Технические характеристики полноцветного светодиода 2,8x2,7x3,0 мм — напряжение 1,7-3,4В — мощность 60-68мВт — технический паспорт

1. Обзор продукта

Данный полноцветный светодиод объединяет красный, зеленый и синий излучатели в компактном поверхностно-монтируемом корпусе размером 2,8 мм x 2,7 мм x 3,0 мм. Матовая поверхность значительно снижает блики и улучшает контрастность, что делает его идеальным для качественных видеодисплеев. Светодиод обладает высокой силой света при низкой рассеиваемой мощности, длительным сроком службы и защитой от воды IPX6, что обеспечивает надежную работу в уличных и сложных условиях. Уровень чувствительности к влаге 5a (MSL 5a) гарантирует надежную обработку при сборке. Изделие соответствует требованиям RoHS и пригодно для бессвинцовой пайки оплавлением.

Устройство предназначено для полноцветных видеосветодиодных экранов, внутреннего и наружного декоративного освещения, аттракционов и общего информирования. Благодаря тщательно подобранным длинам волн и высокой яркости обеспечиваются яркие цвета и отличная однородность.

2. Углубленный анализ технических параметров

2.1 Электрические и оптические характеристики

При Ts=25°C светодиод работает с прямым током (IF) 20 мА для типичных применений. Диапазоны прямого напряжения (VF): красный 1,7В – 2,4В, зеленый 2,7В – 3,4В, синий 2,7В – 3,4В. Доминирующая длина волны (λD) варьируется в зависимости от цвета: красный 617-628 нм, зеленый 520-545 нм, синий 460-475 нм. Ширина спектра излучения (Δλ) составляет 24 нм для красного, 38 нм для зеленого и 30 нм для синего, что обеспечивает насыщенную чистоту цвета. Значения силы света (IV) при 20 мА включают минимальное, среднее и максимальное: красный мин. 1000 мкд, ср. 1500 мкд, макс. 2250 мкд; зеленый мин. 2300 мкд, ср. 3500 мкд, макс. 5200 мкд; синий мин. 350 мкд, ср. 520 мкд, макс. 780 мкд. Угол обзора (2θ1/2) составляет 70-80° для красного, 60-70° для зеленого и 75-85° для синего, что обеспечивает широкий охват.

2.2 Абсолютные максимальные номиналы

При Ts=25°C максимальные номиналы гарантируют безопасную работу в экстремальных условиях: максимальный прямой ток (IF): красный 25 мА, зеленый 20 мА, синий 20 мА; пиковый прямой ток (IFP) 80 мА для всех цветов при коэффициенте заполнения 1/10 и длительности импульса 0,1 мс. Обратное напряжение (VR) – 5В. Диапазон рабочей температуры от -30°C до +85°C, температура хранения от -40°C до +100°C. Ограничения по рассеиваемой мощности (PD): красный 60 мВт, зеленый 68 мВт, синий 68 мВт. Напряжение электростатического разряда (ESD) (HBM) 1000В. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы не превышать эти номиналы во избежание необратимого повреждения.

2.3 Тепловые характеристики

Производительность светодиода зависит от температуры. Прямое напряжение уменьшается с повышением температуры, а сила света падает. При высокой температуре окружающей среды требуется снижение прямого тока для поддержания безопасной температуры перехода. Рекомендуемый профиль температуры пайки обеспечивает надежные паяные соединения без термического напряжения. Для долгосрочной работы температура поверхности светодиода должна поддерживаться ниже 55°C, а температура выводов – ниже 75°C для сохранения оптимальной яркости и срока службы.

3. Система сортировки по бинам

Светодиод сортируется по бинам на основе силы света (IV), прямого напряжения (VF) и доминирующей длины волны (Wd). Сортировка по бинам обеспечивает согласованность между партиями для однородной работы дисплея. На этикетке указаны коды бинов, идентифицирующие конкретный класс силы света, напряжения, длины волны и прямого тока. Заказчики могут выбирать подходящие бины в соответствии с требованиями своего применения. Подробные данные о сортировке по бинам приведены на этикетке продукта, прикрепленной к каждой катушке.

4. Анализ рабочих кривых

4.1 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока

Типовые кривые показывают, что по мере увеличения прямого напряжения прямой ток возрастает экспоненциально. При 2,0В ток красного светодиода составляет ~10 мА; при 2,4В достигает 20 мА. Зеленый и синий имеют более высокие пороговые напряжения. Эти кривые помогают разработчикам задать правильные условия управления и рассчитать рассеиваемую мощность.

4.2 Прямой ток в зависимости от относительной силы света

Относительная сила света увеличивается почти линейно с прямым током до 30 мА для красного и 20 мА для зеленого/синего. Работа при более низких токах продлевает срок службы и снижает нагрев, а более высокие токи повышают яркость, но должны оставаться в пределах абсолютных максимумов.

4.3 Сила света в зависимости от температуры окружающей среды

Сила света падает с повышением температуры: при 85°C относительная сила света снижается примерно до 0,6 для красного и 0,5 для зеленого/синего по сравнению с 25°C. Терморегулирование критически важно в массивах высокой плотности.

4.4 Температура пайки в зависимости от снижения прямого тока

При температуре выше 25°C допустимый прямой ток должен быть уменьшен. При 85°C красный может выдерживать 18 мА, зеленый/синий – 15 мА. Такое снижение предотвращает перегрев и обеспечивает надежность.

4.5 Распределение спектра

Спектральные кривые показывают узкие пики излучения: красный ~625 нм, зеленый ~530 нм, синий ~465 нм. Узкая полоса пропускания способствует высокой чистоте и насыщенности цвета, необходимых для ярких дисплеев.

4.6 Угол излучения

Диаграммы направленности (X-X и Y-Y) указывают на широкий угловой охват. При ±45° относительная сила света остается выше 70% для всех цветов, обеспечивая равномерное распределение света по углам обзора.

5. Механическая и упаковочная информация

5.1 Размеры корпуса

Светодиод имеет размеры 2,8 мм (длина) x 2,7 мм (ширина) x 3,0 мм (высота). Допуски составляют ±0,1 мм, если не указано иное. На виде снизу показаны шесть контактных площадок: 1R+, 2R-, 3G+, 4G-, 5B+, 6B-. Полярность четко обозначена. Рекомендуемые схемы пайки соответствуют расположению площадок.

5.2 Лента-носитель и катушка

Компоненты упакованы в ленту-носитель с размерами: шаг 4 мм, ширина 8 мм, размер полости 3,0 мм x 2,8 мм x 1,1 мм. Внешний диаметр катушки 330,2 мм, диаметр ступицы 79,5 мм, с определенными допусками. Каждая катушка содержит 2000 штук.

5.3 Спецификация этикетки

На этикетке каждой катушки указаны номер детали, номер партии, код бина (IV, VF, Wd, IF), количество и код даты. Это обеспечивает прослеживаемость и правильный выбор бина.

5.4 Влагозащитная упаковка

Для защиты от влаги светодиод герметично упакован в антистатический влагонепроницаемый алюминиевый пакет с осушителем и индикатором влажности. Если индикатор показывает влажность ≥30%, перед использованием требуется сушка.

5.5 Картонная коробка

Катушки упаковываются в прочные картонные коробки для транспортировки. Размеры коробки не указаны, но они предназначены для предотвращения повреждений.

6. Руководство по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением

Рекомендуемая пайка оплавлением соответствует стандартному бессвинцовому профилю: предварительный нагрев от 150°C до 200°C в течение 60-120 секунд, подъем со скоростью ≤4°C/с до пиковой температуры 250°C (макс), время выше 217°C (TL) не более 60 секунд, охлаждение со скоростью ≤6°C/с. Допускается только один цикл оплавления. Используйте средне-температурную паяльную пасту. Не прилагайте механических усилий во время нагрева. После пайки дайте продукту остыть до комнатной температуры перед обработкой.

6.2 Паяльник

При необходимости ручной пайки держите температуру паяльника ниже 300°C и время контакта менее 3 секунд. Разрешена только одна ручная пайка.

6.3 Ремонт

Ремонта следует избегать после пайки. Если это неизбежно, используйте двусторонний паяльник и предварительно убедитесь, что характеристики светодиода не будут повреждены.

6.4 Очистка

Предпочтительно использовать паяльную пасту без очистки; если требуется очистка, используйте изопропиловый спирт (IPA). Не используйте ультразвуковую очистку. Предварительно проверьте любой альтернативный растворитель, чтобы убедиться в отсутствии повреждения светодиода.

6.5 Меры предосторожности при хранении и обращении

Неоткрытые упаковки имеют срок хранения один год при температуре ≤30°C и влажности ≤60% относительной влажности. После вскрытия паяйте в течение 24 часов или храните при температуре ≤30°C и влажности ≤10% относительной влажности. Состояние после сушки: 65±5°C в течение 24 часов (если индикатор влажности показывает ≥30% или срок хранения истек). Для длительного хранения (2-6 месяцев или >6 месяцев) сушите соответственно 24 ч или 48 ч. Всегда надевайте антистатический браслет и обеспечивайте заземление оборудования. Избегайте прямого контакта с эпоксидной поверхностью во избежание повреждения внутренней схемы.

7. Информация об упаковке и заказе

Стандартная упаковка: 2000 штук на катушку. Размеры ленты-носителя и катушки соответствуют спецификациям EIA. На этикетке указаны номер детали, номер партии, количество и информация о бине. Заказы должны содержать необходимые коды бинов для интенсивности, напряжения и длины волны, если требуется. Может применяться минимальный объем заказа.

8. Примечания по применению

Этот светодиод подходит для уличных полноцветных видеосветодиодных экранов, где требуется высокая яркость и контрастность. Матовая поверхность уменьшает отражение, улучшая читаемость при прямом солнечном свете. Для внутреннего декоративного освещения широкий угол обзора обеспечивает равномерное освещение. В развлекательных приложениях рейтинг IPX6 допускает воздействие дождя и брызг. Разработчики должны обеспечить надлежащий отвод тепла, особенно в плотных массивах, чтобы температура поверхности не превышала 55°C. Используйте драйверы с постоянным током для поддержания стабильной яркости. Рекомендуется защита от обратного напряжения: светодиод может выдерживать обратное напряжение до 5В, но длительное обратное смещение может привести к повреждению. В целях безопасности в схеме следует поддерживать обратное напряжение ниже 10В.

9. Техническое сравнение

По сравнению с обычными полноцветными светодиодами с глянцевой поверхностью, эта версия с матовой поверхностью обеспечивает более высокую контрастность и меньше бликов, что делает ее превосходной для высококачественных видеостен. Узкие бины длины волны (например, красный 617-628 нм) обеспечивают более насыщенные красные цвета по сравнению с конкурентами с более широкими бинами. Высокая сила света (до 5200 мкд зеленого) позволяет снизить энергопотребление при той же яркости экрана. Рейтинг IPX6 является явным преимуществом для наружного применения, тогда как многие эквивалентные продукты предлагают только IPX4 или не имеют защиты от воды. Уровень MSL 5a обеспечивает более длительный срок жизни на полу (24 часа) по сравнению с MSL 2a (72 часа), но требует тщательного контроля влажности; это компромисс для более высокой чувствительности к влаге.

10. Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Можно ли постоянно подавать на светодиод ток 30 мА?Нет, абсолютный максимальный прямой ток составляет 25 мА для красного и 20 мА для зеленого/синего. Постоянная работа при превышении этих номиналов приведет к повреждению светодиода.

Вопрос: Каков типичный срок службы?В техническом паспорте не указан точный срок службы, но на основе испытаний на надежность (1000 часов при 85°C/85% относительной влажности, термоудар и т.д.) светодиод рассчитан на длительный срок службы (>50 000 часов при рекомендуемых условиях).

Вопрос: Подходит ли светодиод для полноцветного видео с высокой частотой обновления?Да, благодаря быстрому времени отклика светодиодов (1 мкс) они идеально подходят для ШИМ-диммирования до нескольких кГц.<Вопрос: Как интерпретировать код бина на этикетке?

Код бина содержит четыре параметра: IV (диапазон силы света), VF (диапазон прямого напряжения), Wd (диапазон доминирующей длины волны) и IF (тестовый ток). Используйте эту информацию для подбора светодиодов для равномерного дисплея.Вопрос: Можно ли паять оплавлением дважды?

Нет, допускается только одна пайка оплавлением. Двойное оплавление может вызвать разрушение кристалла или деградацию проволочных соединений.11. Пример использования: уличный светодиодный экран на основе данного устройства

Один производитель спроектировал уличный полноцветный светодиодный экран P6, используя матричные модули 8x8 из этих светодиодов. Матовая поверхность минимизировала отражение солнечного света, обеспечив яркость 5000 нит с хорошей контрастностью. Рейтинг IPX6 позволил работать в дождливых условиях без дополнительной герметизации. После 2000 часов ускоренного испытания на срок службы при температуре окружающей среды 55°C среднее снижение интенсивности составило менее 15%, что подтверждает надежность. Узкие бины длины волны обеспечили однородность цвета по всему экрану.

12. Принцип работы

Этот светодиод является полупроводниковым прибором, основанным на электролюминесценции p-n перехода. Каждый цветной чип (красный: AlInGaP или GaAsP, зеленый/синий: InGaN) излучает свет при прямом смещении. Длина волны определяется шириной запрещенной зоны полупроводникового материала. Красный использует прямой сплав с меньшей энергией, а зеленый и синий – нитрид галлия-индия с более высокой энергией. Матовая поверхность достигается за счет обработки поверхности, которая рассеивает свет, уменьшая блики без существенной потери эффективности. Конструкция корпуса включает рефлекторную чашу и прозрачную эпоксидную линзу (матовую), которая также обеспечивает механическую защиту и влагостойкость.

13. Тенденции развития

Отраслевая тенденция для полноцветных светодиодов направлена на уменьшение корпусов с более высокой плотностью пикселей (например, 2,0x2,0 мм для 4K-экранов), увеличение яркости на кристалл (достижение >10 000 мкд для зеленого) и улучшение устойчивости к погодным условиям (IPX8). Данный корпус 2,8x2,7x3,0 мм представляет собой зрелый размер, обеспечивающий баланс между легкостью пайки и оптическими характеристиками. Будущие разработки могут быть сосредоточены на более узких бинах длины волны для лучшего охвата цветовой гаммы (например, DCI-P3) и лучшем управлении теплом, чтобы обеспечить более высокие рабочие токи без преждевременного старения. Также растет использование силиконовой герметизации вместо эпоксидной для повышения надежности в экстремальных условиях.

The industry trend for full-color LEDs is towards smaller packages with higher pixel density (e.g., 2.0x2.0mm for 4K screens), higher brightness per die (achieving >10,000mcd for green), and improved weather resistance (IPX8). This 2.8x2.7x3.0mm package represents a mature size that balances ease of soldering and optical performance. Future developments may focus on narrower wavelength bins for better color gamut coverage (e.g., DCI-P3) and better thermal management to allow higher drive currents without premature aging. The use of silicone encapsulation instead of epoxy is also increasing for higher reliability in extreme environments.