Техническая спецификация светодиода 594SURD/S530-A3 - Ярко-красный - 20мА - 60мВт

1. Обзор продукта

594SURD/S530-A3 — это светодиодная лампа высокой яркости, предназначенная для применений, требующих превосходной силы света и надежности. Этот компонент использует технологию чипа AlGaInP для получения ярко-красного цвета. Он спроектирован для надежности и соответствия современным экологическим и стандартам безопасности, включая требования RoHS, REACH и бесгалогенности.

Серия предлагает выбор различных углов обзора для удовлетворения различных потребностей приложений и доступна в упаковке на ленте и в катушке для автоматизированных процессов сборки. Его основная цель проектирования — обеспечить стабильное, высокопроизводительное освещение в компактных электронных устройствах.

1.1 Ключевые преимущества

• Высокая яркость:Специально разработан для применений, требующих более высокой световой отдачи.
• Соответствие экологическим нормам:Продукт соответствует версиям RoHS и правилам ЕС REACH.
• Бесгалогенный:Соответствует стандартам на бесгалогенность (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
• Надежность:Сконструирован для надежной и долговременной работы.
• Гибкость упаковки:Доступен на ленте и в катушке для эффективного крупносерийного производства.

1.2 Целевой рынок и области применения

Этот светодиод ориентирован на рынок потребительской электроники и подсветки дисплеев. Его типичные применения включают:

• Телевизоры
• Компьютерные мониторы
• Телефоны
• Общие компьютерные периферийные устройства и индикаторы

Компонент подходит как для индикации состояния, так и для целей подсветки, где требуется четкий красный цвет.

2. Подробный анализ технических параметров

В этом разделе представлена подробная, объективная интерпретация ключевых технических параметров, указанных в спецификации. Понимание этих пределов и характеристик имеет решающее значение для правильного проектирования схемы и надежной работы.

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или вблизи них в течение длительного времени не рекомендуется.

• Непрерывный прямой ток (I_F):25 мА. Это максимальный постоянный ток, который можно прикладывать непрерывно без ухудшения характеристик или срока службы светодиода. Превышение этого значения увеличивает температуру перехода и ускоряет снижение светового потока.
• Пиковый прямой ток (I_FP):60 мА (при скважности 1/10, 1 кГц). Этот параметр допускает кратковременные импульсы тока, что может быть полезно для мультиплексирования или достижения более высокой мгновенной яркости. Скважность 10% критична; средний ток все равно должен соответствовать непрерывному номиналу.
• Обратное напряжение (V_R):5 В. Светодиоды не предназначены для выдерживания значительного обратного смещения. Приложение напряжения более 5В в обратном направлении может вызвать мгновенный и катастрофический отказ из-за пробоя перехода.
• Рассеиваемая мощность (P_d):60 мВт. Это максимальное количество мощности, которое корпус может рассеивать в виде тепла. Рассчитывается как прямое напряжение (V_F) * прямой ток (I_F). Конструкторы должны убедиться, что рабочая точка не превышает этот предел.
• Рабочая и температура хранения:-40°C до +85°C (рабочая), -40°C до +100°C (хранение). Широкий температурный диапазон делает его подходящим для промышленных и автомобильных сред (некритичные области).
• Температура пайки:260°C в течение 5 секунд. Это определяет допуск профиля пайки оплавлением, что крайне важно для сборки печатных плат без повреждения эпоксидной смолы или внутренних соединений.

2.2 Электрооптические характеристики (Ta=25°C)

Это типичные параметры производительности, измеренные в стандартных условиях испытаний (прямой ток 20мА, окружающая температура 25°C).

• Сила света (I_v):Типичное значение 16 мкд, минимальное 10 мкд. Это определяет количество видимого света, излучаемого в заданном направлении. Минимальное значение — гарантированный нижний предел для приемки продукции. Неопределенность измерения ±10% следует учитывать в конструкциях с жесткими допусками.
• Угол обзора (2θ_1/2):Типичное значение 170 градусов. Этот очень широкий угол обзора указывает на рассеивающую линзу/смолу, создающую широкий, равномерный рисунок освещения, а не узкий луч. Это идеально для применений, где светодиод должен быть виден под многими углами.
• Пиковая длина волны (λ_p):Типичное значение 632 нм. Это длина волны, на которой спектральное распределение мощности максимально. Она определяет "цвет" света, излучаемого самим полупроводниковым чипом.
• Доминирующая длина волны (λ_d):Типичное значение 624 нм. Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, которая соответствует цвету светодиода. Она часто более актуальна для спецификации цвета, чем пиковая длина волны. Отмечена неопределенность измерения ±1.0нм.
• Ширина спектра излучения (Δλ):Типичное значение 20 нм. Это спектральная ширина на половине максимальной интенсивности (FWHM). Значение 20нм характерно для красных светодиодов AlGaInP и указывает на относительно чистую насыщенность цвета.
• Прямое напряжение (V_F):Мин. 1.7В, тип. 2.0В, макс. 2.4В (при I_F=20мА). Это падение напряжения на светодиоде при работе. Схема управления должна быть спроектирована с учетом этого диапазона. Указана неопределенность измерения ±0.1В.
• Обратный ток (I_R):Макс. 10 мкА (при V_R=5В). Это ток утечки, когда устройство смещено в обратном направлении. Значение 10мкА является стандартным для индикаторных светодиодов.

2.3 Тепловые характеристики

Хотя они явно не перечислены в отдельной таблице, тепловой менеджмент подразумевается через номинальную рассеиваемую мощность и рабочий температурный диапазон. Кривые производительности показывают зависимость светового выхода и прямого тока от температуры окружающей среды, что является критически важным соображением при проектировании. Эффективный теплоотвод или снижение номинального тока необходимы при работе в условиях высокой температуры окружающей среды для поддержания производительности и долговечности.

3. Объяснение системы бининга

В спецификации упоминается система бининга для ключевых параметров, как указано в расшифровке маркировки на упаковочных материалах. Биннинг — это процесс сортировки светодиодов на группы (бины) на основе измеренных характеристик для обеспечения согласованности в пределах производственной партии.

• CAT (Градации силы света):Светодиоды сортируются в бины на основе измеренной силы света (например, 10-12 мкд, 13-15 мкд, 16-18 мкд). Это позволяет разработчикам выбрать подходящий для их применения класс яркости.
• HUE (Градации доминирующей длины волны):Светодиоды распределяются по бинам в соответствии с их доминирующей длиной волны (например, 622-624 нм, 624-626 нм). Это обеспечивает цветовую согласованность между несколькими светодиодами, используемыми в одном продукте.
• REF (Градации прямого напряжения):Прямое напряжение также распределяется по бинам (например, 1.9-2.1В, 2.1-2.3В). Это может быть важно для конструкций с несколькими последовательно соединенными светодиодами, так как влияет на общее требование по напряжению и согласование токов в параллельных конфигурациях.

Конкретные диапазоны кодов бинов не детализированы в этой публичной спецификации и обычно предоставляются в отдельных документах по бинингу или согласовываются в процессе заказа.

4. Анализ характеристических кривых

Представленные графики дают ценную информацию о поведении устройства в нестандартных условиях.

4.1 Относительная интенсивность в зависимости от длины волны

Эта кривая спектрального распределения подтверждает типичную пиковую длину волны ~632 нм и FWHM ~20 нм, характерные для ярко-красного светодиода AlGaInP. Форма типична, с резким спадом на стороне длинных волн и более плавным снижением на стороне коротких волн.

4.2 Диаграмма направленности

Полярная диаграмма иллюстрирует угол обзора 170 градусов. Интенсивность почти равномерна по очень широкой области, что подтверждает рассеивающий характер линзы. Нет значительных боковых лепестков или узкого горячего пятна, что идеально для применений с широкоугольной индикацией.

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

Этот график показывает экспоненциальную зависимость, типичную для диода. Напряжение "колена", при котором светодиод начинает значительно проводить ток, составляет около 1.6В. При рекомендуемом рабочем токе 20мА прямое напряжение составляет приблизительно 2.0В. Кривая необходима для проектирования драйверов постоянного тока или простых схем ограничения тока на основе резистора.

4.4 Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока

Световой выход (относительная интенсивность) линейно увеличивается с увеличением прямого тока вплоть до номинального максимума. Эта линейная зависимость упрощает управление яркостью посредством модуляции тока (аналоговое затемнение). Однако эффективность может снижаться при очень высоких токах из-за усиления тепловых эффектов.

4.5 Относительная интенсивность в зависимости от температуры окружающей среды и прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды

Это кривые снижения номинальных значений, возможно, самые важные для надежного проектирования.

• Световой выход в зависимости от температуры:Относительная интенсивность уменьшается с увеличением температуры окружающей среды. Например, при 85°C световой выход может составлять всего ~70-80% от значения при 25°C. Это необходимо компенсировать в применениях, требующих стабильной яркости в диапазоне температур.
• Прямой ток в зависимости от температуры:Эта кривая, вероятно, показывает максимально допустимый прямой ток как функцию температуры окружающей среды, чтобы оставаться в пределах лимита рассеиваемой мощности. Для обеспечения надежности рабочий ток должен быть уменьшен (снижен номинал) с ростом температуры окружающей среды. Работа на абсолютном максимальном токе 25мА безопасна только при более низких температурах окружающей среды.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод имеет стандартный радиальный корпус с выводами (часто называемый корпусом "3мм" или "T1", хотя точные размеры следует брать из чертежа). Ключевые размерные примечания включают:

• Все размеры указаны в миллиметрах.
• Высота фланца (ободка у основания купола) должна быть менее 1.5мм (0.059"). Это важно для зазора при монтаже на печатную плату.
• Стандартный допуск для неуказанных размеров составляет ±0.25мм.

Габаритный чертеж необходим для проектирования посадочного места на печатной плате, обеспечивая правильное расстояние между отверстиями и размещение компонентов.

5.2 Определение полярности

Для радиальных корпусов светодиодов катод обычно обозначается плоским местом на ободке пластиковой линзы, более коротким выводом или выемкой на фланце. Конкретный метод идентификации должен быть указан на чертеже размеров корпуса. Правильная полярность необходима; обратное смещение более 5В может разрушить устройство.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

Строгое соблюдение этих рекомендаций необходимо для предотвращения механических и термических повреждений в процессе сборки.

6.1 Формовка выводов

• Изгибайте выводы в точке не менее чем в 3мм от основания эпоксидной колбы.
• Выполняйте формовку выводовдо soldering.
• Избегайте напряжения на корпус светодиода во время формовки. Напряжение может привести к растрескиванию эпоксидной смолы или повреждению внутренних проводных соединений.
• Обрезайте выводы при комнатной температуре. Обрезка при высокой температуре может вызвать тепловой удар.
• Убедитесь, что отверстия в печатной плате идеально совпадают с выводами светодиода, чтобы избежать монтажного напряжения.

6.2 Условия хранения

• Храните при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤70% после получения.
• Срок хранения в оригинальном пакете: 3 месяца.
• Для более длительного хранения (до 1 года): используйте герметичный контейнер с азотной атмосферой и осушителем.
• Избегайте резких перепадов температуры во влажной среде, чтобы предотвратить конденсацию.

6.3 Параметры процесса пайки

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

Ручная пайка:

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

Волновая (DIP) пайка:

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

Критические замечания:

• Избегайте напряжения на выводах, пока светодиод горячий.
• Не паяйте (погружением или вручную) более одного раза.
• Защищайте светодиод от механических ударов/вибрации, пока он не остынет до комнатной температуры после пайки.
• Охлаждайте от пиковой температуры постепенно; быстрое охлаждение не рекомендуется.
• Всегда используйте минимально возможную температуру пайки, обеспечивающую надежное соединение.

6.4 Очистка

• При необходимости очищайте только изопропиловым спиртом при комнатной температуре в течение ≤1 минуты.
• Высушивайте на воздухе при комнатной температуре.
• Не используйте ультразвуковую очисткуесли она не была предварительно квалифицирована в определенных условиях, так как это может повредить внутреннюю структуру.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки

Светодиоды упакованы для предотвращения электростатического разряда (ЭСР) и проникновения влаги:

1. Первичная упаковка:Антистатический пакет, содержащий от 200 до 1000 штук.
2. Вторичная упаковка:4 пакета помещаются в одну внутреннюю коробку.
3. Третичная упаковка:10 внутренних коробок помещаются в одну основную (внешнюю) коробку.

7.2 Расшифровка маркировки

Маркировка на пакете содержит несколько кодов для прослеживаемости и спецификации:

• CPN:Производственный номер заказчика (опциональная ссылка заказчика).
• P/N:Производственный номер (артикул производителя, например, 594SURD/S530-A3).
• QTY:Количество в упаковке.
• CAT, HUE, REF:Коды бининга для силы света, доминирующей длины волны и прямого напряжения соответственно.
• LOT No:Номер производственной партии для прослеживаемости.

8. Рекомендации по проектированию

8.1 Проектирование схемы управления

Наиболее распространенный метод управления — последовательный токоограничивающий резистор. Значение резистора (R) рассчитывается как: R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Используйте максимальное V_Fиз спецификации (2.4В), чтобы гарантировать, что ток не превысит желаемое значение даже при светодиоде с низким V_F. Например, при питании 5В и целевом I_F20мА: R = (5В - 2.4В) / 0.02А = 130Ом. Будет выбран ближайший стандартный номинал (120Ом или 150Ом), причем 150Ом является более консервативным. Для критически важной согласованности яркости или работы в широком диапазоне температур рекомендуется драйвер постоянного тока.

8.2 Тепловой менеджмент

Хотя это небольшой индикаторный светодиод, управление теплом все еще важно для долговечности. Убедитесь, что печатная плата имеет достаточную площадь меди вокруг выводов светодиода для выполнения функции радиатора. Избегайте размещения светодиода рядом с другими теплообразующими компонентами. Соблюдайте рекомендации по снижению номинального тока, показанные на характеристических кривых, при проектировании для сред с высокой температурой окружающей среды.

8.3 Защита от электростатического разряда (ЭСР)

В спецификации указано, что продукт чувствителен к ЭСР. Во время сборки необходимо соблюдать стандартные меры предосторожности при обращении с ЭСР: использовать заземленные рабочие места, браслеты и токопроводящие напольные покрытия. Транспортировать и хранить в экранированной от ЭСР упаковке.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

9.1 Можно ли управлять этим светодиодом от логики 3.3В?

Да. Используя последовательный резистор: При типичном V_F2.0В, необходим резистор (3.3В - 2.0В)/0.02А = 65Ом. Однако, если светодиод имеет максимальное V_F2.4В, ток при 3.3В с резистором 65Ом составит всего ~14мА, что приведет к меньшей яркости. Можно использовать резистор меньшего номинала (например, 47Ом), но вы должны убедиться, что ток не превышает 25мА при минимальном V_F conditions.

9.2 Почему угол обзора такой широкий (170°)?

"SURD" в номере детали и описание "Red Diffused" (красный рассеянный) указывают на рассеивающую линзу. Это рассеивает свет, создавая очень широкий, равномерный угол обзора, идеальный для индикаторов состояния, которые должны быть видны со многих направлений, а не только спереди.

9.3 В чем разница между пиковой длиной волны (632нм) и доминирующей длиной волны (624нм)?

Пиковая длина волны — это физический пик спектра света, излучаемого чипом. Доминирующая длина волны — это воспринимаемая "цветовая точка", видимая человеческим глазом, на которую влияет весь спектральный профиль и чувствительность глаза (фотопический отклик). Доминирующая длина волны часто более полезна для применений, связанных с подбором цвета.

9.4 Сколько светодиодов можно соединить последовательно?

Предел определяется напряжением вашего драйвера. Для драйвера постоянного тока сложите максимальное V_Fкаждого светодиода. Например, с драйвером 12В: 12В / 2.4В = максимум 5 светодиодов последовательно. Всегда включайте запас. Для цепочки, управляемой резистором от источника напряжения, расчет более сложен и должен учитывать общее падение напряжения и ток.

10. Принцип работы

Этот светодиод основан на полупроводниковом материале AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия). Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее напряжение колена диода, электроны и дырки инжектируются в активную область из n-типа и p-типа слоев соответственно. Эти носители заряда рекомбинируют с излучением, высвобождая энергию в виде фотонов. Удельная энергия запрещенной зоны сплава AlGaInP определяет длину волны излучаемых фотонов, в данном случае в красной части видимого спектра (~624-632 нм). Рассеивающая эпоксидная смола-герметик защищает полупроводниковый чип, действует как линза для формирования светового выхода и содержит люминофоры или рассеивающие частицы для создания широкого угла обзора.