y):Типичные значения: x=0.294, y=0.286. Эти координаты определяют цветовую точку белого света на диаграмме цветности CIE 1931, указывая на холодную или нейтральную цветовую температуру белого света.
• Прямое напряжение (V_F):Диапазон от 2.55 В (мин.) до 3.15 В (макс.) при токе 5 мА. Это падение напряжения на светодиоде, когда через него протекает ток. Фактическое значение для конкретного экземпляра зависит от его кода бина.
• Обратный ток (I_R):Максимум 10 мкА при приложенном обратном напряжении 5В. Желателен низкий обратный ток.

3. Объяснение системы бинов

Для обеспечения стабильности в массовом производстве светодиоды сортируются по бинам на основе ключевых рабочих параметров. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям по цвету, яркости и электрическим характеристикам.

3.1 Биннинг по прямому напряжению (V_F)

V_Fкатегоризируется в шесть бинов (V1-V6), каждый с диапазоном 0.1В от 2.55В до 3.15В при I_F= 5мА. К каждому бину применяется допуск ±0.05В. Выбор светодиодов из одного и того же V_Fбина помогает поддерживать равномерное распределение тока при параллельном соединении нескольких светодиодов.

3.2 Биннинг по силе света (I_V)

Сила света сортируется в три бина (P, Q, R) с минимальными значениями 45.0, 71.0 и 112.0 мкд соответственно, все при I_F= 5мА. Максимум для бина R составляет 180.0 мкд. К каждому бину применяется допуск ±15%. Этот биннинг имеет решающее значение для приложений, требующих одинаковых уровней яркости для нескольких светодиодов.

3.3 Биннинг по оттенку (цветности)

Цветовая точка определена в шести областях (S1-S6) на диаграмме цветности CIE 1931. Каждый бин представляет собой четырехугольник, определяемый конкретными границами координат (x, y). К координатам применяется допуск ±0.01. Эта система обеспечивает однородность цвета, что критически важно для подсветки и эстетического освещения. Предоставленная диаграмма визуально отображает эти области S1-S6.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в спецификации упоминаются конкретные графические кривые (например, Рисунок 6 для угла обзора, Рисунок 1 для цветности), их типичное поведение можно описать на основе стандартной физики светодиодов.

• Вольт-амперная характеристика (ВАХ):Прямое напряжение (V_F) демонстрирует логарифмическую зависимость от прямого тока (I_F). Небольшое увеличение V_Fприводит к значительному увеличению I_Fпосле превышения порогового напряжения. V_Fтакже имеет отрицательный температурный коэффициент, что означает его небольшое снижение с ростом температуры перехода.
• Зависимость силы света от тока:Световой поток (I_V) в нормальном рабочем диапазоне, как правило, пропорционален прямому току. Однако эффективность может снижаться при очень высоких токах из-за повышенного тепловыделения и эффекта "droop" в полупроводниковом материале.
• Температурная зависимость:Сила света белых светодиодов на основе InGaN обычно уменьшается с ростом температуры перехода. Это критически важный фактор для теплового менеджмента в мощных или высокоплотных приложениях.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод имеет стандартный посадочный размер EIA (Альянс электронной промышленности). Ключевой характеристикой является его сверхтонкий профиль высотой 0.35 мм. Предоставлены подробные чертежи с указанием длины, ширины, высоты, размеров контактных площадок и их позиционных допусков (обычно ±0.10 мм).

5.2 Конструкция контактных площадок и полярность

В спецификацию включены рекомендуемые размеры паяльных площадок для разводки печатной платы (PCB). Правильная конструкция площадок необходима для формирования надежного паяного соединения и механической прочности. Компонент имеет анодный и катодный выводы; при сборке необходимо соблюдать правильную полярность для обеспечения корректной работы.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Параметры пайки оплавлением

Компонент полностью совместим с процессами инфракрасной (IR) пайки оплавлением. Предоставлен рекомендуемый температурный профиль с ключевыми параметрами, включая зону предварительного нагрева (150-200°C), максимальную пиковую температуру 260°C и время выше температуры ликвидуса не более 10 секунд. Профиль должен соответствовать стандартам JEDEC для предотвращения теплового удара.

6.2 Хранение и обращение

• Чувствительность к влаге:Светодиоды упакованы в влагозащитные пакеты с осушителем. После вскрытия оригинальной упаковки компоненты должны быть использованы в течение 672 часов (28 дней) или просушены при 60°C не менее 20 часов перед пайкой, если хранение было более длительным.
• Меры предосторожности от ЭСР (электростатического разряда):Светодиоды чувствительны к статическому электричеству. При обращении обязательны соответствующие меры защиты от ЭСР, такие как заземленные рабочие места, антистатические браслеты и проводящие контейнеры.
• Очистка:Если очистка необходима после пайки, следует использовать только указанные растворители, такие как этиловый или изопропиловый спирт, при комнатной температуре в течение менее одной минуты. Неуказанные химикаты могут повредить эпоксидную линзу.

7. Упаковка и информация для заказа

Светодиоды поставляются на 8-миллиметровой перфорированной несущей ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). Каждая катушка содержит 5000 штук. Для количеств менее полной катушки доступна минимальная упаковка в 500 штук. Спецификации ленты и катушки соответствуют стандартам ANSI/EIA 481-1, что обеспечивает совместимость с автоматическими питателями.

8. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

8.1 Типичные сценарии применения

Данный светодиод идеально подходит для применений с ограниченным пространством, таких как подсветка клавиатур мобильных устройств, индикаторы состояния в сверхтонких ноутбуках или планшетах, панельные индикаторы на автомобильных приборных панелях и декоративная подсветка в потребительских гаджетах. Его широкий угол обзора делает его пригодным для равномерного освещения небольших площадей или световодов.

8.2 Рекомендации по проектированию схем

• Ограничение тока:Светодиод является токоуправляемым устройством. Последовательный токоограничивающий резистор или схема драйвера с постоянным током необходимы для предотвращения превышения максимального постоянного прямого тока, что приведет к быстрой деградации.
• Тепловой менеджмент:Хотя рассеиваемая мощность мала, обеспечение достаточной площади медной разводки на печатной плате или тепловых переходных отверстий под тепловой площадкой светодиода (если она есть) помогает рассеивать тепло, поддерживая световой поток и долговечность.
• Параллельное соединение:Прямое параллельное соединение светодиодов, как правило, не рекомендуется из-за разброса V_F. При необходимости использование светодиодов из одного и того же V_Fбина и включение индивидуальных резисторов небольшого номинала последовательно с каждым светодиодом может помочь сбалансировать токи.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Основным отличительным фактором данного светодиода является его толщина 0.35 мм, что исключительно мало для стандартного SMD светодиода. По сравнению с более толстыми корпусами (например, 0.6 мм или 1.0 мм) это позволяет проектировать еще более тонкие конечные продукты. Сочетание высокой яркости (до 180 мкд при 5 мА) в таком тонком профиле обеспечивает благоприятное соотношение яркости к размеру. Определенная структура бинов по цвету и интенсивности обеспечивает уровень стабильности, который может не гарантироваться для небинованных или широко бинованных светодиодов общего назначения.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

10.1 В чем разница между пиковым прямым током и постоянным прямым током?

Постоянный прямой ток (20 мА) — это безопасный предел для непрерывной работы. Пиковый прямой ток (100 мА) — это гораздо более высокое значение, допустимое только для очень коротких импульсов (0.1 мс) при низкой скважности (10%). Превышение номинального постоянного тока, даже кратковременное, может вызвать необратимое повреждение.

10.2 Как интерпретировать коды бинов цветности (S1-S6)?

S-коды определяют области на цветовой диаграмме CIE. S1 и S2 представляют более холодные белые тона (больше синего), тогда как S5 и S6 представляют более теплые белые тона (больше желтого/красного). S3 и S4 обычно находятся в области нейтрального белого. Разработчики должны указывать требуемый бин(ы) на основе потребностей в цветовой температуре для своего приложения.

10.3 Можно ли использовать паяльник вместо оплавления?

Ручная пайка паяльником возможна, но не рекомендуется для серийного производства. При необходимости температура жала паяльника не должна превышать 300°C, а время пайки на вывод должно быть ограничено максимум 3 секундами. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать механических напряжений и чрезмерного локального нагрева компонента.

11. Практические примеры проектирования и использования

Пример 1: Индикатор состояния мобильного устройства:Разработчику нужен один яркий белый светодиод для индикации статуса зарядки. Он выбирает светодиод из бина яркости R для высокой видимости. Он питает его током 10 мА от вывода GPIO микроконтроллера с последовательным резистором, рассчитанным как (Напряжение питания - V_F) / 0.01A. Он выбирает светодиод из бина напряжения V3 (2.75-2.85В) для предсказуемого поведения. Высота 0.35 мм помещается в сверхтонкую рамку устройства.

Пример 2: Подсветка небольшого ЖК-дисплея:Инженеру необходимо равномерно подсветить сбоку 2-дюймовый монохромный ЖК-дисплей с помощью световода. Он использует четыре светодиода, расположенных вдоль одного края. Чтобы обеспечить равномерный цвет и яркость, он указывает, что все светодиоды должны быть из одного бина оттенка (например, S4) и одного бина силы света (например, Q). Они соединены последовательно и управляются драйвером постоянного тока, установленным на 15 мА, чтобы обеспечить стабильный выход и упростить схему.

12. Введение в технический принцип

Данный светодиод основан на технологии полупроводников InGaN (нитрид индия-галлия). Основой белого светодиода обычно является синий излучающий чип InGaN. На этот чип наносится слой люминофора, часто состоящий из алюмоиттриевого граната (YAG), легированного церием. Когда синий свет от чипа возбуждает люминофор, часть синих фотонов преобразуется в желтый свет. Комбинация оставшегося синего света и излучаемого желтого света воспринимается человеческим глазом как белый. Конкретный состав люминофора определяет коррелированную цветовую температуру (CCT), что приводит к холодному, нейтральному или теплому белому свету. Сверхтонкий корпус достигается за счет передовых технологий упаковки на уровне пластины и формования.

13. Отраслевые тренды и разработки

Тренд в SMD светодиодах для потребительской электроники продолжает двигаться в сторону повышения эффективности (больше люмен на ватт), уменьшения занимаемой площади и уменьшения толщины, что позволяет создавать все более тонкие конечные продукты. Также большое внимание уделяется улучшению индекса цветопередачи (CRI) для лучшего качества света и ужесточению допусков бинов для уменьшения вариаций цвета и яркости в производственных партиях. Кроме того, интеграция драйверных ИС непосредственно в корпуса светодиодов ("модули светодиодов" или "интеллектуальные светодиоды") становится все более распространенной для упрощения проектирования. Базовая технология InGaN также совершенствуется для повышения плотности мощности и надежности. Экологические нормы продолжают стимулировать отказ от опасных веществ, закрепляя соответствие RoHS в качестве стандартного требования.