Техническая спецификация светодиода 333-2UYD/S530-A3 - Ярко-желтый - 20мА - 320мкд

1. Обзор продукта

Настоящий документ содержит полные технические характеристики высокоэффективного ярко-желтого светодиода. Устройство предназначено для применений, требующих надежной работы и повышенной видимости. В нем используется технология чипа AlGaInP, инкапсулированного в желтую рассеивающую смолу, что обеспечивает отчетливый ярко-желтый цвет свечения. Серия предлагает выбор углов обзора и поставляется на ленте для автоматизированных процессов сборки.

1.1 Ключевые преимущества и соответствие стандартам

Надежность и устойчивость к внешним воздействиям являются ключевыми особенностями конструкции данного продукта. Он соответствует основным экологическим и нормам безопасности, что гарантирует соответствие современным производственным стандартам. В частности, устройство соответствует директиве ЕС RoHS (об ограничении использования опасных веществ), регламенту ЕС REACH и классифицируется как не содержащее галогенов, со строгими ограничениями по содержанию брома (Br) и хлора (Cl) (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Это делает его пригодным для широкого спектра потребительской и промышленной электроники.

1.2 Целевой рынок и области применения

Данный светодиод ориентирован на рынок подсветки и индикации в потребительской электронике. Его основные области применения включают использование в качестве индикатора или источника подсветки в телевизорах, компьютерных мониторах, телефонах и различных компьютерных периферийных устройствах. Сочетание цвета, яркости и размера корпуса делает его универсальным компонентом для инженеров-конструкторов.

2. Подробный анализ технических параметров

В данном разделе представлена детальная, объективная интерпретация ключевых электрических, оптических и тепловых параметров устройства, определенных в техническом описании.

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Абсолютные максимальные параметры определяют предельные значения, 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, что снизит срок службы светодиода и его световой поток.
• Пиковый прямой ток (IFP):60 мА (при скважности 1/10 и частоте 1 кГц). Этот параметр допускает короткие импульсы более высокого тока, что полезно для схем мультиплексирования или импульсного управления, но требует тщательного контроля для предотвращения перегрева.
• Обратное напряжение (VR):5 В. Приложение обратного напряжения выше этого значения может вызвать мгновенный и катастрофический отказ светодиодного перехода.
• Рассеиваемая мощность (Pd):60 мВт. Это максимальная мощность, которую корпус может рассеять в заданных условиях, рассчитанная на основе прямого напряжения и тока.
• Рабочая и температура хранения:Устройство может работать в диапазоне от -40°C до +85°C и храниться от -40°C до +100°C. Эти широкие диапазоны обеспечивают надежность в суровых условиях.
• Температура пайки:260°C в течение 5 секунд. Это определяет пиковую температуру и допустимое время для процессов волновой или конвекционной пайки.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измерены в стандартных условиях испытаний (Ta=25°C, IF=20мА, если не указано иное) и определяют производительность устройства.

• Сила света (Iv):Диапазон от 100 мкд (минимум) до типичного значения 320 мкд. Это мера воспринимаемой яркости желтого света человеческим глазом. Широкий диапазон указывает на процесс бинирования.
• Угол обзора (2θ1/2):Типично 30 градусов. Это полный угол, при котором сила света составляет половину пиковой интенсивности. Угол 30 градусов указывает на относительно сфокусированный луч, подходящий для направленной индикации.
• Пиковая и доминирующая длина волны (λp, λd):Типичные значения составляют 591 нм и 589 нм соответственно. Пиковая длина волны - это спектральный пик, в то время как доминирующая длина волны соответствует воспринимаемому цвету (ярко-желтый).
• Ширина спектра излучения (Δλ):Типично 15 нм. Это определяет спектральную чистоту излучаемого желтого света.
• Прямое напряжение (VF):Диапазон от 1,7В (мин.) до 2,4В (макс.), с типичным значением 2,0В при 20мА. Это критически важно для проектирования схемы ограничения тока.
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при VR=5В. Желателен низкий обратный ток.

3. Объяснение системы бинирования

В техническом описании упоминается система бинирования ключевых параметров, что необходимо для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве.

• CAT (Градации силы света):Этот код на упаковочной этикетке указывает на конкретный биновый диапазон силы света для данной партии светодиодов.
• HUE (Градации доминирующей длины волны):Этот код определяет биновый диапазон длины волны/цвета, гарантируя, что желтый цвет находится в пределах заданного допуска.
• REF (Градации прямого напряжения):Этот код указывает на биновый диапазон прямого напряжения, что помогает проектировать согласованные схемы управления, особенно когда несколько светодиодов используются последовательно.

Конструкторам следует обращаться к подробным таблицам бинирования производителя (не приведенным в данном основном описании), чтобы выбрать соответствующие коды в соответствии с требованиями их приложения к однородности цвета и яркости.

4. Анализ характеристических кривых

Типичные характеристические кривые дают представление о поведении светодиода в различных условиях.

4.1 Относительная интенсивность в зависимости от длины волны

Эта кривая показывает распределение спектральной мощности с пиком около 591 нм (желтый) и шириной полосы примерно 15 нм, что подтверждает монохроматическую природу чипа AlGaInP.

4.2 Диаграмма направленности

Диаграмма направленности визуализирует угол обзора 30 градусов, показывая, как интенсивность света уменьшается при отклонении угла от центральной оси.

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

Эта кривая нелинейна, что типично для диода. Она показывает взаимосвязь между приложенным прямым напряжением и результирующим током. Напряжение отсечки составляет около 2,0В. При работе выше этого напряжения отсечки небольшие изменения напряжения вызывают значительные изменения тока, что требует стабилизации тока для стабильной работы.

4.4 Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока

Сила света обычно увеличивается с ростом прямого тока, но в конечном итоге насыщается, а затем снижается из-за падения эффективности и тепловых эффектов. Кривая помогает определить оптимальный ток управления для достижения желаемой яркости с учетом эффективности и срока службы.

4.5 Зависимость от температуры

Относительная интенсивность в зависимости от температуры окружающей среды:Световой выход светодиода уменьшается с увеличением температуры перехода. Эта кривая количественно определяет это снижение, что критически важно для применений, работающих при повышенных температурах окружающей среды.
Прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды:Эта кривая может показывать, как характеристика прямого напряжения изменяется с температурой, что важно для сценариев управления постоянным напряжением.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод размещен в стандартном 3мм радиальном (круглом) корпусе для монтажа в отверстия. Ключевые размерные примечания включают:
- Все размеры указаны в миллиметрах.
- Высота фланца должна быть менее 1,5 мм (0,059\").
- Стандартный допуск составляет ±0,25 мм, если не указано иное.
Подробный чертеж с размерами (подразумеваемый в техническом описании) определяет расстояние между выводами, диаметр корпуса, форму линзы и общую высоту, что критически важно для проектирования посадочного места на печатной плате и обеспечения правильной установки в приложении.

5.2 Определение полярности и формовка выводов

Более длинный вывод, как правило, является анодом (плюсом). В техническом описании подчеркиваются важные правила формовки выводов для предотвращения повреждений:
- Изгибайте выводы в точке не менее чем в 3 мм от основания эпоксидной колбы.
- Выполняйте формовку перед пайкой.
- Избегайте механических напряжений на корпусе. Несовпадение отверстий на печатной плате, вызывающее напряжение на выводах, может ухудшить характеристики светодиода.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение жизненно важно для надежности.

6.1 Параметры процесса пайки

Ручная пайка:Максимальная температура жала паяльника 300°C (для паяльника мощностью до 30 Вт), максимальное время пайки 3 секунды на вывод.
Волновая/погружная пайка:Максимальная температура предварительного нагрева 100°C (максимум 60 сек), максимальная температура ванны припоя 260°C в течение 5 секунд.
Критическое правило:Соблюдайте минимальное расстояние 3 мм от паяного соединения до эпоксидной колбы, чтобы предотвратить тепловой удар для светодиодного чипа.

6.2 Рекомендуемый температурный профиль пайки

Типичный профиль включает этап предварительного нагрева, стабилизацию температуры, кратковременный пик при 260°C и контролируемое охлаждение. Быстрое охлаждение не рекомендуется. Процесс должен использовать ламинарную волну и правильное флюсование.

6.3 Условия хранения

Светодиоды следует хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤70%. Срок годности после отгрузки составляет 3 месяца. Для более длительного хранения (до одного года) используйте герметичный контейнер с азотной атмосферой и осушителем. Избегайте резких перепадов температуры во влажной среде, чтобы предотвратить конденсацию.

6.4 Очистка

При необходимости очищайте только изопропиловым спиртом при комнатной температуре в течение ≤1 минуты. Не используйте ультразвуковую очистку, если ее параметры (мощность, время) не были предварительно проверены на отсутствие повреждений, так как ультразвуковая энергия может привести к растрескиванию эпоксидной смолы или повреждению проводных соединений.

7. Информация об упаковке и заказе

7.1 Спецификация упаковки

Светодиоды упакованы в антистатические пакеты для предотвращения повреждения от электростатического разряда. Они помещаются во внутренние коробки, которые затем упаковываются во внешние коробки для отгрузки.
Количество в упаковке:Минимум от 200 до 500 штук в пакете. Пять пакетов упаковываются в одну внутреннюю коробку. Десять внутренних коробок упаковываются в одну внешнюю коробку.

7.2 Расшифровка маркировки

Маркировка на упаковке включает несколько кодов:
- CPN:Партномер заказчика.
- P/N:Партномер производителя (например, 333-2UYD/S530-A3).
- QTY:Количество в упаковке.
- CAT/HUE/REF:Коды бинирования для силы света, доминирующей длины волны и прямого напряжения соответственно.
- LOT No:Отслеживаемый номер производственной партии.

8. Рекомендации по применению и конструктивные соображения

8.1 Типовые схемы включения

Данный светодиод должен управляться с помощью механизма ограничения тока. Самый простой метод - последовательный резистор. Значение резистора (R) можно рассчитать по закону Ома: R = (Vпитания - Vf) / If. Для питания 5В и типичного Vf 2,0В при 20мА, R = (5 - 2,0) / 0,02 = 150 Ом. Для стабилизации тока, особенно когда требуется постоянство яркости или регулировка, рекомендуется использовать микросхему драйвера или транзисторную схему.

8.2 Тепловой режим

Хотя рассеиваемая мощность относительно невелика (макс. 60 мВт), при проектировании печатной платы необходимо учитывать правильный тепловой режим, особенно при высоких температурах окружающей среды или в закрытых пространствах. Достаточное расстояние между компонентами и возможное использование тепловых переходных отверстий могут помочь рассеять тепло от выводов светодиода, предотвращая повышение температуры перехода и последующую потерю яркости и срока службы.

9. Техническое сравнение и отличия

По сравнению со светодиодами желтого цвета старой технологии (например, на основе GaAsP), это устройство на основе AlGaInP предлагает значительно более высокую световую отдачу и более насыщенный, чистый желтый цвет. Угол обзора 30 градусов обеспечивает хороший компромисс между широкой видимостью и направленной интенсивностью, что делает его подходящим как для индикации, так и для подсветки, где полезен сфокусированный луч. Его соответствие современным стандартам, не содержащим галогенов, и RoHS является ключевым отличием для экологически ориентированных проектов.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я управлять этим светодиодом при 30 мА для большей яркости?
О: Нет. Абсолютный максимальный параметр для постоянного прямого тока составляет 25 мА. Превышение этого параметра грозит необратимым повреждением и ускоренной деградацией. Для надежной работы используйте рекомендуемый ток 20 мА или ниже.
В: В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?
О: Пиковая длина волны - это точка максимальной спектральной мощности излучения. Доминирующая длина волны - это длина волны монохроматического света, который казался бы человеческому глазу того же цвета. Они часто близки, как в данном случае (591 нм против 589 нм).
В: Почему правило изгиба выводов на расстоянии 3 мм так важно?
О: Изгиб ближе чем 3 мм к эпоксидной колбе передает механическое напряжение непосредственно на внутренние проводные соединения и полупроводниковый кристалл, что может вызвать немедленный разрыв или скрытые отказы, проявляющиеся позже.
В: Как интерпретировать коды CAT/HUE/REF на этикетке?
О: Это внутренние коды бинирования. Чтобы обеспечить постоянство цвета и яркости в вашем продукте, вы должны указать желаемые диапазоны бинирования при заказе и проверить, соответствуют ли коды на полученном материале вашей спецификации.

11. Практический пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование панели индикации состояния для сетевого маршрутизатора.Несколько ярко-желтых светодиодов используются для отображения различных состояний активности. Чтобы обеспечить однородный внешний вид, конструктор указывает поставщику узкий биновый диапазон HUE (длины волны) и конкретный биновый диапазон CAT (интенсивности). Светодиоды управляются через вывод GPIO микроконтроллера с последовательным резистором, рассчитанным на работу при 15 мА (для баланса яркости и долгосрочной надежности). Разводка печатной платы обеспечивает соблюдение рекомендуемого зазора в 3 мм от контактной площадки до корпуса светодиода. При сборке используется процесс волновой пайки с контролируемым профилем, соответствующим техническому описанию.

12. Введение в принцип работы технологии

Данный светодиод основан на полупроводниковом материале AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия). При приложении прямого напряжения электроны и дырки рекомбинируют в активной области полупроводника, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный состав сплава AlGaInP определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны (цвету) излучаемого света - в данном случае желтый (~589-591 нм). Желтая рассеивающая эпоксидная линза служит для защиты чипа, формирования выходного светового луча (угол обзора 30 градусов) и рассеивания света для создания равномерного внешнего вида.

13. Тенденции развития технологии

Общая тенденция в технологии светодиодов направлена на повышение эффективности (больше люмен на ватт), улучшение цветопередачи и снижение стоимости. Для индикаторных светодиодов, подобных данному, тенденции включают дальнейшую миниатюризацию (например, корпуса для поверхностного монтажа меньшего размера), увеличение яркости при той же потребляемой мощности и повышение надежности при работе при более высоких температурах. Также наблюдается постоянное стремление к более широкому соответствию экологическим нормам и использованию более устойчивых материалов в упаковке. Базовая система материалов AlGaInP является зрелой, но продолжает совершенствоваться в области эпитаксиального роста и конструкции чипов для извлечения большего количества света и улучшения постоянства характеристик.