Техническая спецификация LTLMR4TCY2DA - Циановый SMD светодиод 505нм, угол обзора 25°, 30мА, 105мВт

1. Обзор продукта

LTLMR4TCY2DA — это высокояркий поверхностно-монтируемый светодиод (SMD) с излучением в циановом диапазоне, предназначенный для требовательных осветительных приложений. Он использует передовую технологию InGaN для генерации света с пиковой длиной волны 505 нм и заключен в рассеивающий корпус, обеспечивающий равномерную диаграмму направленности. Ключевой особенностью данного прибора является его собственный узкий угол обзора, обычно составляющий 25 градусов, который достигается за счет конструкции линзы корпуса без необходимости использования дополнительной вторичной оптики. Это делает его особенно подходящим для применений, требующих точного направления и контроля света. Устройство изготовлено из бессвинцовых и безгалогенных материалов, полностью соответствует директиве RoHS и имеет класс чувствительности к влаге MSL3.

1.1 Основные преимущества и целевой рынок

Основные преимущества этого светодиода включают высокую выходную силу света (от 12 000 до 27 000 мкд при стандартном токе 20 мА) в сочетании с низким энергопотреблением для высокой эффективности. Благодаря передовой эпоксидной технологии корпус обеспечивает превосходную влагостойкость и защиту от УФ-излучения. Его конструкция совместима со стандартными линиями поверхностного монтажа (SMT) и промышленными процессами пайки оплавлением. Основные области применения — это вывески, где критически важны высокая видимость и контролируемое распределение света, например, видеоэкраны, дорожные знаки и различные другие информационные табло.

2. Подробный анализ технических параметров

В этом разделе представлен детальный разбор предельных рабочих условий и характеристик светодиода в стандартных условиях испытаний (TA=25°C).

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Устройство не должно эксплуатироваться за пределами этих пределов во избежание необратимого повреждения. Максимальный постоянный прямой ток составляет 30 мА. Для импульсного режима допустим пиковый прямой ток 100 мА при определенных условиях (скважность ≤1/10, длительность импульса ≤10 мс). Максимальная рассеиваемая мощность — 105 мВт. Номинальный прямой ток снижается линейно на 0,5 мА на каждый градус Цельсия выше температуры окружающей среды 45°C. Диапазон рабочих температур составляет от -40°C до +85°C, а диапазон температур хранения достигает +100°C. Устройство выдерживает пайку оплавлением с пиковой температурой 260°C в течение не более 10 секунд.

2.2 Электрооптические характеристики

При испытательном условии IF=20мА, сила света (Iv) имеет типичный диапазон от 12 000 до 27 000 милликандел (мкд). Угол обзора (2θ1/2), определяемый как полный угол, при котором интенсивность падает до половины осевого значения, обычно составляет 25 градусов, минимум — 20 градусов. Пиковая длина волны излучения (λP) — 505 нм. Доминирующая длина волны (λd), определяющая воспринимаемый цвет, находится в диапазоне от 498 нм до 507 нм. Полуширина спектральной линии (Δλ) обычно составляет 28 нм, что указывает на спектральную чистоту цианового излучения. Прямое напряжение (VF) при 20мА варьируется от минимума 2,7В до максимума 3,6В. Обратный ток (IR) ограничен максимумом 10 мкА при обратном напряжении (VR) 5В; обратите внимание, что устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения.

3. Спецификация системы бининга

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

3.1 Биннинг по силе света

Светодиоды классифицируются по трем бинам интенсивности (Z, 1, 2) на основе их светового потока при 20мА. Бин Z охватывает 12 000–16 000 мкд, Бин 1 — 16 000–21 000 мкд, а Бин 2 — 21 000–27 000 мкд. При испытаниях и гарантии к каждому пределу бина применяется допуск ±15%.

3.2 Биннинг по доминирующей длине волны

Для постоянства цвета доминирующая длина волны разбивается на два кода: C1 (498–503 нм) и C2 (503–507 нм). Допуск для каждого предела бина составляет ±1 нм. Такой бининг позволяет разработчикам выбирать светодиоды, соответствующие конкретным требованиям к цветовой точке для их приложения.

4. Анализ кривых характеристик

Хотя в спецификации приводятся ссылки на конкретные графические кривые (Рис.1, Рис.6), их типичное поведение можно описать. Кривая зависимости прямого тока от прямого напряжения (I-V) будет демонстрировать стандартную экспоненциальную диодную характеристику. Сила света, как правило, пропорциональна прямому току в рекомендуемом рабочем диапазоне. Пиковая длина волны излучения (λP) и доминирующая длина волны (λd) могут незначительно смещаться при изменении температуры перехода и тока накачки, что типично для полупроводниковых источников света. Узкий профиль угла обзора 25 градусов указывает на высоконаправленный луч с быстрым спадом интенсивности вне центрального конуса, что является преимуществом для применений, требующих высокой осевой яркости и минимального рассеяния света.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры и допуски

Светодиод поставляется в корпусе для поверхностного монтажа. Все размеры указаны в миллиметрах с общим допуском ±0,25 мм, если не указано иное. Ключевые примечания включают: максимальный выступ смолы под фланцем 1,0 мм и расстояние между выводами, измеренное в точке их выхода из корпуса. Разработчики должны обращаться к подробному чертежу размеров для точного планирования посадочного места.

5.2 Рекомендуемая конфигурация контактных площадок

Для проектирования печатной платы рекомендуется использовать определенную конфигурацию площадок (P1, P2, P3). Важное конструктивное замечание: одна из площадок (P3) предназначена для подключения к радиатору или другому охлаждающему механизму. Эта площадка спроектирована для эффективного отвода тепла, выделяемого во время работы, что крайне важно для поддержания производительности и долговечности, особенно при работе на максимальных или близких к ним параметрах. Устройство предназначено для пайки оплавлением и не подходит для процессов волновой пайки.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением

Рекомендуется бессвинцовый профиль оплавления. Ключевые параметры включают: этап предварительного нагрева/прогрева с температурой от 150°C до 200°C не более 120 секунд, время выше температуры ликвидуса (T_L=217°C) от 60 до 150 секунд и пиковую температуру (T_P) 260°C. Время в пределах 5°C от указанной классификационной температуры (T_C=255°C) не должно превышать 30 секунд. Общее время от 25°C до пиковой температуры должно быть менее 5 минут. Для ручного ремонта паяльником максимальная температура составляет 315°C не более 3 секунд, и эту операцию следует выполнять только один раз.

6.2 Хранение и чувствительность к влаге

Это устройство класса MSL3. Светодиоды в невскрытом влагозащитном пакете могут храниться до 12 месяцев в условиях ниже 30°C и 90% относительной влажности (RH). После вскрытия пакета компоненты должны храниться в среде ниже 30°C и 60% RH, и вся пайка должна быть завершена в течение 168 часов (7 дней). Прокаливание при 60°C ±5°C в течение 20 часов требуется, если: индикаторная карта влажности показывает >10% RH, время нахождения вне упаковки превышает 168 часов или устройства подвергались воздействию >30°C и 60% RH. Прокаливание следует проводить только один раз. Длительное воздействие может привести к окислению посеребренных выводов, что повлияет на паяемость. Неиспользованные светодиоды следует повторно герметизировать с осушителем.

6.3 Очистка

Если очистка после пайки необходима, следует использовать только спиртовые растворители, такие как изопропиловый спирт (IPA). Следует избегать агрессивных химических очистителей, так как они могут повредить эпоксидную линзу или маркировку на корпусе.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки

Светодиоды поставляются на рельефной несущей ленте в катушках. Указаны размеры ленты, карманы которой предназначены для надежного удержания компонентов. Каждая стандартная катушка содержит 1000 штук. Для массовой упаковки 1 катушка помещается во влагозащитный пакет вместе с осушителем и индикаторной картой влажности. Три таких пакета упаковываются во внутреннюю коробку (всего 3000 шт.). Затем десять внутренних коробок упаковываются во внешнюю транспортную коробку, в результате чего получается 30 000 штук на внешнюю коробку. На упаковке четко указано, что она содержит электростатические чувствительные устройства (ESD), что требует соблюдения безопасных процедур обращения.

8. Рекомендации по применению и конструктивные соображения

8.1 Типичные сценарии применения

Основное применение этого светодиода — различные типы вывесок, как внутренних, так и наружных. Его высокая яркость делает его подходящим для видеоэкранов и информационных дисплеев большого формата, где важна читаемость при солнечном свете. Узкий, контролируемый угол обзора идеально подходит для дорожных знаков и указательных табло, обеспечивая направление света к зрителю с высокой эффективностью и минимальными потерями. Его также можно использовать в обычном электронном оборудовании, требующем яркого цианового индикатора или подсветки.

8.2 Конструктивные соображения

Управление током:Настоятельно рекомендуется использовать драйвер постоянного тока вместо источника постоянного напряжения для обеспечения стабильного светового потока и предотвращения теплового разгона. Конструкция должна работать со светодиодом на рекомендованном токе 20 мА или ниже для оптимального срока службы, используя максимальные 30 мА только в случае крайней необходимости и при наличии адекватного теплового управления.
Тепловое управление:Несмотря на низкое энергопотребление, эффективный отвод тепла имеет решающее значение для поддержания производительности и надежности, особенно при высоких температурах окружающей среды или в плотных массивах. Следует реализовать рекомендованное подключение контактной площадки P3 к теплоотводящей плоскости.
Оптическое проектирование:Собственный угол обзора 25 градусов часто устраняет необходимость в дополнительных линзах во многих применениях для вывесок, упрощая механическую конструкцию. Однако для применений, требующих еще более узких лучей или специфических диаграмм направленности, можно использовать вторичную оптику.
Защита от ЭСР:Как устройство, чувствительное к электростатическому разряду (ЭСР), во время сборки следует соблюдать соответствующие процедуры обращения, включая использование заземленных рабочих мест и браслетов.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со стандартными SMD светодиодами (например, корпуса 3528 или 5050) или корпусами PLCC, LTLMR4TCY2DA предлагает значительно более узкий собственный угол обзора. Стандартные SMD светодиоды часто имеют углы обзора 120 градусов и более, требуя внешних линз или отражателей для получения узкого луча. Эта интегрированная узкоугольная конструкция упрощает сборку конечного продукта, сокращает количество компонентов и может повысить оптическую эффективность за счет минимизации потерь света во вторичной оптике. Его высокая сила света в компактном корпусе также дает конкурентное преимущество в приложениях с ограниченным пространством и высокой яркостью.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: В чем разница между пиковой длиной волны (505 нм) и доминирующей длиной волны (498-507 нм)?
О: Пиковая длина волны — это единственная длина волны, на которой излучаемая оптическая мощность максимальна. Доминирующая длина волна определяется из цветовых координат на диаграмме CIE и представляет собой воспринимаемый цвет; это та единственная длина волны, которая соответствовала бы цвету светодиода, если бы он был чистым монохроматическим источником. Для светодиодов с некоторой спектральной шириной они часто близки, но не идентичны.

В: Могу ли я питать этот светодиод от источника 3,3В?
О: Возможно, но не напрямую. Прямое напряжение варьируется от 2,7В до 3,6В. Некоторые светодиоды могут слабо светиться при 3,3В, в то время как другие с более высоким Vf могут вообще не включаться. Для надежной и стабильной работы требуется схема драйвера постоянного тока.

В: Почему важен класс MSL3 и процесс прокаливания?
О: Влага, поглощенная пластиковым корпусом, может быстро испаряться во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением, вызывая внутреннее расслоение, растрескивание или эффект "попкорна", что разрушает устройство. Класс MSL и связанные с ним процедуры обращения критически важны для обеспечения высокого выхода годных изделий при сборке и долгосрочной надежности.

В: Как интерпретировать коды бинов (например, 2, C1)?
О: Код бина определяет группу производительности. Например, "2, C1" указывает на светодиод из бина силы света 2 (21 000–27 000 мкд) и бина доминирующей длины волны C1 (498–503 нм). Указание бинов позволяет разработчикам поддерживать единообразие яркости и цвета в своих продуктах.

11. Пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование высоковидимого пешеходного светофора.
Инженер-конструктор создает сигнал "Идите/Стойте", который должен быть четко виден при прямом солнечном свете. Он выбирает светодиод LTLMR4TCY2DA для цианового индикатора "Идите". Благодаря узкому углу обзора 25 градусов светодиоды можно компактно расположить в массиве за рассеивателем, обеспечивая яркое, равномерное освещение в предназначенной для пешеходов зоне обзора с минимальным световым загрязнением за ее пределами. Высокая сила света (выбор светодиодов бина 2) гарантирует читаемость на солнце. Конструктор реализует драйвер постоянного тока, установленный на 18 мА, для максимального срока службы, использует рекомендованную конфигурацию контактных площадок на печатной плате, подключая тепловую площадку к большой медной области на плате для отвода тепла. Он обеспечивает, чтобы сборочное предприятие соблюдало процедуры обращения MSL3 и указанный профиль оплавления для предотвращения отказов, связанных с влагой.

12. Принцип работы

LTLMR4TCY2DA — это полупроводниковый источник света на основе технологии нитрида индия-галлия (InGaN). Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее пороговое значение диода, электроны и дырки инжектируются в активную область полупроводникового кристалла. Эти носители заряда рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав материала InGaN определяет ширину запрещенной зоны, которая, в свою очередь, определяет длину волны излучаемого света — в данном случае, в циановой области спектра около 505 нм. Эпоксидный корпус инкапсулирует кристалл, обеспечивает механическую защиту, содержит безлюминофорный рассеиватель для формирования луча и включает функции защиты от УФ-излучения и влаги.

13. Технологические тренды

Рынок поверхностно-монтируемых светодиодов продолжает развиваться в сторону повышения эффективности (больше люмен на ватт), увеличения плотности мощности и повышения надежности. Тренды, актуальные для данного типа устройств, включают постоянное совершенствование материалов InGaN для улучшения эффективности и стабильности цвета в зависимости от температуры и срока службы. Технология корпусов развивается, чтобы обеспечить лучший тепловой отвод от кристалла к печатной плате, позволяя использовать более высокие токи накачки и яркость при меньших размерах. Также уделяется внимание повышению влагостойкости для достижения более высоких классов MSL, что упрощает логистику цепочки поставок. Кроме того, более жесткие допуски бининга как по цвету, так и по световому потоку становятся стандартом для удовлетворения требований приложений, требующих точной цветопередачи и однородности, таких как полноцветные видеодисплеи.