Техническая документация на светодиод глубокого красного свечения 333-2SDRD/S530-A3 - 5мм круглый - Напряжение 2.0В - Мощность 60мВт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны технические характеристики 5мм круглого светодиода глубокого красного свечения для монтажа в отверстия. Устройство разработано на основе технологии чипа AlGaInP, инкапсулированного в красную рассеивающую смолу, для получения высокоинтенсивного глубокого красного свечения. Это надежный и долговечный компонент, подходящий для различных индикаторных и подсветочных применений в потребительской электронике.

1.1 Ключевые особенности и преимущества

• Высокая яркость:Специально разработан для применений, требующих повышенной силы света.
• Варианты угла обзора:Доступен с различными углами обзора для удовлетворения разных потребностей.
• Упаковка:Доступен на ленте и в катушках для автоматизированных процессов сборки.
• Соответствие экологическим нормам:Продукт не содержит свинца и соответствует директиве RoHS.
• Надежность:Спроектирован для надежной и долговременной работы.

1.2 Целевое применение

Данный светодиод предназначен в первую очередь для использования в качестве индикатора или источника подсветки в различных электронных устройствах, включая, но не ограничиваясь:

• Телевизоры
• Мониторы компьютеров
• Телефоны
• Персональные компьютеры и периферийные устройства

2. Анализ технических параметров

В данном разделе представлен подробный, объективный анализ ключевых электрических, оптических и тепловых параметров устройства, определенных в таблицах "Предельно допустимые режимы эксплуатации" и "Электрооптические характеристики".

2.1 Предельно допустимые режимы эксплуатации

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа в этих условиях или на их границе не гарантируется.

• Постоянный прямой ток (I_F):25 мА. Это максимальный постоянный ток, который можно непрерывно подавать на светодиод.
• Пиковый прямой ток (I_FP):60 мА. Этот более высокий ток допустим только в импульсном режиме (скважность 1/10 @ 1 кГц), что полезно для мультиплексирования или достижения кратковременной повышенной яркости.
• Обратное напряжение (V_R):5 В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать пробой p-n перехода.
• Рассеиваемая мощность (P_d):60 мВт. Максимальная мощность, которую может рассеивать корпус, рассчитывается как V_F* I_F.
• Рабочая температура и температура хранения:-40°C до +85°C (рабочая), -40°C до +100°C (хранение). Эти широкие диапазоны указывают на пригодность для промышленных и автомобильных сред.
• Температура пайки:260°C в течение 5 секунд. Это определяет термостойкость при пайке оплавлением или ручной пайке.

2.2 Электрооптические характеристики

Это типичные рабочие параметры, измеренные при стандартных условиях испытаний: 25°C и прямом токе 20 мА.

• Сила света (I_v):100 мкд (Мин.), 160 мкд (Тип.). Эта величина количественно определяет воспринимаемую яркость глубокого красного света. Погрешность измерения составляет ±10%.
• Угол обзора (2θ_1/2):30° (Тип.). Этот узкий угол обзора, характерный для нерассеивающей или слабо рассеивающей линзы, создает более сфокусированный луч света.
• Пиковая длина волны (λ_p):650 нм (Тип.). Длина волны, на которой оптическая выходная мощность максимальна.
• Доминирующая длина волны (λ_d):639 нм (Тип.). Единая длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, определяющая цвет. Погрешность составляет ±1.0 нм.
• Прямое напряжение (V_F):2.0 В (Тип.), 2.4 В (Макс.) при I_F=20мА. Такое низкое напряжение типично для красных светодиодов на основе AlGaInP. Погрешность измерения составляет ±0.1В.
• Обратный ток (I_R):10 мкА (Макс.) при V_R=5В. Это определяет максимальный ток утечки в выключенном состоянии.

3. Анализ характеристических кривых

Типичные характеристические кривые визуально демонстрируют поведение устройства в различных условиях, что крайне важно для проектирования схем и управления тепловым режимом.

3.1 Спектральное и пространственное распределение

КриваяОтносительная интенсивность в зависимости от длины волныпоказывает узкую спектральную полосу пропускания (Δλ ~20 нм) с центром около 650 нм, подтверждая чистоту глубокого красного цвета. КриваяНаправленностивизуально представляет угол обзора 30°, показывая угловое распределение интенсивности света.

3.2 Электрические и тепловые зависимости

• Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика):Эта экспоненциальная кривая является основополагающей для проектирования схем ограничения тока. Типичное значение V_F2.0В при 20мА служит расчетной точкой для определения гасящего резистора: R = (V_{питания}- V_F) / I_F.
• Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока:Эта кривая показывает, что световой выход приблизительно линейно зависит от тока в нормальном рабочем диапазоне, что позволяет осуществлять простое регулирование яркости путем управления током.
• Относительная интенсивность в зависимости от температуры окружающей среды:Показывает снижение светового потока при повышении температуры p-n перехода. Это тепловое снижение номинальных параметров необходимо учитывать в условиях высоких температур или в мощных конструкциях.
• Прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды:Хотя это не прямое ограничение, данная кривая, рассматриваемая вместе с требованием снижения номинала, указывает на необходимость уменьшения рабочего тока при повышенных температурах окружающей среды для поддержания надежности и предотвращения ускоренной деградации светового потока.

4. Механическая и упаковочная информация

4.1 Габаритные размеры корпуса

Устройство представляет собой стандартный 5мм круглый светодиод с красной рассеивающей линзой. Ключевые размерные примечания включают:

• Все размеры указаны в миллиметрах.
• Расстояние между выводами соответствует сетке 0.1 дюйма (2.54мм), что совместимо со стандартными макетными платами.
• Высота фланца (ободка у основания купола) должна быть менее 1.5мм для обеспечения правильной посадки на печатной плате.
• Общий допуск на размеры составляет ±0.25мм, если не указано иное.

4.2 Идентификация полярности

Катод обычно обозначается плоским срезом на ободке корпуса светодиода и/или более коротким выводом. Правильную полярность необходимо соблюдать при установке.

5. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение критически важно для сохранения целостности и рабочих характеристик устройства.

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. Несовпадение отверстий на печатной плате, вызывающее напряжение на выводах, может ухудшить свойства эпоксидной смолы и работу светодиода.
• Обрезайте выводы при комнатной температуре.

5.2 Хранение

• Храните при температуре ≤30°C и относительной 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 для предотвращения конденсации.

5.3 Процесс пайки

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

• Ручная пайка:Температура жала паяльника ≤300°C (для паяльника мощностью до 30Вт), время пайки ≤3 секунды.
• Волновая или погружная пайка:Предварительный нагрев ≤100°C (максимум 60 сек), температура ванны припоя ≤260°C в течение ≤5 секунд.
• Избегайте нагрузок на выводы во время высокотемпературных фаз.
• Не паяйте более одного раза (однопроходная пайка).
• Позвольте светодиодам постепенно остыть до комнатной температуры после пайки; избегайте быстрого охлаждения.

5.4 Очистка

• При необходимости очищайте только изопропиловым спиртом при комнатной температуре в течение ≤1 минуты.
• Избегайте ультразвуковой очистки. Если это абсолютно необходимо, требуется обширная предварительная проверка, чтобы гарантировать отсутствие повреждений.

5.5 Тепловой режим

Правильное тепловое проектирование крайне важно. Рабочий ток должен быть соответствующим образом снижен при более высоких температурах окружающей среды, как указано на кривой снижения номинала. Недостаточный теплоотвод может привести к снижению светового потока, изменению цвета и сокращению срока службы.

6. Упаковка и информация для заказа

6.1 Спецификация упаковки

Устройство упаковано для предотвращения электростатического разряда (ESD) и повреждения влагой:

• Первичная упаковка:Антистатические пакеты.
• Вторичная упаковка:Внутренние коробки, содержащие несколько пакетов.
• Третичная упаковка:Внешние коробки, содержащие несколько внутренних коробок.
• Количество в упаковке:Минимум 200-500 штук в пакете. 5 пакетов во внутренней коробке. 10 внутренних коробок во внешней коробке.

6.2 Расшифровка маркировки

Маркировка на упаковке может включать коды для отслеживания и спецификации:

• CPN:Номер детали заказчика.
• P/N:Номер детали производителя (например, 333-2SDRD/S530-A3).
• QTY:Количество.
• CAT / Ranks:Возможно, указывает на сортировку по характеристикам (например, класс силы света).
• HUE:Код доминирующей длины волны.
• LOT No:Прослеживаемый номер производственной партии.

7. Рекомендации по применению и конструктивные особенности

7.1 Проектирование схемы

Всегда используйте последовательный токоограничивающий резистор. Рассчитывайте на основе типичного V_F(2.0В), но убедитесь, что схема может выдержать максимальное V_F(2.4В) без превышения желаемого тока. Например, при питании 5В и целевом I_F20мА: R = (5В - 2.0В) / 0.02А = 150 Ом. Проверьте ток при максимальном V_F: I = (5В - 2.4В) / 150 Ом ≈ 17.3 мА, что безопасно.

7.2 Разводка печатной платы

Убедитесь, что отверстия точно соответствуют расстоянию между выводами 2.54мм. Обеспечьте достаточный зазор вокруг корпуса светодиода для соблюдения минимального расстояния 3мм до места пайки. Для индикаторов, просматриваемых под разными углами, учитывайте угол обзора 30° при размещении светодиода на сборке.

7.3 Теплоотвод в матрицах

При использовании нескольких светодиодов в непосредственной близости или при высоких токах питания учитывайте совокупное тепловыделение. Обеспечьте достаточное расстояние, вентиляцию или рассмотрите возможность использования более низкого тока питания для управления температурой перехода и поддержания стабильной яркости и долговечности.

8. Техническое сравнение и отличия

Данный светодиод глубокого красного свечения на основе технологии AlGaInP предлагает ключевые преимущества:

• По сравнению со старыми красными светодиодами на основе GaAsP:Значительно более высокая световая отдача и яркость при том же токе.
• По сравнению со светодиодами с широким углом обзора:Угол обзора 30° обеспечивает более направленный луч, что идеально подходит для панельных индикаторов, где свет должен быть виден в основном спереди, уменьшая паразитную засветку.
• По сравнению со стандартным красным (~630нм):Более глубокий красный цвет (639-650нм) может быть предпочтительнее для определенных эстетических требований, применений в датчиках или там, где необходимо отличие от оранжево-красного.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

9.1 Можно ли непрерывно питать этот светодиод током 25мА?

Да, 25мА - это абсолютно максимальный постоянный прямой ток. Однако для оптимального срока службы и надежности стандартной практикой является работа ниже максимального номинала. Рекомендуется питать типичным испытательным током 20мА.

9.2 Почему угол обзора составляет всего 30 градусов?

Угол обзора 30° является конструктивной особенностью данного конкретного светодиода, достигнутой за счет формы линзы и степени рассеивания смолы. Он подходит для применений, требующих более сфокусированного луча света, а не широкоугольного освещения.

9.3 Как интерпретировать значения "Тип." в спецификации?

Значения "Тип." представляют ожидаемую среднюю производительность продукта в указанных условиях. Отдельные экземпляры могут отличаться в пределах указанных диапазонов Мин./Макс. Всегда проектируйте схемы так, чтобы они функционировали корректно при наихудшем сочетании параметров (например, Мин. V_Fс Макс. ограничением тока).

9.4 Требуется ли радиатор?

Для работы при 20мА в типичных условиях окружающей среды (<85°C), отдельный радиатор для одного светодиода обычно не требуется из-за низкой рассеиваемой мощности (~40мВт). Однако управление тепловым режимом через площадь медного покрытия печатной платы становится важным в матрицах, при высоких температурах окружающей среды или при работе вблизи максимального тока.

10. Пример практического применения

Сценарий: Проектирование индикатора включения для устройства.

1. Требование:Яркий индикатор глубокого красного цвета, видимый с лицевой стороны панели.
2. Выбор компонента:Данный светодиод выбран за его высокую типичную силу света (160мкд) и сфокусированный угол обзора 30°.
3. Проектирование схемы:Устройство питается от шины 3.3В. Рассчитывается последовательный резистор: R = (3.3В - 2.0В) / 0.02А = 65 Ом. Выбирается ближайшее стандартное значение 68 Ом, что дает I_F≈ (3.3В-2.0В)/68Ом ≈ 19.1 мА.
4. Реализация на печатной плате:Используется посадочное место с шагом 2.54мм. Светодиод размещается на передней панели так, чтобы линза выступала через отверстие диаметром 5.2мм. Контактные площадки размещаются с соблюдением правила расстояния 3мм от корпуса светодиода.
5. Сборка:Светодиоды паяются вручную с помощью паяльника с контролем температуры, установленной на 280°C, при этом место пайки формируется менее чем за 3 секунды и находится значительно ниже колбы.

11. Принцип работы

Это полупроводниковый светоизлучающий диод. При приложении прямого напряжения, превышающего встроенный потенциал p-n перехода, электроны и дырки инжектируются в активную область из материалов n-типа и p-типа соответственно. В чипе AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия) эти носители заряда рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный состав сплава AlGaInP определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны излучаемого глубокого красного света (~650 нм). Красная рассеивающая эпоксидная смола инкапсулирует чип, обеспечивая механическую защиту, формируя световой поток (угол обзора 30°) и рассеивая свет для создания равномерного свечения.

12. Тенденции развития технологий

Хотя данный 5мм светодиод для монтажа в отверстия представляет собой зрелую и широко используемую технологию корпусирования, общие тенденции в индустрии светодиодов продолжают фокусироваться на:

• Повышение эффективности:Постоянные улучшения в материаловедении направлены на получение большего количества люменов на ватт (более высокой световой отдачи) из AlGaInP и других полупроводниковых материалов.
• Доминирование компонентов для поверхностного монтажа (SMD):Для автоматизированной, крупносерийной сборки корпуса SMD (такие как 0603, 0805, 1206 и специализированные светодиодные корпуса) в новых разработках в значительной степени заменили светодиоды для монтажа в отверстия из-за меньшего размера и более низкой стоимости сборки.
• Цветовая однородность и сортировка:Производственные процессы продолжают совершенствоваться, позволяя создавать более узкие группы (биннинг) по длине волны (цвету) и силе света, что дает проектировщикам более предсказуемые характеристики.
• Надежность и срок службы:Исследования сосредоточены на улучшении сохранения светового потока (устойчивости к снижению светового выхода со временем) и долговечности, особенно в условиях высоких температур и высоких токов.

5мм светодиод для монтажа в отверстия остается основным продуктом для прототипирования, любительских проектов, образовательных целей и применений, где предполагается ручная сборка или замена, благодаря своей простоте, надежности и широкой доступности.