Синий светодиод 3,00x3,00x2,10 мм 3,3 В 1,65 Вт корпус EMC Техническое описание - 460 нм - 500 мА - 20 лм

1. Обзор продукта

В данном документе представлена полная техническая спецификация мощного синего светодиода (LED) в корпусе EMC (эпоксидный компаунд для формования). Устройство разработано для требовательных приложений, требующих высокой надежности, включая охранное видеонаблюдение, освещение для датчиков, ландшафтное освещение и общее освещение. Компактные размеры 3,00 мм x 3,00 мм x 2,10 мм позволяют создавать плотные компоновки печатных плат, обеспечивая типичный световой поток 20 люмен при рабочем токе 500 мА. Корпус EMC обеспечивает превосходные тепловые характеристики и надежность по сравнению с традиционными корпусами с выводами, что делает его пригодным для длительной работы в суровых условиях.

1.1 Ключевые особенности

• Совместимость с бессвинцовым оплавлением (соответствие RoHS)
• Уровень чувствительности к влаге: MSL Уровень 3 (согласно JEDEC)
• Доминантная длина волны: 460 нм (типичная) – синий цвет
• Прямое напряжение: 3,0 В – 3,3 В (типично 3,3 В при 500 мА)
• Угол обзора: 100 градусов (половинная мощность)
• Тепловое сопротивление: 14 °C/Вт (переход-точка пайки)
• Защита от электростатического разряда: 2 кВ (HBM) с выходом >90%

1.2 Целевые применения

• Оптические индикаторы и сигнальное освещение
• Ландшафтное и архитектурное освещение
• Общее освещение и декоративное освещение
• Освещение для камер безопасности и видеонаблюдения
• Системы датчиков и машинного зрения

2. Анализ технических параметров

В следующих разделах представлено углубленное толкование электрических, оптических и тепловых параметров, указанных в техническом описании продукта.

2.1 Оптические характеристики

При температуре 25 °C и прямом токе 500 мА светодиод имеет доминантную длину волны 460 нм с шириной спектра 30 нм. Световой поток оценивается в 20 люмен (типично) с допуском измерения ±10%. Угол обзора (угол половинной мощности 2θ1/2) составляет 100 градусов, что обеспечивает широкий разброс луча, подходящий для общего освещения и индикаторных приложений. Диаграмма излучения высокосимметрична, как показано на полярной диаграмме (см. Рис. 1-10 в оригинальном техническом описании).

2.2 Электрические параметры

Прямое напряжение при 500 мА находится в диапазоне от минимума 3,0 В до типичного 3,3 В. Допуск измерения составляет ±0,1 В. Обратный ток указан максимально 10 мкА при обратном напряжении 5 В. Рассеиваемая мощность ограничена абсолютным максимумом 1,65 Вт, что соответствует режиму работы при 500 мА. Крайне важно никогда не превышать абсолютные максимальные номиналы, чтобы избежать необратимого повреждения.

2.3 Тепловые характеристики

Тепловое сопротивление переход-точка пайки составляет 14 °C/Вт. Это низкое тепловое сопротивление, обеспечиваемое конструкцией корпуса EMC, позволяет эффективно передавать тепло от перехода светодиода к печатной плате. Правильное управление температурой необходимо: температура перехода не должна превышать максимальный номинал 115 °C. Кривые снижения номиналов показывают, что прямой ток должен быть уменьшен по мере увеличения температуры окружающей среды, чтобы поддерживать температуру перехода в допустимых пределах.

3. Биннинг и сортировка

Хотя техническое описание не содержит подробных таблиц биннинга, продукт поставляется с кодами биннов для светового потока (Φ), доминантной длины волны (WLD) и прямого напряжения (VF), как указано на этикетке катушки. Это позволяет клиентам выбирать определенные классы производительности для своих приложений. Типичный биннинг может включать бины по световому потоку с шагом и бины по длине волны около 460 нм. Для получения подробной информации о доступности биннов обратитесь к поставщику.

4. Анализ характеристических кривых

4.1 Зависимость прямого напряжения от прямого тока

Вольт-амперная характеристика (Рис. 1-6 в техническом описании) показывает типичное прямое напряжение около 3,3 В при 500 мА. При увеличении тока от 100 мА до 600 мА напряжение возрастает примерно с 3,0 В до 3,4 В. Эта почти линейная зависимость типична для синих светодиодов.

4.2 Зависимость относительной интенсивности от тока

Относительная световая интенсивность увеличивается с прямым током, но проявляет некоторое насыщение при более высоких токах (Рис. 1-7). При 500 мА относительная интенсивность составляет примерно 100%, а при 100 мА она падает до примерно 20%. Эта кривая помогает разработчикам оценить световой выход при более низких рабочих токах.

4.3 Температурная зависимость

Рис. 1-8 демонстрирует, что относительная интенсивность уменьшается с ростом температуры окружающей среды. При 85 °C интенсивность падает примерно до 85% от значения при 25 °C. Эта тепловая чувствительность должна быть учтена при проектировании светильников, работающих в условиях повышенной температуры.

4.4 Спектральное распределение

Спектр (Рис. 1-9) имеет пик около 460 нм с полной шириной на полувысоте 30 нм. Спектр ограничен синей областью, с незначительным излучением за пределами диапазона 400-700 нм.

4.5 Диаграмма излучения

Полярная диаграмма излучения (Рис. 1-10) показывает ламбертовское распределение с углом половинной мощности ±50 градусов. Такое широкое распределение подходит для заливного света и общего освещения.

4.6 Зависимость тока от температуры вывода (снижение номиналов)

Рис. 1-11 представляет кривую снижения номиналов: при температуре вывода 60 °C максимальный прямой ток составляет примерно 400 мА, а при 100 °C он снижается до примерно 100 мА. Эта кривая необходима для теплового проектирования.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Размеры корпуса

Размеры корпуса светодиода составляют 3,00 мм x 3,00 мм x 2,10 мм (длина x ширина x высота) с допусками ±0,2 мм, если не указано иное. Вид сверху показывает квадратный корпус с двумя контактными площадками: катод и анод обозначены на Рис. 1-2. Вид сбоку показывает высоту 2,10 мм с выступом линзы 0,70 мм. Вид снизу показывает размеры контактных площадок: катодная площадка 1,45 мм x 0,69 мм, анодная площадка 1,45 мм x 0,69 мм, расстояние между площадками 1,45 мм. Рекомендуемые схемы пайки (Рис. 1-5) предусматривают контактные площадки 3,00 x 2,26 мм для правильного монтажа.

5.2 Идентификация полярности

Катод отмечен небольшой выемкой или точкой на корпусе (см. Рис. 1-2). Анод находится на противоположной стороне. При сборке необходимо соблюдать правильную полярность.

5.3 Схемы пайки

Рекомендуемая схема пайки (Рис. 1-5) имеет размер 3,00 мм x 2,26 мм с расстоянием до края 0,46 мм. Тепловая площадка способствует отводу тепла. Используйте соответствующую конструкцию трафарета для обеспечения достаточного покрытия припоем.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль оплавления

Рекомендуемый профиль оплавления (Рис. 3-1) определяет: предварительный нагрев от 150 °C до 200 °C в течение 60-120 секунд; время выше 217 °C (TL) должно составлять 60-150 секунд; пиковая температура (TP) 260 °C с максимальным временем выдержки (tP) 10 секунд в пределах 5 °C от пика. Скорость охлаждения не должна превышать 6 °C/сек. Допускается только два прохода оплавления. Если между первым и вторым оплавлением проходит более 24 часов, светодиоды могут быть повреждены.

6.2 Ручная пайка

При ручной пайке используйте паяльник с температурой ниже 300 °C не более 3 секунд на каждую площадку. Допускается только одна ручная пайка.

6.3 Переделка и ремонт

Ремонт после пайки не рекомендуется. Если это неизбежно, используйте двухжальный паяльник и предварительно проверьте характеристики. Убедитесь, что во время нагрева не прилагается механическое напряжение.

6.4 Меры предосторожности при обращении

• Не оказывайте давление на поверхность силиконовой линзы; берите корпус только за боковые стороны.
• Избегайте установки на деформированные печатные платы; не сгибайте плату после пайки.
• Не охлаждайте быстро после пайки; дайте естественно остыть до комнатной температуры.
• Не подвергайте механической вибрации во время охлаждения.

6.5 Условия хранения

Невскрытые влагозащитные пакеты: хранить при<30 °C и<75% относительной влажности в течение до одного года с даты упаковки. После вскрытия: 168 часов при<30 °C и<60% относительной влажности. Если этот срок превышен, перед использованием просушите при 60±5 °C в течение 24 часов.

7. Информация об упаковке и заказе

7.1 Спецификации упаковки

Светодиод поставляется в упаковке типа лента и катушка по 3000 штук на катушку. Размеры транспортной ленты показаны на Рис. 2-1 с меткой полярности. Размеры катушки: A=12,7±0,3 мм, B=330,2±2 мм, C=79,5±1 мм, D=14,3±0,2 мм. Для защиты от влаги используется влагозащитный пакет с осушителем и индикатором влажности.

7.2 Информация на этикетке

Этикетка катушки включает: номер детали (PART NO.), номер спецификации (SPEC NO.), номер партии (LOT NO.), код бина (BIN CODE), световой поток (Φ), доминантную длину волны (WLD), прямое напряжение (VF), количество (QTY) и дату (DATE). Эта информация используется для отслеживания и выбора бина.

7.3 Картонная коробка

Катушки упаковываются в картонные коробки для отгрузки. Коробка маркируется информацией о продукте и количестве.

8. Надежность и квалификация

8.1 Элементы испытаний на надежность

Продукт прошел следующие испытания на надежность в соответствии со стандартами JEDEC: пайка оплавлением (260 °C, 3 раза), термоциклирование (от -40 °C до 100 °C, 100 циклов), тепловой удар (от -40 °C до 115 °C, 300 циклов), хранение при высокой температуре (100 °C, 1000 ч), хранение при низкой температуре (-40 °C, 1000 ч) и испытание на срок службы (25 °C, 500 мА, 1000 ч). Критерии приемки: 0 отказов из 10 образцов (0/1) для каждого испытания.

8.2 Критерии отказа

Пределы после воздействия: изменение прямого напряжения ≤ 1,1 × верхний предел спецификации; обратный ток ≤ 2,0 × верхний предел спецификации; снижение светового потока ≥ 0,7 × нижний предел спецификации.

9. Рекомендации по проектированию приложений

9.1 Тепловое проектирование

Учитывая тепловое сопротивление 14 °C/Вт и максимальную рассеиваемую мощность 1,65 Вт, адекватное тепловыделение имеет решающее значение. Используйте соответствующую площадь меди на печатной плате и тепловые переходы для поддержания температуры перехода ниже 115 °C. Снижайте ток в зависимости от температуры окружающей среды, используя представленную кривую снижения номиналов.

9.2 Электрическое проектирование

Каждый светодиод должен управляться с помощью токоограничивающих резисторов или источников постоянного тока для предотвращения теплового разгона. Следует избегать обратного напряжения; при необходимости используйте защитные диоды. Рекомендуется защита от электростатического разряда во время обращения и эксплуатации.

9.3 Экологические соображения

Избегайте воздействия соединений серы (>100 ppm), галогенов (бром и хлор по отдельности<900 ppm, общее содержание<1500 ppm) и летучих органических соединений, которые могут выделять газы и повреждать силиконовую линзу. При необходимости используйте изопропиловый спирт для очистки.

10. Принцип работы

Этот светодиод представляет собой полупроводниковое устройство, излучающее свет за счет электролюминесценции. Активная область состоит из квантовой ямы InGaN (нитрид индия-галлия), которая излучает синий свет при рекомбинации электронов и дырок под прямым смещением. Длина волны излучения определяется шириной запрещенной зоны материала квантовой ямы. В корпусе EMC в качестве герметика используется эпоксидный компаунд для формования, который обеспечивает механическую защиту и оптическую связь. Силиконовая линза увеличивает угол обзора и улучшает извлечение света.

11. Технологические тенденции

Тенденция в области мощных светодиодов продолжается в направлении более высокой эффективности, меньших корпусов и улучшенного управления температурой. Корпуса EMC, подобные этому, обеспечивают баланс стоимости и производительности для общего освещения и промышленных применений. Синий кристалл 460 нм также используется в качестве источника накачки люминофора для белых светодиодов, хотя данное устройство предназначено для прямого синего излучения. Будущие разработки могут включать более высокую плотность светового потока и повышенную надежность с более низким тепловым сопротивлением.

12. Часто задаваемые вопросы и примеры проектирования

12.1 FAQ

В: Можно ли управлять этим светодиодом током 700 мА?О: Нет, абсолютный максимальный ток составляет 500 мА (при правильном отводе тепла). Превышение этого значения может привести к повреждению устройства.

В: Каков типичный срок службы?О: В техническом описании не указан срок службы L70, но на основе аналогичных светодиодов EMC при номинальных условиях он может превышать 50 000 часов.

В: Подходит ли светодиод для импульсного режима работы?О: Да, импульсный режим с низким коэффициентом заполнения может допускать более высокий пиковый ток, но убедитесь, что средняя мощность не превышает 1,65 Вт.

12.2 Пример применения

В светильнике для ландшафтного освещения с 12 светодиодами, каждый из которых работает при токе 350 мА для достижения общего светового потока 240 люмен, с надлежащим отводом тепла с использованием алюминиевой печатной платы. Прямое напряжение при 350 мА составляет примерно 3,2 В, поэтому общая мощность на светодиод составляет 1,12 Вт. Тепловое проектирование обеспечивает температуру перехода ниже 85 °C при температуре окружающей среды 40 °C. Для безопасности рекомендуется драйвер постоянного тока с тепловой защитой.