Техническая спецификация светодиода 583SYGD/S530-E2 - Яркий желто-зеленый - 20мА - 5мкд

1. Обзор продукта

583SYGD/S530-E2 — это высокоинтенсивный светодиодный компонент, предназначенный для применений, требующих надежного и устойчивого освещения. Он излучает яркий желто-зеленый свет, достигаемый за счет чипа AlGaInP, инкапсулированного в зеленую рассеивающую смолу. Данная серия предлагает выбор различных углов обзора и поставляется в упаковке на ленте и в катушке для автоматизированных процессов сборки.

Продукт соответствует ключевым экологическим и нормам безопасности, включая директиву ЕС RoHS, REACH и требования по отсутствию галогенов (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm), что гарантирует его пригодность для современного электронного производства.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основные преимущества данного светодиода включают высокую для своего класса световую интенсивность, очень широкий угол обзора 170° для равномерного освещения и стабильные характеристики. Его конструкция ориентирована на надежность в стандартных рабочих условиях. Основные области применения — подсветка в потребительской электронике, включая телевизоры, компьютерные мониторы, телефоны и общее компьютерное оборудование, где требуется стабильная цветная индикация или подсветка.

2. Анализ технических параметров

В данном разделе представлена детальная, объективная интерпретация ключевых электрических, оптических и тепловых параметров, указанных в спецификации. Понимание этих значений критически важно для правильного проектирования схемы и обеспечения долгосрочной надежности.

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Предельные эксплуатационные параметры определяют границы нагрузок, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Это не условия для нормальной работы.

• Постоянный прямой ток (IF):25 мА. Превышение этого тока в непрерывном режиме приведет к чрезмерному нагреву, деградации внутренней структуры светодиода и снижению светового потока.
• Пиковый прямой ток (IFP):60 мА (при скважности 1/10, 1 кГц). Данный параметр допускает короткие импульсы тока, что полезно для схем мультиплексирования или ШИМ-диммирования, но средний ток должен оставаться в пределах постоянного номинала.
• Обратное напряжение (VR):5 В. Приложение обратного напряжения выше этого значения может вызвать немедленный пробой p-n перехода. Рекомендуется использовать защиту схемы (например, последовательный диод), если возможно обратное смещение.
• Рассеиваемая мощность (Pd):60 мВт. Это максимальная мощность, которую корпус может рассеять в виде тепла при температуре окружающей среды 25°C. Фактическая допустимая рассеиваемая мощность снижается с ростом температуры окружающей среды.
• Рабочая и температура хранения:-40°C до +85°C (рабочая), -40°C до +100°C (хранение). Эти параметры определяют температурные пределы для функционирования и нерабочего хранения.
• Температура пайки (Tsol):260°C в течение 5 секунд. Это критически важно для сборки печатной платы, определяя максимальный тепловой профиль, который светодиод может выдержать во время оплавления или ручной пайки.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти характеристики измеряются при Ta=25°C и IF=20мА, если не указано иное. Они представляют типичные ожидаемые характеристики устройства.

• Сила света (Iv):2.5 мкд (мин.), 5 мкд (тип.). Это мера воспринимаемой светоотдачи в направлении пиковой интенсивности. Минимальное значение гарантируется, а типичное является средним по производству.
• Угол обзора (2θ1/2):170° (тип.). Этот исключительно широкий угол указывает на то, что светодиод излучает свет почти по полной полусфере, что делает его подходящим для применений, требующих широкого, рассеянного освещения, а не сфокусированного луча.
• Пиковая длина волны (λp):575 нм (тип.). Длина волны, на которой спектральная плотность мощности максимальна. Для этого желто-зеленого светодиода она находится в области 575 нм.
• Доминирующая длина волны (λd):573 нм (тип.). Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, которая может незначительно отличаться от пиковой длины волны. В спецификации указана погрешность измерения ±1.0 нм.
• Ширина спектра излучения (Δλ):20 нм (тип.). Определяет спектральную ширину (полная ширина на половине максимума) излучаемого света, указывая на чистоту цвета.
• Прямое напряжение (VF):1.7В (мин.), 2.0В (тип.), 2.4В (макс.) при 20мА. Это падение напряжения на светодиоде при работе. Конструкции схем должны учитывать максимальное VF для обеспечения достаточного напряжения питания. Ограничивающий резистор или источник постоянного тока обязательны.
• Обратный ток (IR):10 мкА (макс.) при VR=5В. Это ток утечки, когда устройство находится под обратным смещением на предельном значении.

3. Объяснение системы сортировки

В спецификации упоминается система маркировки, включающая ранги для ключевых параметров, что указывает на сортировку (бининг) продукции после изготовления.

• CAT:Ранги силы света. Светодиоды группируются на основе измеренной светоотдачи.
• HUE:Ранги доминирующей длины волны. Светодиоды сортируются на группы по их точной цветовой точке (например, 573нм ± несколько нм).
• REF:Ранги прямого напряжения. Светодиоды сортируются по их Vf для обеспечения согласованного поведения в параллельных цепях или для согласования напряжений.

Для точного соответствия цвета и яркости в приложении необходимо указывать или понимать коды сортировки.

4. Анализ характеристических кривых

Представленные графики дают более глубокое понимание поведения светодиода в различных условиях.

4.1 Относительная интенсивность в зависимости от длины волны

Эта кривая спектрального распределения показывает светоотдачу как функцию длины волны, с центром около 575 нм и типичной шириной 20 нм. Она подтверждает монохроматическую природу светового излучения.

4.2 Диаграмма направленности

График диаграммы направленности иллюстрирует угол обзора 170°, показывая, как интенсивность уменьшается от центра (0 градусов). Картина типична для светодиода в корпусе "лампа" с рассеивающей линзой, обеспечивающей очень широкое, равномерное освещение.

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

Эта кривая показывает экспоненциальную зависимость между током и напряжением. Напряжение отсечки составляет около 1.7В-2.0В. При работе выше этого напряжения отсечки, Vf увеличивается лишь незначительно при больших увеличениях тока, что подчеркивает, почему светодиоды лучше всего питать от источника тока, а не от источника напряжения.

4.4 Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока

Этот график демонстрирует, что светоотдача светодиода (относительная интенсивность) увеличивается с ростом прямого тока. Однако зависимость не является идеально линейной, и эффективность может снижаться при очень высоких токах из-за повышенного нагрева. Работа на рекомендованном токе 20мА или ниже обеспечивает оптимальную производительность и долговечность.

4.5 Кривые тепловых характеристик

Относительная интенсивность в зависимости от температуры окружающей среды:Показывает, что светоотдача уменьшается с ростом температуры окружающей среды. Это ключевая характеристика светодиодов; управление тепловым режимом критически важно для поддержания яркости.
Прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды:Вероятно, иллюстрирует необходимость снижения номинального тока при высоких температурах для предотвращения превышения максимальной температуры перехода и поддержания надежности. В спецификации подчеркивается, что управление тепловым режимом должно учитываться на этапе проектирования.

5. Механическая информация и данные о корпусе

Корпус представляет собой стандартный 5-миллиметровый круглый светодиодный корпус. Ключевые размерные примечания включают:
- Все размеры указаны в миллиметрах.
- Высота фланца должна быть менее 1.5 мм.
- Общий допуск составляет ±0.25 мм, если не указано иное.
Чертеж размеров предоставляет критически важные измерения для проектирования посадочного места на печатной плате, включая расстояние между выводами (типично 2.54 мм), диаметр линзы и общую высоту. Подчеркивается важность правильного совмещения отверстий для избежания механических напряжений при монтаже.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Предоставлены подробные процедуры для обеспечения того, что сборка не повредит светодиод.

6.1 Формовка выводов

• Изгибайте выводы в точке не менее чем в 3 мм от основания эпоксидной колбы.
• Выполняйте формовку перед пайкой.
• Избегайте механических напряжений на корпус; несовмещенные отверстия в печатной плате могут вызвать напряжение и растрескивание смолы.
• Обрезайте выводы при комнатной температуре.

6.2 Хранение

• Храните при температуре ≤30°C и влажности ≤70% после получения. 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.

6.3 Процесс пайки

Критическое правило:Соблюдайте минимальное расстояние 3 мм от паяного соединения до эпоксидной колбы.

Ручная пайка:Максимальная температура жала паяльника 300°C (для паяльника мощностью до 30 Вт), время пайки не более 3 секунд.

Волновая/погружная пайка:Предварительный нагрев не более 100°C, не более 60 сек. Температура ванны припоя не более 260°C, не более 5 секунд.

Предоставлен рекомендуемый график температурного профиля пайки, подчеркивающий контролируемый нагрев, выдержку при пиковой температуре и контролируемое охлаждение. Быстрый процесс охлаждения не рекомендуется. Пайку (погружную или ручную) не следует выполнять более одного раза. Избегайте механических ударов, пока светодиод горячий.

6.4 Очистка

При необходимости очищайте только изопропиловым спиртом при комнатной температуре в течение ≤1 минуты. Не используйте ультразвуковую очистку, если она не была предварительно квалифицирована, так как это может повредить внутреннюю структуру.

6.5 Управление тепловым режимом

В спецификации прямо указано, что управление тепловым режимом должно учитываться на этапе проектирования. Рабочий ток должен быть снижен в зависимости от температуры окружающей среды, со ссылкой на кривую снижения номинала. Контроль температуры вокруг светодиода необходим для поддержания светоотдачи и срока службы устройства.

6.6 Меры предосторожности от ЭСР (электростатического разряда)

Светодиод чувствителен к ЭСР и импульсным напряжениям, которые могут повредить кристалл. Во время сборки и обращения необходимо использовать надлежащие процедуры защиты от ЭСР (заземленные рабочие места, антистатические браслеты).

7. Упаковка и информация для заказа

Светодиоды упакованы для защиты от электростатического разряда и влаги.

• Упаковочные материалы:Антистатический пакет, помещенный во внутреннюю коробку, которая затем упаковывается во внешнюю коробку.
• Количество в упаковке:Минимум 200-500 штук в пакете. 5 пакетов во внутренней коробке. 10 внутренних коробок во внешней коробке (итого: 10 000 - 25 000 штук в мастер-коробке, в зависимости от количества пакетов).
• Объяснение маркировки:Маркировка включает CPN (номер детали заказчика), P/N (номер детали производителя), QTY (количество), CAT (сортировка по интенсивности), HUE (сортировка по длине волны), REF (сортировка по напряжению) и LOT No (номер партии).

8. Рекомендации по применению и соображения при проектировании

Типичные применения:Подсветка для телевизоров, мониторов, телефонов и компьютеров, где требуется желто-зеленая индикация или декоративное освещение. Широкий угол обзора делает его подходящим для панельного освещения, где желательно равномерное освещение.

Соображения при проектировании:
1. Схема управления:Всегда используйте последовательный ограничивающий резистор или источник постоянного тока. Рассчитайте значение резистора на основе напряжения питания (Vs), максимального прямого напряжения (Vf_max) и желаемого тока (I_f, например, 20мА): R = (Vs - Vf_max) / I_f.
2. Тепловое проектирование:Убедитесь, что печатная плата и окружающая область обеспечивают рассеивание тепла, особенно если используется несколько светодиодов или если температура окружающей среды высока. При необходимости рассмотрите возможность использования радиатора или теплопроводных материалов.
3. Оптическое проектирование:Рассеивающая линза обеспечивает широкий, мягкий свет. Для более сфокусированного света потребуется внешняя вторичная оптика.
4. Надежность:Строго соблюдайте предельные эксплуатационные параметры и рекомендации по пайке. Работа ниже рекомендованных 20 мА может значительно увеличить срок службы.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Хотя прямое сравнение с конкурентами в спецификации отсутствует, ключевые отличительные особенности данной детали можно вывести:
- Очень широкий угол обзора (170°):Шире, чем у многих стандартных 5-мм светодиодов, обеспечивает более рассеянный свет.
- Соответствие экологическим нормам:Явно указано полное соответствие RoHS, REACH и требованиям по отсутствию галогенов, что критически важно для современной электроники.
- Подробные примечания по применению:Спецификация предоставляет обширные рекомендации по пайке, хранению и обращению, что способствует технологичности и надежности конструкции.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Могу ли я питать этот светодиод током 30 мА для большей яркости?
О: Нет. Предельный эксплуатационный параметр для постоянного прямого тока составляет 25 мА. Превышение этого значения грозит необратимым повреждением и сокращением срока службы. Работайте на токе 20 мА или ниже для надежной работы.

В: Какой резистор мне нужен для питания 5 В?
О: Используя максимальное Vf 2.4 В и целевой ток 20 мА: R = (5В - 2.4В) / 0.02А = 130 Ом. Используйте ближайшее стандартное значение (например, 150 Ом) для немного более безопасного тока. Всегда проверяйте фактический ток в цепи.

В: Можно ли использовать его для уличных применений?
О: Рабочий температурный диапазон составляет от -40°C до +85°C, что покрывает многие уличные условия. Однако корпус не имеет специальной степени защиты от влаги или УФ-излучения. Для уличного использования потребуется дополнительная защита от окружающей среды (защитное покрытие, герметичный корпус).

В: Почему условия хранения такие специфичные (3 месяца)?
О: Корпуса светодиодов могут поглощать влагу из воздуха. Во время высокотемпературной пайки эта захваченная влага может быстро испаряться и вызывать внутреннее расслоение или растрескивание (\"эффект попкорна\"). Срок годности 3 месяца основан на типичных уровнях чувствительности к влажности (MSL). Для более длительного хранения предписан метод сухого пакета.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование панели индикации состояния:Конструктору требуется несколько однородных желто-зеленых индикаторов на панели управления. Он выбирает 583SYGD/S530-E2 из-за его цвета и широкого угла обзора. Для обеспечения однородности он работает с поставщиком, чтобы закупить светодиоды из одной производственной партии и определенных групп сортировки HUE и CAT. На печатной плате он размещает светодиоды с рекомендованным посадочным местом, обеспечивая совмещение отверстий для предотвращения напряжения на выводах. Он использует микросхему драйвера постоянного тока, настроенную на 18 мА (чуть ниже спецификации 20 мА), чтобы максимизировать срок службы и минимизировать тепловое напряжение. Во время сборки он следует рекомендациям по ручной пайке, используя паяльник с контролем температуры. В результате получается панель с яркими, однородными и надежными индикаторами.

12. Введение в принцип работы

Светодиоды (LED) — это полупроводниковые устройства, излучающие свет при прохождении через них электрического тока. Это явление называется электролюминесценцией. В 583SYGD/S530-E2 активная область изготовлена из полупроводникового соединения фосфида алюминия-галлия-индия (AlGaInP). При приложении прямого напряжения электроны и дырки инжектируются в активную область с противоположных сторон p-n перехода. Когда эти носители заряда рекомбинируют, они высвобождают энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlGaInP определяет ширину запрещенной зоны, которая, в свою очередь, определяет длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае желто-зеленый (~573-575 нм). Зеленая рассеивающая эпоксидная смола корпуса служит одновременно защитным корпусом и линзой, формируя световой поток в характерный широкий луч.

13. Технологические тренды и контекст

Формат 5-мм светодиодной "лампы", такой как 583SYGD/S530-E2, представляет собой зрелую и широко используемую технологию выводного монтажа. Современные тренды в индустрии светодиодов в значительной степени сосредоточены на корпусах для поверхностного монтажа (SMD) (например, 2835, 3535, 5050) из-за их меньшего размера, лучших тепловых характеристик через контактные площадки печатной платы и пригодности для высокоскоростной автоматизированной сборки. Однако выводные светодиоды остаются актуальными для применений, требующих большей механической прочности отдельных компонентов, более простого ручного прототипирования, ремонта или в ситуациях, когда больший размер линзы оптически выгоден. Акцент в подобных спецификациях на безгалогенных материалах и всестороннем экологическом соответствии отражает общую тенденцию отрасли к более "зеленой" электронике и ужесточению регулирования цепочек поставок. Кроме того, подробные рекомендации по тепловому режиму и надежности указывают на общеотраслевую направленность на максимизацию срока службы и производительности светодиодов за счет правильного проектирования применения, что критически важно по мере проникновения светодиодов в более требовательные области применения, выходящие за рамки простых индикаторов.