Техническая спецификация светодиода 333-2SYGD/S530-E2 - Яркий желто-зеленый - 20мА - 2.0В - 60мВт

1. Обзор продукта

Настоящий документ содержит полные технические характеристики высокоинтенсивного светодиода яркого желто-зеленого свечения. Устройство изготовлено по технологии AlGaInP, заключено в зеленую рассеивающую смолу и предназначено для применений, требующих надежного и стабильного освещения с различными углами обзора. Продукт соответствует соответствующим экологическим стандартам.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основные преимущества данной серии светодиодов включают высокую силу света, доступность в различных цветах и интенсивностях, а также варианты упаковки, такие как лента на катушке для автоматизированной сборки. Он специально разработан для применений, требующих превосходной яркости. Целевые рынки и типичные области применения включают дисплеи бытовой электроники, индикаторные лампы и системы подсветки для устройств, таких как телевизоры, компьютерные мониторы, телефоны и другое вычислительное оборудование.

2. Подробный анализ технических параметров

В данном разделе представлена детальная, объективная интерпретация ключевых электрических, оптических и тепловых параметров устройства, определенных в стандартных условиях испытаний (Ta=25°C).

2.1 Предельно допустимые параметры

Предельно допустимые параметры определяют границы нагрузок, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Это не рекомендуемые рабочие условия.

• Постоянный прямой ток (IF):25 мА. Превышение этого тока в непрерывном режиме приведет к сокращению срока службы светодиода и снижению светового потока.
• Пиковый прямой ток (IFP):60 мА. Это максимально допустимый импульсный ток, обычно указываемый при скважности 1/10 и частоте 1 кГц. Этот параметр критически важен для применений, связанных с кратковременными импульсами высокого тока.
• Обратное напряжение (VR):5 В. Приложение обратного смещения, превышающего это значение, может вызвать мгновенный и катастрофический отказ светодиодного перехода.
• Рассеиваемая мощность (Pd):60 мВт. Это максимальная мощность, которую корпус может рассеять без превышения максимальной температуры перехода, рассчитываемая как прямое напряжение (VF), умноженное на прямой ток (IF).
• Рабочая и температура хранения:Устройство рассчитано на работу в диапазоне от -40°C до +85°C и может храниться при температуре от -40°C до +100°C. Эти диапазоны обеспечивают механическую и химическую стабильность эпоксидной смолы и полупроводниковых материалов.
• Температура пайки (Tsol):260°C в течение 5 секунд. Этот параметр определяет максимальный тепловой профиль, который светодиодный корпус может выдержать во время волновой или конвекционной пайки.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры определяют производительность устройства в нормальных рабочих условиях (IF=20мА). Колонка 'Тип.' представляет ожидаемое медианное значение, а 'Мин.' и 'Макс.' определяют допустимый разброс при производстве.

• Сила света (Iv):40-80 мкд (Тип. 80 мкд). Это воспринимаемая яркость светодиода, измеряемая в милликанделах. Широкий диапазон указывает на процесс сортировки; разработчики должны учитывать минимальное значение для наихудших сценариев по яркости.
• Угол обзора (2θ1/2):30 градусов (Типичный). Это полный угол, при котором сила света падает до половины своего пикового значения (на оси). Угол 30 градусов указывает на относительно сфокусированный луч, подходящий для направленных индикаторов.
• Пиковая и доминирующая длина волны (λp, λd):575 нм и 573 нм соответственно. Пиковая длина волны - это спектральная точка максимальной излучаемой мощности. Доминирующая длина волны - это воспринимаемая цветовая точка. Близкие значения указывают на спектрально чистое желто-зеленое излучение.
• Ширина спектра излучения (Δλ):20 нм. Это спектральная ширина на половине максимальной интенсивности (FWHM). Ширина полосы 20 нм характерна для светодиодов на основе AlGaInP, обеспечивая хорошую чистоту цвета.
• Прямое напряжение (VF):1.7В до 2.4В (Тип. 2.0В). Это падение напряжения на светодиоде при токе 20мА. Конструкции схем должны использовать токоограничивающие резисторы или драйверы, рассчитанные на максимальное VF, чтобы гарантировать, что ток не превысит максимальный рейтинг, если напряжение питания фиксировано.
• Обратный ток (IR):10 мкА (Макс.) при VR=5В. Это ток утечки, когда устройство находится под обратным смещением. Для исправных светодиодов он обычно очень низкий.

Допуски измерений:В спецификации указаны конкретные погрешности: ±0.1В для VF, ±10% для Iv и ±1.0нм для λd. Их необходимо учитывать в расчетах для прецизионного проектирования.

3. Объяснение системы сортировки

Представленные данные подразумевают структуру сортировки на основе ключевых параметров производительности для обеспечения согласованности в массовом производстве. Хотя подробная матрица сортировки не полностью раскрыта, из таблиц спецификаций и пояснений к маркировке можно сделать следующие выводы:

• Сортировка по силе света / световому потоку:Диапазон Iv 40-80 мкд предполагает, что устройства сортируются по измеренной выходной мощности при 20мА. Поле 'CAT' на упаковочной этикетке, вероятно, обозначает этот ранг или категорию.
• Сортировка по длине волны / цвету:Поле 'HUE' на этикетке соответствует доминирующей длине волны (λd). Учитывая, что типичное значение составляет 573 нм, производственные партии, вероятно, характеризуются и маркируются своей конкретной доминирующей длиной волны для поддержания цветовой согласованности в рамках одного применения.
• Сортировка по прямому напряжению:Диапазон VF от 1.7В до 2.4В указывает на то, что светодиоды также могут группироваться по характеристикам прямого напряжения. Совпадение VF в параллельных цепях может помочь достичь равномерного распределения тока.

4. Анализ характеристических кривых

Типичные характеристические кривые предоставляют важную информацию о поведении устройства в различных условиях, что необходимо для надежной схемотехнической и тепловой разработки.

4.1 Относительная интенсивность в зависимости от длины волны

Эта кривая графически представляет распределение спектральной мощности, показывая пик около 575 нм с FWHM примерно 20 нм. Она подтверждает монохроматическую природу светового излучения, сосредоточенного в желто-зеленой области видимого спектра.

4.2 Диаграмма направленности

Кривая направленности (или диаграмма излучения) иллюстрирует пространственное распределение света. Указанный угол обзора 30 градусов выводится из этой диаграммы. Форма кривой типична для стандартного светодиодного корпуса с куполообразной линзой, показывая близкий к ламбертовскому или слегка сфокусированный профиль излучения.

4.3 Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

Эта кривая показывает экспоненциальную зависимость между током и напряжением, типичную для диода. 'Напряжение колена' составляет около 1.8В-2.0В. За этой точкой небольшое увеличение напряжения вызывает большое увеличение тока, что подчеркивает критическую необходимость регулирования тока, а не напряжения, при управлении светодиодами.

4.4 Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока (Свето-токовая характеристика)

Эта кривая демонстрирует зависимость между током управления и световым выходом. Она, как правило, линейна в рекомендуемом рабочем диапазоне, но будет насыщаться и в конечном итоге ухудшаться при очень высоких токах. Работа при типичных 20мА обеспечивает хороший баланс эффективности, яркости и долговечности.

4.5 Тепловые характеристики

Кривые дляОтносительная интенсивность в зависимости от температуры окружающей средыиПрямой ток в зависимости от температуры окружающей среды(при постоянном напряжении) чрезвычайно важны. Они показывают, что световой выход уменьшается с ростом температуры окружающей среды из-за снижения внутренней квантовой эффективности и увеличения безызлучательной рекомбинации. И наоборот, при фиксированном приложенном напряжении прямой ток будет увеличиваться с температурой, потому что прямое напряжение диода имеет отрицательный температурный коэффициент. Это создает потенциальный сценарий теплового разгона, если им не управлять должным образом с помощью драйвера постоянного тока.

5. Механическая и упаковочная информация

5.1 Габариты корпуса и чертеж

Спецификация включает подробный габаритный чертеж. Ключевые характеристики, выведенные из чертежа и примечаний, включают: все размеры указаны в миллиметрах (мм), высота фланца должна быть менее 1.5мм, а общий допуск составляет ±0.25мм, если не указано иное. Чертеж определяет расстояние между выводами, размер корпуса и общую форму, что необходимо для проектирования посадочного места на печатной плате (площадки).

5.2 Идентификация полярности

Хотя в предоставленном тексте это явно не детализировано, стандартные светодиодные корпуса обычно идентифицируют катод (отрицательный вывод) с помощью плоского края на линзе, более короткого вывода или маркировки на корпусе. Посадочное место на печатной плате должно быть спроектировано в соответствии с этой полярностью, чтобы обеспечить правильную ориентацию во время сборки.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение необходимо для сохранения надежности и производительности устройства.

6.1 Формовка выводов

• Изгиб должен производиться на расстоянии не менее 3 мм от основания эпоксидной колбы, чтобы предотвратить образование трещин от напряжения.
• Формовка должна быть выполнена до пайки.
• Обрезайте выводы при комнатной температуре, чтобы избежать теплового удара.
• Отверстия в печатной плате должны идеально совпадать с выводами светодиода, чтобы избежать монтажного напряжения.

6.2 Условия хранения

• Хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности (RH) ≤70% после получения. Срок годности в этих условиях составляет 3 месяца.
• Для более длительного хранения (до 1 года) используйте герметичный контейнер с азотной атмосферой и осушителем.
• Избегайте резких перепадов температуры во влажной среде, чтобы предотвратить конденсацию.

6.3 Процесс пайки

Критическое правило:Соблюдайте минимальное расстояние 3 мм от паяного соединения до эпоксидной колбы.

• Ручная пайка:Максимальная температура жала паяльника 300°C (для паяльника мощностью до 30Вт), время пайки не более 3 секунд.
• Волновая/погружная пайка:Максимальная температура предварительного нагрева 100°C (не более 60 секунд). Температура ванны припоя не более 260°C, максимальное время погружения 5 секунд.
• Предоставлен рекомендуемый температурный профиль пайки, которому следует следовать для минимизации термического напряжения.
• Избегайте механического напряжения на выводах во время и сразу после пайки, пока устройство горячее.
• Не выполняйте погружную/ручную пайку более одного раза.
• Охлаждайте постепенно от пиковой температуры пайки; избегайте быстрого охлаждения.

6.4 Очистка

• Очищайте только при необходимости, используя изопропиловый спирт при комнатной температуре в течение ≤1 минуты. Высушите на воздухе.
• Ультразвуковая очистка настоятельно не рекомендуется. Если это абсолютно необходимо, требуется обширная предварительная квалификация для определения безопасных уровней мощности и продолжительности, поскольку ультразвуковая энергия может повредить внутренние соединения кристалла или эпоксидный корпус.

6.5 Теплоуправление

Эффективное тепловое управление имеет первостепенное значение для производительности и срока службы светодиода. Ток должен быть соответствующим образом снижен при более высоких температурах окружающей среды, как указано на кривой снижения номинальных характеристик, приведенной в спецификации. Конструкция должна обеспечивать контроль температуры вокруг корпуса светодиода, как правило, с использованием печатной платы с адекватными тепловыми перемычками, тепловыми переходами или внешним радиатором для мощных применений.

6.6 Защита от электростатического разряда (ESD)

Эти светодиоды чувствительны к электростатическому разряду. ESD может вызвать скрытое повреждение или немедленный отказ. Всегда обращайтесь с компонентами в зоне, защищенной от ESD, используя заземленные браслеты и проводящие коврики. Используйте упаковку и оборудование, безопасные от ESD, во всех процессах сборки и обращения.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки

Устройства упакованы таким образом, чтобы предотвратить механические и электростатические повреждения во время транспортировки и обращения.

• Первичная упаковка:Антистатические пакеты.
• Вторичная упаковка:Внутренние коробки, содержащие 5 пакетов.
• Третичная упаковка:Внешние коробки, содержащие 10 внутренних коробок.
• Количество в упаковке:Минимум 200 до 500 штук в пакете. Следовательно, одна внешняя коробка содержит от 10 000 до 25 000 штук (10 внутренних коробок * 5 пакетов * 200-500 шт./пакет).

7.2 Объяснение маркировки

Упаковочная этикетка содержит несколько кодов для прослеживаемости и идентификации:

• CPN:Номер детали заказчика.
• P/N:Производственный номер производителя (например, 333-2SYGD/S530-E2).
• QTY:Количество штук в пакете.
• CAT:Ранг или категория производительности (вероятно, связана с сортировкой по силе света).
• HUE:Код доминирующей длины волны.
• REF:Справочный код.
• LOT No:Номер производственной партии для прослеживаемости.

8. Рекомендации по применению и конструктивные соображения

8.1 Типичные сценарии применения

Этот светодиод хорошо подходит для:

• Индикаторы состояния:Индикаторы питания, активности или режима в бытовой электронике (телевизоры, мониторы, телефоны, компьютеры) благодаря высокой яркости и сфокусированному углу обзора.
• Подсветка:Боковая подсветка для небольших ЖК-панелей или подсветка значков, где требуется равномерное, яркое освещение.
• Панельные дисплеи:Подсветка кнопок, переключателей или панельных индикаторов.

8.2 Критические конструктивные соображения

• Ограничение тока:ВСЕГДА используйте последовательный токоограничивающий резистор или драйвер постоянного тока. Рассчитайте значение резистора, используя максимальное прямое напряжение (2.4В), чтобы гарантировать, что ток никогда не превысит 25мА в наихудших условиях (минимальное VF). Формула: R = (V_питания - VF_макс) / I_желаемый.
• Тепловая конструкция:Учитывайте негативное влияние температуры на световой выход и прямое напряжение. Обеспечьте достаточную площадь меди на печатной плате или другие средства отвода тепла, особенно в условиях высокой температуры окружающей среды или в закрытых пространствах.
• Защита от ESD:Включите защитные диоды ESD на сигнальных линиях, подключенных к анодам/катодам светодиодов, которые выходят на пользовательские интерфейсы или внешние разъемы.
• Оптическая конструкция:Угол обзора 30 градусов обеспечивает относительно узкий луч. Для более широкого освещения рассмотрите возможность использования рассеивающей линзы или выбора светодиода с более широким собственным углом обзора.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Хотя прямое сравнение с конкретными конкурентными изделиями не предоставлено, ключевые отличительные особенности этого светодиода, основанные на его спецификации, таковы:

• Технология кристалла:Использует полупроводниковый материал AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия), который является высокоэффективным для получения янтарного, желтого и зеленого света по сравнению со старыми технологиями.
• Яркость:Обеспечивает типичную силу света 80 мкд при 20мА, что является конкурентоспособным для стандартного корпуса в этом цвете.
• Надежность:В спецификации подчеркивается надежная и прочная конструкция, с подробными инструкциями по обращению и пайке, что говорит о конструкции, ориентированной на выдерживание стандартных процессов сборки.
• Соответствие:Заявлено как не содержащее свинца и соответствующее директиве RoHS, что соответствует современным экологическим нормам для электронных компонентов.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

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

О: Нет. Предельно допустимый параметр для постоянного прямого тока составляет 25 мА. Работа при 30мА превышает этот рейтинг, что значительно сократит срок службы светодиода, вызовет быстрое снижение светового потока и может привести к катастрофическому тепловому отказу.

В2: Мой источник питания 5В. Какое значение резистора мне использовать для тока управления 20мА?

О: Для безопасной конструкции используйте наихудший случай (максимальное) VF 2.4В. R = (5В - 2.4В) / 0.020А = 130 Ом. Ближайшее стандартное большее значение - 150 Ом. При 150 Ом ток будет примерно (5В - 2.0В)/150 = 20мА (используя типичное VF), что безопасно. Всегда проверяйте рассеиваемую мощность на резисторе: P = I^2 * R = (0.02^2)*150 = 0.06Вт, поэтому стандартный резистор 1/8Вт (0.125Вт) достаточен.

В3: Почему световой выход становится тусклее, когда мое устройство нагревается?

О: Это фундаментальная характеристика светодиодов, как показано на кривой "Относительная интенсивность в зависимости от температуры окружающей среды". Эффективность полупроводникового материала уменьшается с увеличением температуры перехода, производя меньше света при том же количестве электрического тока. Улучшенное тепловое управление в вашей конструкции может смягчить этот эффект.

В4: Могу ли я использовать ультразвуковую очистку для очистки печатной платы после пайки этих светодиодов?

О: Это настоятельно не рекомендуется. В спецификации указано, что ультразвуковая очистка может повредить светодиод в зависимости от мощности и условий сборки. Если вы должны ее использовать, вам необходимо провести тщательные предварительные квалификационные испытания. Более безопасные альтернативы - использование изопропилового спирта с мягкой щеткой или использование безотмывочного флюса, который не требует очистки после пайки.

11. Практический пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование группы индикаторов состояния для сетевого маршрутизатора.

Разработчику необходимо 5 ярких желто-зеленых индикаторов для питания, интернета, Wi-Fi и двух портов Ethernet. Он выбирает этот светодиод из-за его яркости и цвета.

• Схемотехника:Внутренний логический источник питания маршрутизатора - 3.3В. Используя максимальное VF 2.4В и целевой ток 18мА (для добавления запаса), значение резистора составляет (3.3В - 2.4В) / 0.018А = 50 Ом. Выбран стандартный резистор 51 Ом. Мощность на резисторе составляет (0.018^2)*51 ≈ 0.0165Вт.
• Разводка печатной платы:Посадочное место на печатной плате создано точно в соответствии с габаритным чертежом корпуса. Небольшие тепловые перемычки соединяют площадки светодиода с более крупной земляной полигонной заливкой, чтобы помочь с отводом тепла, не затрудняя пайку.
• Сборка:Сборщик следует рекомендациям: использует защиту от ESD, формирует выводы (при необходимости) перед установкой и следует рекомендуемому профилю конвекционной пайки с пиковой температурой, не превышающей 260°C.
• Результат:Светодиоды обеспечивают четкую, яркую индикацию с согласованным цветом на всех пяти устройствах, и продукт проходит испытания на надежность благодаря правильной тепловой и электрической конструкции.

12. Введение в принцип работы

Этот светодиод работает по принципу электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе. Материал кристалла - AlGaInP. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее напряжение включения диода (примерно 1.7-2.0В), электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются через переход. Эти носители заряда рекомбинируют в активной области полупроводника. Значительная часть этих рекомбинаций является излучательной, то есть они высвобождают энергию в виде фотонов (света). Конкретная длина волны 573-575 нм (желто-зеленая) определяется энергией запрещенной зоны состава сплава AlGaInP, используемого в активном слое кристалла. Зеленая рассеивающая эпоксидная смола корпуса служит для защиты кристалла, действует как первичная линза для формирования выходного светового луча и рассеивает свет для создания более равномерного внешнего вида.

13. Технологические тренды и контекст

Этот компонент представляет собой зрелую, основную технологию для монохроматических индикаторных светодиодов. Светодиоды на основе AlGaInP являются стандартом для высокоэффективного красного, янтарного и желто-зеленого излучения. Актуальные отраслевые тенденции, относящиеся к таким устройствам, включают:

• Повышение эффективности:Постоянные исследования направлены на улучшение внутренней квантовой эффективности (IQE) и эффективности извлечения света (LEE) этих материалов, что приводит к более высокой силе света при том же входном токе или той же яркости при меньшей мощности.
• Миниатюризация:Хотя это стандартный корпус, общая тенденция направлена на уменьшение размеров корпусов поверхностного монтажа (SMD) (например, 0402, 0201) для высокоплотных конструкций печатных плат, хотя часто за счет общего светового выхода и способности рассеивать тепло.
• Повышенная надежность:Улучшения в составах эпоксидной смолы, материалах для крепления кристалла и методах проволочного соединения продолжают увеличивать рабочий срок службы и температурную стойкость светодиодов.
• Интеллектуальная интеграция:Макротренд в освещении - это интеграция управляющей схемы (драйверы, коммуникация) непосредственно со светодиодными корпусами, создавая "умные" компоненты. Хотя эта конкретная деталь является дискретным, "глупым" светодиодом, понимание его основных параметров является основополагающим для работы с более интегрированными решениями.