Техническая спецификация светодиода 383-2SYGD/S530-E2 - Яркий желто-зеленый - 20мА - 2.0В

1. Обзор продукта

Настоящий документ содержит полные технические характеристики высокоэффективной светодиодной лампы яркого желто-зеленого свечения. Устройство является частью серии, разработанной для применений, требующих превосходной световой отдачи и надежности. В нем используется технология чипа AlGaInP, инкапсулированного в зеленую рассеивающую смолу, что обеспечивает отчетливое и яркое желто-зеленое свечение.

Ключевые преимущества данного светодиода включают прочную конструкцию, соответствие основным экологическим нормам (RoHS, REACH, бесгалогенный) и доступность в различных вариантах упаковки, таких как лента и катушка для автоматизированной сборки. Он предназначен для интеграции в широкий спектр потребительских и промышленных электронных продуктов, где требуется стабильное, яркое индикаторное освещение.

Целевой рынок включает производителей дисплейных панелей, устройств связи и вычислительной техники, где надежность компонентов и оптические характеристики имеют критическое значение.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Абсолютные максимальные параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Это не рекомендуемые рабочие условия.

• Постоянный прямой ток (IF):25 мА. Это максимальный постоянный ток, который можно непрерывно подавать на светодиод.
• Пиковый прямой ток (IFP):60 мА. Данный параметр для импульсного тока (при скважности 1/10, 1 кГц) допускает кратковременные периоды более высокой интенсивности, что полезно для мультиплексирования или стробоскопических эффектов.
• Обратное напряжение (VR):5 В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать пробой p-n перехода.
• Рассеиваемая мощность (Pd):60 мВт. Максимальная мощность, которую корпус может рассеивать в виде тепла, рассчитывается как VF * IF.
• Рабочая температура и температура хранения:Диапазон от -40°C до +85°C (рабочая) и от -40°C до +100°C (хранение). Этот широкий диапазон обеспечивает функциональность в суровых условиях.
• Температура пайки (Tsol):260°C в течение 5 секунд. Это определяет допустимый профиль температуры при пайке оплавлением.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измеряются при стандартных условиях испытаний Ta=25°C и IF=20мА, предоставляя базовые данные о производительности.

• Сила света (Iv):40 (мин.), 80 (тип.) мкд. Этот параметр определяет воспринимаемую человеческим глазом яркость светодиода. Типичное значение 80 мкд указывает на яркий выход, подходящий для индикаторных применений.
• Угол обзора (2θ1/2):25° (тип.). Этот узкий угол обзора концентрирует световой поток в более направленный луч, что идеально подходит для применений, требующих сфокусированного пятна света.
• Пиковая длина волны (λp):575 нм (тип.). Длина волны, на которой спектральное излучение является наиболее сильным.
• Доминирующая длина волны (λd):573 нм (тип.). Единая длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, определяющая цвет "Яркий желто-зеленый".
• Ширина спектра излучения (Δλ):20 нм (тип.). Диапазон излучаемых длин волн, указывающий на относительно чистый цвет.
• Прямое напряжение (VF):1.7 (мин.), 2.0 (тип.), 2.4 (макс.) В. Падение напряжения на светодиоде при работе на токе 20мА. Это критически важно для проектирования схемы и расчета токоограничивающего резистора.
• Обратный ток (IR):10 мкА (макс.) при VR=5В. Определяет ток утечки при обратном смещении.

Для ключевых параметров указана погрешность измерений: Сила света (±10%), Доминирующая длина волны (±1.0нм) и Прямое напряжение (±0.1В), что важно для контроля качества и анализа запаса по проектированию.

3. Анализ характеристических кривых

Техническая спецификация включает несколько характеристических кривых, иллюстрирующих поведение устройства в различных условиях. Они необходимы для понимания производительности за пределами стандартной точки испытаний.

3.1 Относительная интенсивность в зависимости от длины волны

Эта кривая показывает распределение спектральной мощности. Пик находится около 575 нм с типичной шириной (на полувысоте) 20 нм, что подтверждает желто-зеленую цветовую точку. Форма характерна для полупроводникового материала AlGaInP.

3.2 Диаграмма направленности

Диаграмма излучения визуализирует угол обзора 25°. Интенсивность максимальна при 0° (на оси) и уменьшается вдвое примерно при ±12.5° от оси, что определяет угол 2θ1/2.

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

Этот график показывает экспоненциальную зависимость между током (I) и напряжением (V) для диода. Кривая позволяет разработчикам определить VF при токах, отличных от 20мА. Типичное значение VF 2.0В при 20мА видно на этом графике.

3.4 Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока

Эта кривая демонстрирует, что световой выход (интенсивность) примерно линейно зависит от прямого тока в рабочем диапазоне. Это подтверждает, что работа светодиода на его максимальном постоянном токе (25мА) даст более высокую яркость, чем при испытательном токе 20мА.

3.5 Кривые тепловых характеристик

Два ключевых графика связывают производительность с температурой окружающей среды (Ta):Относительная интенсивность в зависимости от температуры окружающей среды:Показывает, что световой выход уменьшается с ростом температуры. Это снижение номинальных характеристик критически важно для применений в высокотемпературных средах; светодиод будет менее ярким при нагреве.Прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды:Иллюстрирует, как прямое напряжение (VF) изменяется с температурой при заданном токе. Как правило, VF имеет отрицательный температурный коэффициент для светодиодов, что означает его небольшое уменьшение с ростом температуры.

4. Механическая информация и данные о корпусе

4.1 Габаритные размеры корпуса

Механический чертеж предоставляет критические размеры для проектирования посадочного места на печатной плате и сборки. Ключевые спецификации включают: - Все размеры указаны в миллиметрах. - Высота фланца должна быть менее 1.5мм (0.059\"). - Применяется общий допуск ±0.25мм, если не указано иное. Чертеж детализирует расстояние между выводами, размер корпуса и рекомендуемую контактную площадку для пайки, обеспечивая правильную механическую посадку и тепловое управление.

4.2 Определение полярности

Катодный (отрицательный) вывод обычно обозначается плоским срезом на линзе светодиода, более коротким выводом или маркировкой на корпусе. Правильную полярность необходимо соблюдать во время установки, чтобы предотвратить повреждение от обратного смещения.

5. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение имеет решающее значение для надежности. Предоставлены подробные инструкции:

5.1 Формовка выводов

• Изгибайте выводы в точке не менее чем в 3мм от основания эпоксидной колбы.
• Выполняйте формовкудо soldering.
• Избегайте механических напряжений на корпусе; напряжение может привести к растрескиванию эпоксидной смолы или повреждению кристалла.
• Обрезайте выводы при комнатной температуре.
• Убедитесь, что отверстия в печатной плате идеально совпадают с выводами светодиода, чтобы избежать монтажных напряжений.

5.2 Хранение

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

5.3 Процесс пайки

Общее правило:Соблюдайте минимальное расстояние 3мм от места пайки до эпоксидной колбы.

Ручная пайка:- Температура жала паяльника: макс. 300°C (для паяльника макс. 30Вт). - Время пайки: макс. 3 секунды на вывод.

Волновая/погружная пайка:- Температура предварительного нагрева: макс. 100°C (макс. 60 секунд). - Температура и время в ванне с припоем: макс. 260°C в течение 5 секунд. - Предоставлен рекомендуемый график профиля пайки, показывающий идеальную кривую температуры от времени через зоны предварительного нагрева, выдержки, оплавления и охлаждения.

Критические замечания:- Избегайте механических напряжений на выводах во время высокотемпературных фаз. - Не паяйте (погружением или вручную) более одного раза. - Защищайте светодиод от ударов/вибрации, пока он не остынет до комнатной температуры после пайки. - Избегайте процессов быстрого охлаждения. - Всегда используйте минимально эффективную температуру.

5.4 Очистка

• При необходимости очищайте только изопропиловым спиртом при комнатной температуре в течение ≤1 минуты.
• Высушивайте на воздухе при комнатной температуре.
• Избегайте ультразвуковой очистки, если это не абсолютно необходимо и не предварительно квалифицировано, так как она может повредить кристалл светодиода или соединения.

5.5 Теплоотвод

Эффективное тепловое проектирование необходимо для долговечности и поддержания производительности. - Учитывайте теплоотвод на этапе проектирования применения. - Соответственно снижайте рабочий ток в зависимости от температуры окружающей среды, обращаясь к кривой снижения номинальных характеристик (подразумевается графиками производительности). - Контролируйте температуру вокруг светодиода в конечном применении.

5.6 Защита от электростатического разряда (ЭСР)

Светодиод чувствителен к электростатическому разряду и скачкам напряжения, которые могут повредить полупроводниковый кристалл. Стандартные меры предосторожности при обращении с ЭСР должны соблюдаться во всех процессах сборки и обращения. Используйте заземленные рабочие места, браслеты и проводящие контейнеры.

6. Упаковка и информация для заказа

6.1 Спецификация упаковки

Светодиоды упакованы для обеспечения защиты во время транспортировки и обращения: -Первичная упаковка:Антистатические пакеты (мин. от 200 до 500 штук в пакете). -Вторичная упаковка:5 пакетов помещаются в одну внутреннюю коробку. -Третичная упаковка:10 внутренних коробок упаковываются в одну основную внешнюю коробку. Такая многоуровневая упаковка защищает от влаги, статического электричества и физических повреждений.

6.2 Расшифровка маркировки

Маркировка на упаковке содержит ключевую информацию для прослеживаемости и идентификации: -CPN:Производственный номер заказчика. -P/N:Производственный номер производителя (например, 383-2SYGD/S530-E2). -QTY:Количество в упаковке. -CAT:Ранг/бин для силы света. -HUE:Ранг/бин для доминирующей длины волны. -REF:Ранг/бин для прямого напряжения. -LOT No:Производственный номер партии для прослеживаемости.

7. Рекомендации по применению

7.1 Типичные сценарии применения

Как указано в спецификации, данный светодиод подходит для: -Телевизоры и мониторы:Используется в качестве индикаторов состояния, подсветки кнопок или декоративного освещения. -Телефоны:Индикаторы вызова, индикаторы ожидания сообщений или подсветка клавиатуры. -Компьютеры:Индикаторы включения питания, индикаторы активности жесткого диска или декоративные элементы на периферийных устройствах. Его высокая яркость и надежная производительность делают его идеальным для потребительской электроники, где важны длительный срок службы и стабильный цвет.

7.2 Особенности проектирования

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный резистор или драйвер постоянного тока, чтобы ограничить прямой ток до желаемого значения (например, 20мА). Рассчитайте значение резистора по формуле R = (Vпитания - VF) / IF.
• Тепловое проектирование:Обеспечьте достаточную площадь медной фольги на печатной плате или другой теплоотвод, если работа ведется близко к максимальным параметрам или при высоких температурах окружающей среды.
• Оптическое проектирование:Угол обзора 25° обеспечивает сфокусированный луч. Для более широкого освещения рассмотрите возможность использования рассеивающей линзы или выбора светодиода с более широким углом обзора.
• Защита от ЭСР:В чувствительных применениях рассмотрите возможность добавления диодов подавления переходных напряжений (TVS) или другой защиты на линиях светодиодов.

8. Техническое сравнение и отличительные особенности

Хотя прямое сравнение с другими продуктами в данной спецификации не предоставлено, ключевые отличительные особенности этого светодиода можно выделить: -Технология чипа:Используется AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия), известный высокой эффективностью в желтой, оранжевой и красной областях спектра, по сравнению с InGaN, используемым для синего и зеленого.Соответствие экологическим нормам:Полное соответствие стандартам RoHS, REACH и бесгалогенным (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm) является значительным преимуществом для продуктов, ориентированных на глобальные рынки со строгим регулированием. -Узкий угол обзора:Угол 25° уже, чем у многих стандартных светодиодов (которые часто имеют 30-60°), что обеспечивает более направленный световой поток, подходящий для конкретных индикаторных применений.Подробные инструкции по обращению:Всеобъемлющие рекомендации по пайке, хранению и защите от ЭСР выходят за рамки базовых спецификаций, что указывает на ориентацию проектирования на надежность и технологичность производства.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В1: Какое значение резистора следует использовать с источником питания 5В для работы этого светодиода на 20мА?О1: Используя типичное VF 2.0В: R = (5В - 2.0В) / 0.020А = 150 Ом. Используйте ближайшее стандартное значение (например, 150Ω или 160Ω). Всегда рассчитывайте, используя максимальное VF (2.4В), чтобы обеспечить достаточное ограничение тока в наихудших условиях: R_мин = (5В - 2.4В) / 0.020А = 130 Ом.

В2: Могу ли я эксплуатировать этот светодиод на его максимальном постоянном токе 25мА?О2: Да, но вы должны обеспечить надлежащий теплоотвод. Сила света будет выше, чем при 20мА (см. кривую Относительной интенсивности от тока), но прямое напряжение также будет немного выше, и устройство будет работать горячее. Снижение номинальных характеристик может быть необходимым при высоких температурах окружающей среды.

В3: Доминирующая длина волны составляет 573нм. Будет ли цвет всех изделий точно таким?О3: Нет. 573нм - это типичное значение. Существует производственный допуск, и светодиоды часто сортируются по рангам HUE. Погрешность измерения составляет ±1.0нм. Для обеспечения одинакового цвета нескольких светодиодов в одном продукте указывайте или выбирайте изделия из одного бина HUE.

В4: Почему расстояние пайки (3мм от колбы) так важно?О4: Это предотвращает чрезмерный нагрев, передаваемый по выводу в эпоксидную колбу во время пайки. Избыточный нагрев может вызвать термическое напряжение, растрескивание эпоксидной смолы, ухудшение внутреннего крепления кристалла или изменение цвета линзы, что снижает световой выход.

10. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование панели индикаторов состояния для сетевого маршрутизатораРазработчику необходимы несколько ярких, надежных светодиодов состояния (Питание, Интернет, Wi-Fi, LAN порты) на маршрутизаторе, который будет использоваться в различных домашних условиях.Обоснование выбора:Данный яркий желто-зеленый светодиод выбран за его высокую типичную силу света (80 мкд), обеспечивающую видимость даже в хорошо освещенных помещениях. Его соответствие экологическим нормам обязательно для глобального рынка. Доступность на ленте и катушке поддерживает автоматизированную сборку печатных плат в больших объемах.Реализация:Светодиоды управляются током 18мА (чуть ниже испытательной точки 20мА для запаса) через вывод GPIO основного микроконтроллера с последовательным резистором. Разводка печатной платы обеспечивает небольшую терморазгрузочную площадку, соединенную с земляной полигонной для теплоотвода. Угол обзора 25° идеален, так как светодиоды установлены за небольшими прозрачными отверстиями на передней панели маршрутизатора, создавая четкую, яркую точку света для каждого состояния. Подробный профиль пайки из спецификации запрограммирован в оборудовании для установки компонентов и печи оплавления, чтобы обеспечить высокопроизводительный, надежный производственный процесс.

11. Введение в принцип работы

Данный светодиод работает по принципу электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе. Активная область состоит из слоев AlGaInP (фосфида алюминия-галлия-индия). Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее встроенный потенциал перехода (примерно 2.0В), электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в активную область. Здесь они рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlGaInP определяет энергию запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны (цвету) излучаемого света — в данном случае, желто-зеленому около 573-575 нм. Зеленая рассеивающая эпоксидная смола служит для защиты хрупкого полупроводникового кристалла, формирования диаграммы направленности до угла обзора 25° и небольшого рассеивания света для улучшения однородности восприятия.

12. Тенденции развития технологий

Технология светодиодов продолжает развиваться, и общие тенденции влияют на устройства подобного типа: -Повышение эффективности:Постоянные улучшения в материаловедении и дизайне чипов приводят к более высокой световой отдаче (больше светового потока на ватт электроэнергии), что позволяет либо получить более яркие индикаторы, либо снизить энергопотребление. -Миниатюризация:Стремление к уменьшению размеров электронных устройств подталкивает к созданию светодиодов во все более компактных корпусах при сохранении или улучшении оптических характеристик. -Повышение надежности и срока службы:Улучшения в материалах корпусов, методах крепления кристаллов и технологии люминофоров (для белых светодиодов) продолжают увеличивать рабочий срок службы и надежность в суровых условиях. -Интеллектуальная интеграция:Существует тенденция к созданию светодиодов со встроенными микросхемами управления (как адресуемые RGB светодиоды), хотя для простых индикаторных ламп, подобных этой, фокус остается на экономичных, высокопроизводительных дискретных компонентах. -Более строгие экологические стандарты:Соответствие нормам, таким как RoHS и REACH, теперь является базовым требованием. Бесгалогенная спецификация, выделенная в данной спецификации, является частью этой тенденции по устранению опасных веществ из цепочки поставок электроники.