Техническая спецификация светодиода 313-2UYD/S530-A3 - Ярко-желтый - 20мА - 2.0В

1. Обзор продукта

Настоящий документ содержит технические характеристики высокоинтенсивного ярко-желтого светодиода. Устройство изготовлено по технологии AlGaInP чипа и залито желтой рассеивающей смолой, что делает его пригодным для применений, требующих повышенной видимости и надежной работы. Серия предлагает выбор различных углов обзора и поставляется в ленточной упаковке для автоматизированных процессов сборки.

Продукт спроектирован как надежный и долговечный, соответствует ключевым экологическим и стандартам безопасности, включая RoHS, EU REACH и требования по отсутствию галогенов (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Основная цель разработки — обеспечение высокого уровня яркости для широкого спектра потребительских и промышленных электронных применений.

2. Глубокий анализ технических параметров

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Предельные рабочие условия устройства определены при температуре окружающей среды Ta=25°C. Превышение этих параметров может привести к необратимому повреждению.

• Постоянный прямой ток (IF):25 мА. Это максимальный постоянный ток, который можно непрерывно подавать на светодиод.
• Пиковый прямой ток (IFP):60 мА. Данный параметр применим в импульсном режиме с коэффициентом заполнения 1/10 на частоте 1 кГц.
• Обратное напряжение (VR):5 В. Приложение обратного напряжения сверх этого предела может повредить p-n переход светодиода.
• Рассеиваемая мощность (Pd):60 мВт. Это максимальная мощность, которую может рассеивать корпус.
• Рабочая температура (Topr):от -40 до +85 °C. Диапазон температуры окружающей среды для надежной работы.
• Температура хранения (Tstg):от -40 до +100 °C. Безопасный диапазон температур для хранения устройства при нерабочем состоянии.
• Температура пайки (Tsol):260 °C в течение 5 секунд. Максимально допустимая температура и время для процессов пайки.

2.2 Электрооптические характеристики

Ключевые параметры производительности измерены при Ta=25°C и прямом токе (IF) 20 мА, что является типичной рабочей точкой.

• Сила света (Iv):Типичное значение составляет 200 мкд, минимальное — 100 мкд. Этот параметр указывает на воспринимаемую яркость желтого светового потока. Погрешность измерения составляет ±10%.
• Угол обзора (2θ1/2):Типичное значение — 50 градусов. Это определяет угловой разброс, в пределах которого сила света составляет не менее половины от пикового значения.
• Пиковая длина волны (λp):Типичное значение — 591 нм. Это длина волны, на которой спектральное излучение является наиболее сильным.
• Доминирующая длина волны (λd):Типичное значение — 589 нм. Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, представляющая цвет светодиода. Погрешность измерения составляет ±1.0 нм.
• Ширина спектра излучения (Δλ):Типичное значение — 15 нм. Это указывает на спектральную ширину излучаемого света.
• Прямое напряжение (VF):Типичное значение — 2.0 В, в диапазоне от минимального 1.7 В до максимального 2.4 В при токе 20 мА. Погрешность измерения составляет ±0.1 В.
• Обратный ток (IR):Максимальное значение — 10 мкА при приложении обратного напряжения (VR) 5 В.

3. Объяснение системы бинов

Продукт использует систему бинов для классификации устройств на основе ключевых оптических и электрических параметров, обеспечивая согласованность в проектировании приложений. Маркировка на упаковке указывает эти бины.

• CAT (Группы силы света):Этот код классифицирует светодиод на основе измеренной выходной силы света.
• HUE (Группы доминирующей длины волны):Этот код классифицирует светодиод на основе его доминирующей длины волны, которая коррелирует с точным оттенком желтого цвета.
• REF (Группы прямого напряжения):Этот код классифицирует светодиод на основе падения прямого напряжения при тестовом токе.

Такая система бинов позволяет разработчикам выбирать светодиоды с жестко контролируемыми характеристиками для применений, где критически важна однородность цвета или яркости.

4. Анализ характеристических кривых

Техническая спецификация включает несколько характеристических кривых, иллюстрирующих поведение устройства в различных условиях.

4.1 Относительная интенсивность в зависимости от длины волны

Эта кривая показывает распределение спектральной мощности излучаемого света с центром вокруг пиковой длины волны 591 нм и типичной шириной полосы 15 нм, подтверждая ярко-желтый цвет.

4.2 Диаграмма направленности

Этот график визуализирует пространственное распределение света, соответствующее типичному углу обзора 50 градусов, показывая, как интенсивность уменьшается от центральной оси.

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

Этот график изображает экспоненциальную зависимость между прямым напряжением и током. Типичное VF 2.0В при 20мА является ключевой точкой на этой кривой. Это важно для проектирования схемы ограничения тока.

4.4 Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока

Эта кривая показывает, как световой выход увеличивается с ростом прямого тока. Обычно она линейна в рабочем диапазоне, но насыщается при более высоких токах. Работа при рекомендуемых 20мА обеспечивает оптимальную эффективность и долговечность.

4.5 Относительная интенсивность в зависимости от температуры окружающей среды

Эта кривая демонстрирует отрицательный температурный коэффициент светового выхода. При увеличении температуры окружающей среды (Ta) относительный световой выход уменьшается. Это имеет решающее значение для управления тепловым режимом в приложении.

4.6 Прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды

Этот график, вероятно, иллюстрирует взаимосвязь между прямым током и температурой при постоянном напряжении или мощности, информируя о практике снижения номинальных параметров.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Чертеж габаритных размеров корпуса

Техническая спецификация содержит подробный механический чертеж корпуса светодиода. Ключевые размеры включают общий размер корпуса, расстояние между выводами и форму эпоксидной линзы. Все размеры указаны в миллиметрах (мм).

Важные примечания:

• Высота фланца должна быть менее 1.5 мм (0.059\").
• Если не указано иное, общий допуск на размеры составляет ±0.25 мм.

5.2 Идентификация полярности

Катодный (отрицательный) вывод обычно идентифицируется на чертеже размеров, часто по плоскому участку на линзе, выемке на корпусе или более короткому выводу. Правильную полярность необходимо соблюдать при монтаже на печатную плату.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение критически важно для сохранения надежности и производительности устройства.

6.1 Формовка выводов

• Изгибайте выводы в точке не менее чем в 3 мм от основания эпоксидной колбы.
• Выполняйте формовку выводовдо soldering.
• Избегайте напряжения на корпусе светодиода во время формовки, чтобы предотвратить внутренние повреждения или поломку.
• Обрезайте выводные рамки при комнатной температуре.
• Убедитесь, что отверстия в печатной плате идеально совпадают с выводами светодиода, чтобы избежать монтажного напряжения.

6.2 Хранение

• Храните при температуре ≤30°C и относительной влажности (RH) ≤70% после получения. Срок годности в этих условиях составляет 3 месяца.
• Для хранения более 3 месяцев используйте герметичный контейнер с азотной атмосферой и осушителем сроком до одного года.
• Избегайте резких перепадов температуры при высокой влажности, чтобы предотвратить конденсацию.

6.3 Процесс пайки

Общее правило:Соблюдайте минимальное расстояние 3 мм от места пайки до эпоксидной колбы.

Ручная пайка:

• Температура жала паяльника: макс. 300°C (для паяльника макс. 30 Вт).
• Время пайки на один вывод: макс. 3 секунды.

Волновая (DIP) пайка:

• Температура предварительного нагрева: макс. 100°C (макс. 60 секунд).
• Температура и время в паяльной ванне: макс. 260°C в течение 5 секунд.

Критические замечания по пайке:

• Избегайте нагрузки на выводы при высоких температурах.
• Не паяйте (волновой или ручной пайкой) более одного раза.
• Защищайте эпоксидную колбу от ударов/вибрации до тех пор, пока светодиод не остынет до комнатной температуры.
• Избегайте быстрого охлаждения от пиковой температуры.
• Используйте минимально возможную температуру, обеспечивающую надежное паяное соединение.
• Следуйте рекомендуемому профилю пайки для волновой пайки.

6.4 Очистка

• При необходимости очищайте только изопропиловым спиртом при комнатной температуре в течение ≤1 минуты.
• Высушите при комнатной температуре перед использованием.
• Избегайте ультразвуковой очистки. Если это абсолютно необходимо, предварительно квалифицируйте процесс, чтобы убедиться в отсутствии повреждений.

7. Тепловой менеджмент

Эффективный отвод тепла необходим для производительности и срока службы светодиода.

• Учитывайте тепловой менеджмент на начальном этапе проектирования приложения.
• Соответствующим образом снижайте рабочий ток на основе температуры окружающей среды приложения, ссылаясь на кривые снижения номинальных параметров (подразумевается в графиках производительности).
• Контролируйте температуру вокруг светодиода в конечном приложении. Чрезмерная температура перехода снижает световой выход и может ускорить деградацию.

8. Меры предосторожности от электростатического разряда (ESD)

Данный светодиод чувствителен к электростатическому разряду (ESD) и импульсным напряжениям, которые могут повредить полупроводниковый кристалл и повлиять на надежность.

• Всегда обращайтесь с устройствами в защищенной от ESD среде (используя заземленные браслеты, проводящие коврики и т.д.).
• Используйте соответствующую ESD-безопасную упаковку и контейнеры во время транспортировки и хранения.

9. Информация об упаковке и заказе

9.1 Спецификация упаковки

Устройство упаковано для обеспечения защиты от влаги и электростатического разряда.

• Первичная упаковка:Антистатический пакет.
• Вторичная упаковка:Внутренняя коробка.
• Третичная упаковка:Внешняя коробка.

Количество в упаковке:

1. Минимум от 200 до 500 штук в антистатическом пакете.
2. 6 пакетов упаковываются в 1 внутреннюю коробку.
3. 10 внутренних коробок упаковываются в 1 внешнюю коробку.

9.2 Объяснение маркировки

Маркировка на упаковке содержит следующие коды для прослеживаемости и спецификации:

• CPN:Производственный номер заказчика.
• P/N:Производственный номер (артикул производителя).
• QTY:Количество в упаковке.
• CAT:Группы силы света (Бининг).
• HUE:Группы доминирующей длины волны (Бининг).
• REF:Группы прямого напряжения (Бининг).
• LOT No:Производственный номер партии для прослеживаемости.

10. Рекомендации по применению

10.1 Типичные сценарии применения

Как указано в спецификации, этот светодиод подходит для подсветки и индикации состояния в различных электронных устройствах, включая:

• Телевизоры (TV)
• Компьютерные мониторы
• Телефоны
• Общие компьютерные периферийные устройства и оборудование

Высокая яркость и надежный желтый цвет делают его идеальным для индикаторов питания, сигнальных ламп и декоративной подсветки, где требуется четкая видимость.

10.2 Соображения по проектированию

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный токоограничивающий резистор или драйвер постоянного тока. Рассчитайте значение резистора на основе напряжения питания (Vs), типичного прямого напряжения (Vf ≈ 2.0В) и желаемого рабочего тока (например, 20мА): R = (Vs - Vf) / I_F.
• Разводка печатной платы:Обеспечьте достаточную площадь меди или тепловые переходные отверстия вокруг контактных площадок светодиода, чтобы помочь рассеивать тепло, особенно при работе, близкой к максимальным параметрам.
• Оптическое проектирование:Угол обзора 50 градусов обеспечивает широкую диаграмму излучения. Учитывайте требования к линзам или рассеивателям, если необходим определенный световой пучок.
• Защита от ESD:В приложениях, подверженных событиям ESD, рассмотрите возможность добавления диодов подавления переходных напряжений (TVS) или другой защитной схемы на линии светодиодов.

11. Техническое сравнение и дифференциация

Хотя прямое сравнение с другими продуктами не предоставлено в этой отдельной спецификации, ключевые отличительные особенности этого светодиода можно вывести:

• Технология материала:Использование полупроводникового материала AlGaInP типично для высокоэффективных желтых и янтарных светодиодов, обеспечивая хорошую яркость.
• Соответствие стандартам:Одновременное соответствие стандартам RoHS, REACH и Halogen-Free является значительным преимуществом для продуктов, ориентированных на глобальные рынки со строгими экологическими нормами.
• Упаковка:Доступность на ленте и катушке облегчает высокоскоростную автоматизированную сборку методом pick-and-place, снижая производственные затраты при серийном производстве.
• Бининг:Явная система бинов (CAT, HUE, REF) позволяет более точно согласовывать цвет и яркость в приложениях с использованием нескольких светодиодов, что является критическим фактором в подсветке дисплеев.

12. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

12.1 Какой рекомендуемый рабочий ток?

Электрооптические характеристики указаны при IF=20мА, что является стандартным тестовым условием и рекомендуемой типичной рабочей точкой для достижения указанной яркости и долговечности.

12.2 Могу ли я питать этот светодиод током 25мА непрерывно?

Хотя 25мА является абсолютным максимальным параметром для постоянного тока, это не рекомендуется для нормальной работы. Работа на максимальном параметре снижает запас прочности, увеличивает температуру перехода и может сократить срок службы. Проектируйте на 20мА или ниже для оптимальной надежности.

12.3 Как интерпретировать значение силы света?

Типичная сила света составляет 200 милликандел (мкд) при 20мА. Это мера воспринимаемой яркости в направлении пикового излучения. Минимальное гарантированное значение — 100 мкд. Фактическое значение для конкретного устройства будет находиться в пределах диапазона бина, указанного кодом "CAT".

12.4 Что означает угол обзора?

Угол обзора 50 градусов (полная ширина на половине максимума) означает, что интенсивность света составляет не менее половины от пикового значения в пределах конуса 50 градусов, центрированного на оси светодиода. Свет виден за пределами этого угла, но с меньшей интенсивностью.

12.5 Требуется ли радиатор?

Для работы при 20мА в умеренных температурах окружающей среды для одного светодиода обычно не требуется отдельный радиатор. Однако необходим правильный тепловой менеджмент на печатной плате (адекватные медные площадки). Если несколько светодиодов сгруппированы или температура окружающей среды высока (>~60°C), рекомендуется тепловой анализ и возможное использование радиаторов.

13. Практический пример применения

Сценарий: Индикатор состояния на сетевом маршрутизаторе

Разработчику нужен яркий, надежный желтый светодиод для индикации "Активное интернет-соединение" на потребительском маршрутизаторе. Светодиод будет управляться напрямую с вывода GPIO микроконтроллера на 3.3В.

1. Выбор компонента:Этот светодиод выбран за его высокую яркость (тип. 200 мкд), что обеспечивает видимость в хорошо освещенной комнате, и за соответствие экологическим стандартам, требуемым для потребительской электроники.
2. Проектирование схемы:Рассчитывается токоограничивающий резистор. Используя напряжение питания V_supply= 3.3В, прямое напряжение V_f= 2.0В и ток I_f= 20мА: R = (3.3В - 2.0В) / 0.020А = 65 Ом. Выбирается ближайшее стандартное значение (68 Ом), что приводит к немного меньшему току (~19мА), что допустимо.
3. Разводка печатной платы:Светодиод размещается на передней панели. Посадочное место на печатной плате соответствует габаритам корпуса. Небольшая медная площадка подключена к катодной и анодной контактным площадкам для помощи в отводе тепла.
4. Сборка:Светодиоды поставляются на ленте и катушке, совместимых с автоматизированной сборочной линией производителя. Профиль пайки оплавлением корректируется для соответствия указанному пику 260°C в течение 5 секунд.
5. Результат:Конечный продукт имеет четкий, однородный желтый индикаторный свет, который надежно показывает состояние сети, соответствуя всем требованиям по яркости и нормативным требованиям.

14. Введение в технологический принцип

Этот светодиод основан на технологии полупроводника из фосфида алюминия-галлия-индия (AlGaInP). Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны и дырки инжектируются в активную область. Их рекомбинация высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlGaInP определяет энергию запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны (цвету) излучаемого света. В данном случае состав настроен на генерацию фотонов в желтой области спектра (~589-591 нм). Желтая рассеивающая эпоксидная смола служит для защиты полупроводникового кристалла, формирования выходного светового пучка (способствуя углу обзора 50 градусов) и улучшения извлечения света из чипа.

15. Тенденции развития технологий

Область светодиодных технологий продолжает развиваться. Хотя данная спецификация представляет собой зрелый продукт, общие тенденции, влияющие на такие компоненты, включают:

• Повышение эффективности:Постоянные улучшения материалов и структур направлены на производство большего количества люменов на ватт (более высокая световая отдача), снижая энергопотребление при том же световом потоке.
• Улучшенная цветовая однородность:Достижения в эпитаксиальном росте и процессах бининга приводят к более узкому распределению длины волны и интенсивности, позволяя добиться лучшей цветовой однородности в массивах.
• Повышенная надежность и срок службы:Исследования сосредоточены на материалах и упаковке, которые лучше управляют теплом и устойчивы к воздействию окружающей среды, что приводит к более длительному сроку службы в жестких условиях.
• Миниатюризация:Стремление к уменьшению размеров электронных устройств подталкивает к созданию светодиодов во все более компактных корпусах при сохранении или улучшении оптических характеристик.
• Интеллектуальная интеграция:Более широкая тенденция включает интеграцию схем управления, датчиков или возможностей связи непосредственно в корпус светодиода, двигаясь в сторону "умных" решений освещения.