Техническая спецификация светодиода 3020 - Размеры 3.0x2.0x0.8мм - Напряжение 3.2В - Мощность 0.2Вт - Белая подсветка - Технический документ

1. Обзор продукта

Серия 3020 представляет собой компактный высокопроизводительный светодиод для поверхностного монтажа (SMD), разработанный в первую очередь для применений в подсветке. Этот однокристальный белый светодиод мощностью 0.2Вт обеспечивает баланс эффективности, надежности и экономичности, что делает его подходящим для широкого спектра потребительской электроники, вывесок и индикаторных применений, где требуется стабильный белый свет.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельно допустимые параметры

Следующие параметры определяют пределы эксплуатации светодиода. Превышение этих значений может привести к необратимому повреждению.

• Прямой ток (IF):90 мА (постоянный)
• Импульсный прямой ток (IFP):120 мА (длительность импульса ≤10мс, скважность ≤1/10)
• Рассеиваемая мощность (PD):297 мВт
• Рабочая температура (Topr):от -40°C до +80°C
• Температура хранения (Tstg):от -40°C до +80°C
• Температура перехода (Tj):125°C
• Температура пайки (Tsld):230°C или 260°C в течение 10 секунд (оплавление)

2.2 Электрооптические характеристики (Ts=25°C)

Это типичные параметры производительности в стандартных условиях испытаний.

• Прямое напряжение (VF):3.2 В (типичное), 3.4 В (максимальное) при IF=60мА
• Обратное напряжение (VR):5 В
• Обратный ток (IR):10 мкА (максимальный)
• Угол обзора (2θ1/2):110° (типичный)

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по группам (бинам) на основе ключевых параметров.

3.1 Сортировка по световому потоку

Для холодно-белого варианта с индексом цветопередачи (CRI) 80+ световой поток измеряется при прямом токе 60мА.

• Код C9:16 лм (мин.) до 17 лм (макс.)
• Код D1:17 лм (мин.) до 18 лм (макс.)

Допуск измерения светового потока составляет ±7%.

3.2 Сортировка по прямому напряжению

Светодиоды также сортируются по падению прямого напряжения при заданном токе.

• Код B:от 2.8 В до 2.9 В
• Код C:от 2.9 В до 3.0 В
• Код D:от 3.0 В до 3.1 В
• Код E:от 3.1 В до 3.2 В
• Код F:от 3.2 В до 3.3 В
• Код G:от 3.3 В до 3.4 В

Допуск измерения напряжения составляет ±0.08В.

3.3 Сортировка по цветности

В документе определены конкретные области цветности (например, Wa, Wb, Wc...) с границами координат (x, y) на диаграмме CIE 1931 для цветовых температур в диапазоне 10000-20000K. Это гарантирует, что светодиоды из одной группы будут иметь практически одинаковый воспринимаемый цвет. Допустимая погрешность координат составляет ±0.005.

4. Анализ характеристических кривых

4.1 Зависимость прямого тока от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

Вольт-амперная характеристика показывает зависимость между током, протекающим через светодиод, и напряжением на нем. Она нелинейна, что характерно для диода. Типичное прямое напряжение (Vf) указано при 60мА. Конструкторы используют эту кривую для выбора соответствующих токоограничивающих резисторов или проектирования драйверов постоянного тока.

4.2 Зависимость прямого тока от относительного светового потока

Эта кривая иллюстрирует, как световой выход увеличивается с ростом прямого тока. Хотя выходная мощность растет с током, эффективность обычно снижается при более высоких токах из-за усиления тепловых эффектов. Работа при рекомендуемом токе 60мА или близком к нему обеспечивает оптимальный баланс между яркостью и долговечностью.

4.3 Зависимость температуры перехода от относительной спектральной мощности

Этот график демонстрирует влияние температуры перехода на спектральный выход светодиода. При повышении температуры распределение спектральной мощности может смещаться, что потенциально влияет на цветовую точку (особенно для белых светодиодов) и общий световой выход. Правильное тепловое управление имеет решающее значение для поддержания стабильной производительности.

4.4 Распределение относительной спектральной мощности

Спектральная кривая отображает интенсивность света, излучаемого на каждой длине волны. Для этого белого светодиода кривая показывает широкий пик в синей области (от первичного излучения кристалла) в сочетании с более широкой желто-зеленой областью от люминофорного покрытия. Совокупный выход дает белый свет. Различные коррелированные цветовые температуры (CCT), такие как 2600-3700K (теплый белый), 3700-5000K (нейтральный белый) и 5000-10000K (холодный белый), имеют различные спектральные формы.

5. Механическая информация и упаковка

5.1 Габаритные размеры

Корпус светодиода имеет номинальные размеры 3.0мм (длина) x 2.0мм (ширина) x 0.8мм (высота). Предоставлены подробные механические чертежи с допусками: размеры .X имеют допуск ±0.10мм, а размеры .XX имеют допуск ±0.05мм.

5.2 Расположение контактных площадок и конструкция трафарета

Предоставлены подробные чертежи расположения контактных площадок (посадочное место) и рекомендуемых апертур трафарета для руководства проектированием печатной платы и нанесением паяльной пасты с целью оптимального выхода годных паек и надежности. Правильная конструкция контактных площадок необходима для самоцентрирования во время оплавления и прочного механического соединения.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Влагозащита и сушка

Эта серия светодиодов классифицируется как влагозащищенная в соответствии с IPC/JEDEC J-STD-020C. Если оригинальный влагозащитный пакет вскрыт и компоненты подвергаются воздействию окружающей влажности, они должны быть просушены перед пайкой оплавлением, чтобы предотвратить повреждение типа "попкорн".

• Условия сушки:60°C в течение 24 часов.
• После сушки:Пайка в течение 1 часа или хранение в сухой среде (<20% относительной влажности).
• Не сушить при температуре выше 60°C.

6.2 Условия хранения

• Не вскрытый пакет:Температура 5-30°C, влажность <85% относительной влажности.
• Вскрытый пакет:Температура 5-30°C, влажность <60% относительной влажности. Хранить в герметичном контейнере с осушителем или в азотном шкафу.
• Срок хранения после вскрытия:Использовать в течение 12 часов после вскрытия пакета.

6.3 Профили пайки оплавлением

Предоставлены рекомендуемые температурные профили как для бессвинцовых, так и для свинцовых процессов пайки. Все температуры относятся к измерениям на верхней поверхности корпуса светодиода.

• Профиль для бессвинцовой пайки:Пиковая температура обычно 230°C или 260°C, с контролем времени выше температуры ликвидуса (TAL).
• Профиль для свинцовой пайки:Более низкая пиковая температура с соответствующим TAL.

Соблюдение этих профилей предотвращает тепловой удар и обеспечивает надежные паяные соединения без повреждения внутренней структуры светодиода или силиконового герметика.

7. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

7.1 Защита от электростатического разряда (ЭСР)

Белые светодиоды чувствительны к электростатическому разряду. ЭСР может вызвать немедленный отказ (нерабочий светодиод) или скрытое повреждение, приводящее к снижению яркости, сдвигу цвета и сокращению срока службы.

Меры защиты:

• Используйте заземленные антистатические рабочие места и полы.
• Операторы должны носить антистатические браслеты, перчатки и одежду.
• Используйте ионизаторы для нейтрализации статических зарядов.
• Применяйте антистатические упаковочные и обрабатывающие материалы.
• Убедитесь, что паяльное оборудование правильно заземлено.

7.2 Проектирование схемы

Правильное электрическое проектирование критически важно для производительности и долговечности светодиода.

• Способ управления:Настоятельно рекомендуется использовать драйверы постоянного тока вместо источников постоянного напряжения для обеспечения стабильного светового выхода и защиты светодиода от скачков тока.
• Ограничение тока:При использовании источника напряжения последовательный резистор обязателен для каждой цепочки светодиодов для ограничения тока. Предпочтительная схема размещает один резистор на цепочку, а не один общий резистор для нескольких параллельных цепочек, так как это улучшает согласование токов и надежность.
• Полярность:Всегда соблюдайте правильную полярность анода/катода во время сборки, чтобы предотвратить повреждение от обратного смещения.
• Последовательность включения:Сначала подключите светодиод к выходу драйвера, затем подайте питание на вход драйвера, чтобы избежать переходных процессов по напряжению.

7.3 Меры предосторожности при обращении

Физическое обращение может повредить светодиод.

• Избегайте касаний пальцами:Не касайтесь силиконовой линзы голыми пальцами, так как жир и влага могут загрязнить поверхность, снижая световой выход.
• Избегайте пинцетов:Не сжимайте силиконовый корпус пинцетом, так как это может раздавить проволочные соединения или кристалл, вызвав немедленный отказ.
• Правильный захват:Используйте вакуумные захватные инструменты с насадками соответствующего размера под внутренний диаметр корпуса, чтобы избежать давления на мягкий силикон.
• Избегайте падений:Падение может погнуть выводы, затруднив пайку и вызвав проблемы с установкой.
• После оплавления:Не складывайте печатные платы непосредственно друг на друга после пайки, так как это может поцарапать линзы и потенциально раздавить светодиоды.

8. Правила формирования номера модели

Соглашение об именовании продуктов позволяет точно идентифицировать характеристики светодиода:

Формат:T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□

• Код корпуса (например, 34):34 соответствует размеру корпуса 3020. Существуют другие коды для 285, 3014, 3030, 5050, 3528 и т.д.
• Код количества кристаллов:"S" обозначает один маломощный кристалл (как в этом продукте 0.2Вт).
• Код цвета:"W" используется для холодного белого (>5000K). Другие коды: L (теплый белый), C (нейтральный белый), R (красный) и т.д.
• Код оптики:"00" для отсутствия первичной линзы, "01" для наличия линзы.
• Код группы светового потока:например, C9, D1.
• Код группы прямого напряжения:например, B, C, D, E, F, G.

9. Типовые сценарии применения

Белый светодиод 3020 0.2Вт идеально подходит для применений, требующих тонкой, равномерной подсветки с умеренной яркостью.

• Подсветка ЖК-дисплеев:Блоки подсветки с боковой или прямой засветкой для ЖК-дисплеев малого и среднего размера в бытовой технике, промышленных пультах управления и автомобильных интерьерах.
• Вывески и декоративное освещение:Световоды и объемные буквы, где требуется равномерное белое освещение.
• Общее индикаторное освещение:Индикаторы состояния, подсветка панелей и декоративные акценты в электронных устройствах.

10. Часто задаваемые вопросы на основе технических параметров

10.1 Какой рекомендуемый рабочий ток?

Технические параметры и данные сортировки указаны при 60мА. Это рекомендуемый типичный рабочий ток для баланса яркости, эффективности и долгосрочной надежности. Он не должен превышать абсолютный максимум в 90мА постоянного тока.

10.2 Почему необходима сушка перед пайкой?

Корпус светодиода поглощает влагу из воздуха. Во время быстрого нагрева при пайке оплавлением эта влага может мгновенно испариться, создав внутреннее давление, которое может расслоить корпус, растрескать силикон или разорвать проволочные соединения, что приведет к отказу. Сушка удаляет эту поглощенную влагу.

10.3 Как выбрать правильную группу по напряжению для моего проекта?

Выберите группу по напряжению, соответствующую диапазону выходного напряжения вашего драйвера. Использование светодиодов из более узкой группы по напряжению (например, все из группы "D") в параллельной конфигурации приведет к лучшему распределению тока и более равномерной яркости по сравнению со смешиванием групп с разными прямыми напряжениями.

10.4 Можно ли питать этот светодиод напрямую от источника 3.3В или 5В?

Нет. Прямое напряжение варьируется (от 2.8В до 3.4В в зависимости от группы). Подключение его напрямую к фиксированному источнику напряжения, например 3.3В, может вызвать чрезмерный ток в некоторых светодиодах (с более низким Vf) и недостаточный ток в других (с более высоким Vf). Вы должны использовать драйвер постоянного тока или последовательный токоограничивающий резистор, рассчитанный для конкретного напряжения питания и прямого напряжения светодиода.