Техническая документация на светодиодную лампу 523-2UYD/S530-A3 - 5мм круглая - Напряжение 2.0В - Ярко-желтый - 60мВт

1. Обзор продукта

Светодиод 523-2UYD/S530-A3 — это высокояркая лампа для сквозного монтажа, предназначенная для универсальных индикаторных применений. В ней используется технология чипа AlGaInP для создания яркого желтого рассеянного светового потока. Устройство характеризуется надежной работой, широким углом обзора и соответствием основным экологическим директивам, включая RoHS, REACH и требования по отсутствию галогенов.

1.1 Ключевые преимущества

• Высокая яркость:Специально разработан для применений, требующих повышенной силы света.
• Широкий угол обзора:Типичный угол половинной яркости 120° обеспечивает хорошую видимость с различных ракурсов.
• Экологическое соответствие:Продукт соответствует нормам ЕС RoHS и REACH. Также не содержит галогенов: содержание брома (Br) и хлора (Cl) менее 900 ppm каждый, а их сумма — менее 1500 ppm.
• Гибкость упаковки:Поставляется на катушке для автоматизированных процессов сборки.
• Прочная конструкция:Спроектирован для надежной и долговечной работы в типичных электронных условиях.

1.2 Целевой рынок и применения

Данный светодиод в первую очередь ориентирован на сектор бытовой электроники и информационных технологий. Его ключевые применения включают индикаторы состояния, подсветку и освещение панелей в устройствах, таких как телевизоры, компьютерные мониторы, телефоны и общая компьютерная периферия.

2. Технические параметры: Подробный объективный анализ

В следующем разделе представлен детальный, объективный разбор ключевых технических характеристик светодиода, определенных в спецификации. Все значения указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C, если не оговорено иное.

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа вблизи или на этих пределах не гарантируется и должна быть исключена для надежной эксплуатации.

• Постоянный прямой ток (I_F):25 мА — максимальный постоянный ток, который можно непрерывно подавать.
• Пиковый прямой ток (I_FP):60 мА — применим только в импульсном режиме со скважностью 1/10 на частоте 1 кГц.
• Обратное напряжение (V_R):5 В — максимальное напряжение, которое можно приложить в обратном направлении.
• Рассеиваемая мощность (P_d):60 мВт — максимальная мощность, которую может рассеять устройство.
• Рабочая температура (T_opr):от -40°C до +85°C — диапазон температуры окружающей среды для нормальной работы.
• Температура хранения (T_stg):от -40°C до +100°C.
• Температура пайки (T_sol):260°C в течение 5 секунд — максимально допустимая температура при волновой или ручной пайке.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры определяют производительность устройства в типичных рабочих условиях (I_F= 20 мА).

• Сила света (I_v):12.5 мкд (тип.), 6.3 мкд (мин.). Это воспринимаемая яркость светодиода. Погрешность измерения составляет ±10%.
• Угол обзора (2θ_1/2):120° (тип.). Угловой диапазон, в котором сила света составляет не менее половины пиковой интенсивности.
• Пиковая длина волны (λ_p):591 нм (тип.). Длина волны, на которой спектральное излучение наиболее сильное.
• Доминирующая длина волны (λ_d):589 нм (тип.). Единая длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, определяющая цвет. Погрешность измерения составляет ±1.0 нм.
• Ширина спектра излучения (Δλ):15 нм (тип.). Ширина излучаемого спектра на уровне половины пиковой интенсивности.
• Прямое напряжение (V_F):2.0 В (тип.), в диапазоне от 1.7 В (мин.) до 2.4 В (макс.). Погрешность измерения составляет ±0.1 В.
• Обратный ток (I_R):10 мкА (макс.) при V_R= 5 В.

3. Объяснение системы бинов

В спецификации указано использование системы бинов для классификации светодиодов по ключевым вариациям параметров. Это обеспечивает согласованность в пределах производственной партии для критических параметров конструкции. Упомянутые обозначения:

• CAT:Ранги силы света (I_v). Группирует светодиоды по измеренной яркости.
• HUE:Ранги доминирующей длины волны (λ_d). Группирует светодиоды по точному цветовому оттенку.
• REF:Ранги прямого напряжения (V_F). Группирует светодиоды по падению напряжения при заданном токе.

Конструкторам следует обращаться к конкретной информации о бинах от производителя для точного выбора в приложениях, критичных к цвету или яркости.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации представлены несколько характеристических кривых, иллюстрирующих поведение устройства в различных условиях. Они необходимы для надежного проектирования схем.

4.1 Относительная интенсивность в зависимости от длины волны

Эта кривая показывает распределение спектральной мощности с пиком около 591 нм (желтый) и типичной шириной 15 нм, подтверждая монохроматическую природу чипа AlGaInP.

4.2 Диаграмма направленности

Полярная диаграмма иллюстрирует типичный угол обзора 120°, показывая лампертовскую диаграмму направленности, характерную для рассеянных светодиодов, обеспечивающую широкое и равномерное освещение.

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

Эта кривая демонстрирует экспоненциальную зависимость, типичную для диода. В рекомендуемой рабочей точке 20 мА прямое напряжение составляет приблизительно 2.0В. Кривая имеет решающее значение для проектирования токоограничивающего резистора.

4.4 Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока

Световой поток увеличивается сверхлинейно с ростом тока. Хотя устройство рассчитано на постоянный ток 25 мА, световой поток при 20 мА является стандартным характеристическим значением. Работа выше 20 мА увеличивает яркость, но также и рассеиваемую мощность, и температуру перехода.

4.5 Тепловые характеристики

Представлены две ключевые кривые:
Относительная интенсивность в зависимости от температуры окружающей среды:Показывает, что световой поток уменьшается с ростом температуры окружающей среды. Это критический фактор снижения номинальных параметров для высокотемпературных сред.
Прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды:Неявно указывает на необходимость снижения номинального тока при высоких температурах для поддержания надежности и предотвращения ускоренной деградации светового потока.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод выполнен в стандартном круглом корпусе диаметром 5мм с радиальными выводами. Ключевые размерные примечания из чертежа включают:

• Все размеры указаны в миллиметрах (мм).
• Высота фланца (ободка у основания купола) должна быть менее 1.5мм.
• Стандартный допуск для неуказанных размеров составляет ±0.25мм.
• На чертеже указаны расстояние между выводами, диаметр и высота купола, а также длина и диаметр выводов, что является стандартным для сквозного монтажа на печатную плату.

5.2 Идентификация полярности

Катод обычно идентифицируется по плоскому срезу на ободке пластикового фланца светодиода и/или по более короткому выводу. Анод — более длинный вывод. Правильную полярность необходимо соблюдать при установке.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение крайне важно для предотвращения повреждения светодиода.

6.1 Формовка выводов

• Изгиб должен производиться на расстоянии не менее 3мм от основания эпоксидной колбы.
• Формуйте выводы перед пайкой.
• Избегайте механических напряжений на корпус. Несовпадение отверстий в плате, вызывающее напряжение на выводах, может ухудшить состояние эпоксидной смолы.
• Обрезайте выводы при комнатной температуре.

6.2 Процесс пайки

Ручная пайка:Максимальная температура жала паяльника 300°C (для паяльника мощностью до 30Вт), время пайки не более 3 секунд. Соблюдайте минимальное расстояние 3мм от места пайки до эпоксидной колбы.
Волновая (DIP) пайка:Максимальная температура предварительного нагрева 100°C (не более 60 сек). Температура ванны припоя не более 260°C в течение 5 секунд. Соблюдайте минимальное расстояние 3мм.
Общие правила:Избегайте механических напряжений на выводы при высокой температуре. Не паяйте более одного раза. Защищайте светодиод от ударов до его остывания до комнатной температуры. Избегайте быстрого охлаждения. Предоставлен рекомендуемый график температурного профиля пайки, показывающий плавный нагрев, пик 260°C в течение 5 секунд и контролируемое охлаждение.

6.3 Очистка

При необходимости очищайте только изопропиловым спиртом при комнатной температуре не более одной минуты. Не используйте ультразвуковую очистку, если ее воздействие не было предварительно проверено для конкретной сборки, так как ультразвуковая энергия может повредить структуру светодиода.

6.4 Условия хранения

После отгрузки светодиоды следует хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤70%. Рекомендуемый срок хранения — 3 месяца. Для более длительного хранения (до одного года) используйте герметичный контейнер с азотной атмосферой и влагопоглотителем.

7. Тепловой менеджмент и ЭСР

7.1 Управление теплом

Правильное тепловое проектирование критически важно. Рабочий ток должен быть соответствующим образом снижен в зависимости от температуры окружающей среды со ссылкой на кривую снижения номинальных параметров. Контроль температуры вокруг светодиода в приложении продлевает срок службы и поддерживает световой поток.

7.2 Чувствительность к электростатическому разряду (ЭСР)

Продукт чувствителен к электростатическому разряду или импульсному напряжению. Во время обращения и сборки следует соблюдать стандартные меры предосторожности от ЭСР, включая использование заземленных рабочих мест и браслетов.

8. Упаковка и информация для заказа

8.1 Спецификация упаковки

Светодиоды упакованы в антистатические, влагостойкие материалы.

• Единичная упаковка:Минимум от 200 до 500 штук в антистатическом пакете.
• Внутренняя коробка:5 пакетов во внутренней коробке.
• Внешняя (мастер) коробка:10 внутренних коробок во внешней коробке.

8.2 Объяснение маркировки

Маркировка на упаковке содержит следующую информацию:

• CPN:Производственный номер заказчика.
• P/N:Производственный номер (артикул производителя).
• QTY:Количество в упаковке.
• CAT/HUE/REF:Коды бинов для силы света, доминирующей длины волны и прямого напряжения соответственно.
• LOT No:Прослеживаемый номер партии.

9. Соображения по проектированию приложений

9.1 Проектирование схемы

Требуется простой последовательный резистор для ограничения тока через светодиод. Значение резистора (R) можно рассчитать по закону Ома: R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Используя типичное V_F2.0В и желаемый I_F20 мА при питании 5В: R = (5В - 2.0В) / 0.020А = 150 Ом. Номинальная мощность резистора должна быть I²R = (0.02)²* 150 = 0.06Вт, поэтому стандартного резистора 1/8Вт или 1/4Вт достаточно.

9.2 Разводка печатной платы

Убедитесь, что диаметры отверстий в плате соответствуют диаметру выводов с соответствующим допуском. Отверстия должны быть соосны, чтобы избежать напряжения на выводах при установке. Для наилучших результатов пайки соблюдайте правило минимального расстояния 3мм от эпоксидной колбы.

9.3 Согласованность яркости

Для приложений, требующих единообразного внешнего вида нескольких индикаторов, укажите поставщику узкие бины для силы света (CAT) и доминирующей длины волны (HUE).

10. Техническое сравнение и дифференциация

Модель 523-2UYD/S530-A3 выделяется своей специфической комбинацией атрибутов:

• Технология чипа:Использует AlGaInP, который является высокоэффективным для желтого, оранжевого и красного цветов по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP.
• Цвет и яркость:Предлагает "ярко-желтый" цвет с хорошей силой света (12.5 мкд тип.) для стандартного 5мм светодиода.
• Угол обзора:Широкий угол обзора 120° превосходит светодиоды с узким углом для применений, где важна видимость под углом.
• Соответствие:Всестороннее экологическое соответствие (RoHS, REACH, без галогенов) является ключевым преимуществом для современного производства электроники.

11. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я питать этот светодиод на его максимальном постоянном токе 25 мА?
О: Да, но обратите внимание, что электрооптические характеристики указаны для 20 мА. Работа на 25 мА даст более высокий световой поток, но также увеличит рассеиваемую мощность (P_d= V_F* I_F) и температуру перехода, что может повлиять на долгосрочную надежность и вызвать более быстрое снижение светового потока. Всегда учитывайте тепловой менеджмент.

В: В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?
О: Пиковая длина волны (591 нм) — это физический пик спектра света, излучаемого светодиодом. Доминирующая длина волны (589 нм) — это единая длина волны, которую человеческий глаз воспринимает как цвет, рассчитанная из полного спектра и чувствительности глаза. Доминирующая длина волны более актуальна для спецификации цвета.

В: Насколько критично правило расстояния 3мм при пайке?
О: Очень критично. Пайка ближе 3мм к эпоксидной колбе может передать избыточное тепло в корпус светодиода, потенциально повредив полупроводниковый чип, ухудшив эпоксидную линзу или разорвав внутренние проводящие соединения, что приведет к немедленному или скрытому отказу.

12. Пример внедрения в проект

Сценарий:Проектирование панели индикаторов состояния для сетевого маршрутизатора с четырьмя желтыми светодиодами.
Требования:Согласованная яркость и цвет, видимость под широким углом, надежная работа в среде до 60°C.
Этапы проектирования:

1. Выбор:Выбрана модель 523-2UYD/S530-A3 за ее яркий желтый свет, угол обзора 120° и рабочий диапазон от -40 до +85°C.
2. Бины:Для обеспечения визуальной согласованности в заказе указаны узкие бины для CAT (сила света) и HUE (доминирующая длина волны).
3. Проектирование схемы:При использовании источника питания 3.3В токоограничивающий резистор рассчитывается: R = (3.3В - 2.0В) / 0.020А = 65 Ом (используйте стандартное значение 68 Ом). Мощность: (0.02^2)*68 = 0.027Вт.
4. Тепловые соображения:При температуре окружающей среды 60°C необходимо обратиться к кривой снижения номинальных параметров. Возможно, потребуется снизить рабочий ток ниже 20 мА для сохранения срока службы, или разводка платы должна гарантировать, что светодиоды не размещены рядом с другими источниками тепла.
5. Сборка:Отверстия в плате сверлятся по спецификации. При волновой пайке профиль устанавливается в соответствии с рекомендуемыми 260°C в течение 5 секунд, гарантируя, что корпуса светодиодов не погружаются за пределы отметки 3мм.

13. Введение в принцип технологии

Светодиод основан на полупроводниковом чипе AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия). При приложении прямого напряжения электроны и дырки рекомбинируют в активной области чипа, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlGaInP определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны (цвету) излучаемого света — в данном случае желтый (~589-591 нм). Чип инкапсулирован в рассеивающую желтую эпоксидную смолу. Рассеивающие частицы в смоле рассеивают свет, создавая широкий угол обзора 120 градусов и более мягкий, равномерный внешний вид по сравнению с прозрачной линзой.

14. Тенденции и контекст отрасли

Хотя светодиоды для поверхностного монтажа (SMD) доминируют в новых разработках благодаря малому размеру и пригодности для автоматизированной сборки, светодиоды для сквозного монтажа, такие как круглый корпус 5мм, остаются актуальными. Их спрос сохраняется в нескольких областях: образовательные наборы и прототипирование из-за простоты ручной пайки; применения, требующие очень высокой надежности и прочных механических соединений; обслуживание и производство устаревшей продукции; и ситуации, когда больший размер линзы полезен для светового потока или угла обзора. Тенденция для таких компонентов — повышение эффективности, увеличение яркости на единицу входной мощности и более строгое соответствие глобальным экологическим и материальным нормам, что отражено в спецификациях данного документа.