Техническая спецификация светодиода 513SURD/S530-A3 - Гиперкрасный - Угол обзора 180° - Типовое прямое напряжение 2.0В - Типовая сила света 20мкд

1. Обзор продукта

513SURD/S530-A3 — это поверхностно-монтируемая светодиодная лампа, предназначенная для применений, требующих высокой яркости и надёжной работы. В ней используется чип AlGaInP для получения Гиперкрасного цвета с типичной доминирующей длиной волны 624 нм. Этот компонент характеризуется широким углом обзора 180 градусов, что делает его подходящим для подсветки и индикаторных применений, где важна широкая видимость.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основные преимущества этого светодиода включают его прочную конструкцию, соответствие экологическим нормам, таким как RoHS, REACH и стандарты безгалогенности, а также поставку на ленте и в катушке для автоматизированной сборки. Он специально ориентирован на рынок потребительской электроники, включая применения в телевизорах, компьютерных мониторах, телефонах и общем вычислительном оборудовании, где требуется стабильная и яркая красная индикация или подсветка.

2. Подробный анализ технических параметров

В этом разделе представлен детальный объективный анализ ключевых технических параметров, указанных в спецификации.

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Устройство рассчитано на непрерывный прямой ток (IF) 25 мА. Превышение этого значения может вызвать необратимое повреждение. Максимальное обратное напряжение (VR) составляет 5 В. Устройство может выдерживать электростатический разряд (ESD) 2000 В (модель человеческого тела), что является стандартным уровнем для базового обращения с компонентами. Рассеиваемая мощность (Pd) ограничена 60 мВт. Диапазон рабочих температур (Topr) составляет от -40°C до +85°C, а температура хранения (Tstg) достигает +100°C. Допустимая температура пайки составляет 260°C в течение 5 секунд, что совместимо со стандартными бессвинцовыми процессами оплавления.

2.2 Электрооптические характеристики

Все измерения указаны при температуре перехода (Tj) 25°C и прямом токе 20 мА. Типичная сила света (Iv) составляет 20 милликандел (мкд). Угол обзора (2θ1/2), определяемый как угол, при котором интенсивность падает до половины своего пикового значения, составляет полные 180 градусов. Пиковая длина волны (λp) обычно равна 632 нм, а доминирующая длина волны (λd) — 624 нм. Ширина полосы спектрального излучения (Δλ) составляет 20 нм. Прямое напряжение (VF) имеет типичное значение 2.0 В и максимум 2.4 В при 20 мА. Обратный ток (IR) указан с максимумом 10 мкА при обратном напряжении 5 В.

2.3 Допуски измерений

В спецификации указаны важные погрешности измерений: ±0.1 В для прямого напряжения, ±10% для силы света и ±1.0 нм для доминирующей длины волны. Эти допуски необходимо учитывать при проектировании схемы и выборе бина, чтобы гарантировать соответствие характеристик системы спецификациям.

3. Объяснение системы бининга

Продукт использует систему бининга для классификации изделий по ключевым оптическим и электрическим параметрам. Это обеспечивает однородность в пределах производственной партии и позволяет разработчикам выбирать светодиоды, соответствующие конкретным требованиям приложения.

3.1 Биннинг по длине волны и силе света

Светодиоды сортируются по рангам для доминирующей длины волны (HUE) и силы света (CAT). Типичная доминирующая длина волны составляет 624 нм, но реальные изделия будут находиться в пределах указанного диапазона бина вокруг этого значения. Аналогично, хотя типичная сила света составляет 20 мкд, реальные изделия распределяются по категориям (CAT) на основе измеренного выходного сигнала. Разработчики должны обращаться к конкретной документации производителя по кодам бинов, чтобы выбрать соответствующие коды HUE и CAT для обеспечения однородности цвета и яркости в своём приложении.

3.2 Биннинг по прямому напряжению

Изделия также сортируются по прямому напряжению (REF). Типичное значение VF составляет 2.0 В с максимумом 2.4 В. Биннинг по напряжению помогает при проектировании эффективных драйверных схем и обеспечивает равномерное распределение тока при параллельном подключении нескольких светодиодов.

4. Анализ характеристических кривых

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

4.1 Спектральное распределение и направленность

КриваяОтносительная интенсивность в зависимости от длины волныпоказывает спектр излучения, центрированный около 632 нм (пик) с шириной полосы примерно 20 нм. КриваяНаправленностьнаглядно подтверждает очень широкий угол обзора 180 градусов, показывая почти ламбертовскую диаграмму направленности, где интенсивность постепенно уменьшается от центра.

4.2 Электрические и тепловые характеристики

КриваяПрямой ток в зависимости от прямого напряжения (IV-кривая)демонстрирует экспоненциальную зависимость диода. КриваяОтносительная интенсивность в зависимости от прямого токапоказывает, что световой выход увеличивается с током, но может стать сублинейным при более высоких токах из-за тепловых эффектов. КривыеОтносительная интенсивность в зависимости от температуры окружающей средыиПрямой ток в зависимости от температуры окружающей средыимеют решающее значение для управления тепловым режимом. Они показывают, что световой выход уменьшается с ростом температуры окружающей среды, а прямое напряжение имеет отрицательный температурный коэффициент (уменьшается с повышением температуры).

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры и чертёж

Светодиод размещён в поверхностно-монтируемом корпусе. Габаритный чертёж определяет длину, ширину и высоту компонента, а также расстояние между выводами и их размер. Ключевые примечания включают: все размеры указаны в миллиметрах, высота фланца должна быть менее 1.5 мм, а общий допуск составляет ±0.25 мм, если не указано иное. Точное соблюдение этих размеров критически важно для проектирования посадочного места на печатной плате и автоматизированной сборки методом "pick-and-place".

5.2 Определение полярности и проектирование контактных площадок

Катод обычно идентифицируется визуальным маркером на корпусе, таким как выемка, точка или укороченный вывод. Контактный рисунок (посадочное место) на печатной плате должен быть спроектирован в соответствии с рекомендуемой компоновкой контактных площадок на габаритном чертеже, чтобы обеспечить правильную пайку и механическую стабильность. Обязательно достаточное расстояние между паяным соединением и эпоксидной линзой (минимум 3 мм), чтобы предотвратить тепловое повреждение во время пайки.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

Правильное обращение и сборка жизненно важны для надёжности.

6.1 Формовка выводов и хранение

Если выводы требуют формовки, это необходимо сделать до пайки. Изгиб должен находиться на расстоянии не менее 3 мм от эпоксидной колбы, чтобы избежать напряжения на уплотнении. Резка должна производиться при комнатной температуре. Светодиоды следует хранить при температуре ≤30°C и влажности ≤70% RH. Для длительного хранения более 3 месяцев рекомендуется атмосфера азота с осушителем. Избегайте резких перепадов температуры во влажной среде, чтобы предотвратить конденсацию.

6.2 Параметры и профиль пайки

Рекомендуемые условия пайки приведены как для ручной, так и для волновой/погружной пайки. Для ручной пайки: температура жала паяльника ≤300°C (макс. 30 Вт), время ≤3 секунды, с минимальным расстоянием 3 мм от соединения до колбы. Для волновой пайки: предварительный нагрев ≤100°C в течение ≤60 секунд, ванна с припоем при ≤260°C в течение ≤5 секунд, с тем же правилом расстояния 3 мм. Рекомендуется график профиля пайки, показывающий постепенный нагрев, пик 260°C и контролируемое охлаждение. Избегайте быстрого охлаждения. Пайку (погружную или ручную) не следует выполнять более одного раза.

6.3 Очистка и управление тепловым режимом

Очистка, если это необходимо, должна проводиться с использованием изопропилового спирта при комнатной температуре в течение ≤1 минуты. Ультразвуковая очистка не рекомендуется, если не проведена предварительная квалификация, так как она может вызвать повреждения. Эффективный теплоотвод имеет решающее значение. Рабочий ток должен быть снижен в зависимости от температуры окружающей среды со ссылкой на кривую снижения номинальных характеристик. Контроль температуры вокруг светодиода в конечном применении необходим для поддержания светового выхода и долгосрочной надёжности.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки

Светодиоды упакованы в антистатические пакеты для защиты от электростатического разряда. Иерархия упаковки: 200-500 штук в пакете, 5 пакетов во внутренней коробке и 10 внутренних коробок в мастер-коробке. Упаковочные материалы влагостойкие.

7.2 Расшифровка маркировки и номер модели

Маркировка на упаковке включает несколько кодов: CPN (номер детали заказчика), P/N (номер детали производителя: 513SURD/S530-A3), QTY (количество), CAT (ранг силы света), HUE (ранг доминирующей длины волны), REF (ранг прямого напряжения) и LOT No. (отслеживаемый номер партии).

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот светодиод идеально подходит для индикаторов состояния, подсветки кнопок или панелей и общего освещения в потребительской электронике. Его широкий угол обзора делает его особенно подходящим для применений, где светодиод может просматриваться под разными углами, например, на передней панели монитора или телевизора.

8.2 Соображения при проектировании

При проектировании драйверной схемы используйте источник постоянного тока или токоограничивающий резистор, включённый последовательно со светодиодом, для поддержания стабильной яркости и предотвращения теплового разгона. Учитывайте бининг прямого напряжения и температурный коэффициент. Убедитесь, что разводка печатной платы обеспечивает адекватный теплоотвод, особенно если работа ведётся близко к максимальным параметрам. Всегда соблюдайте минимальное расстояние (3 мм) между паяльной площадкой и эпоксидной линзой при проектировании посадочного места на печатной плате.

9. Техническое сравнение и отличия

По сравнению со стандартными красными светодиодами, это устройство Hyper Red на основе AlGaInP предлагает более высокую световую отдачу, что обеспечивает большую яркость при том же токе питания. Угол обзора 180 градусов значительно шире, чем у многих SMD-светодиодов, у которых он часто составляет 120-140 градусов. Это делает его превосходным выбором для приложений, требующих всенаправленной видимости. Его соответствие современным экологическим стандартам (RoHS, безгалогенный) является ключевым отличием на регулируемых рынках.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 В чём разница между пиковой длиной волны и доминирующей длиной волны?

Пиковая длина волны (λp=632 нм) — это длина волны, на которой спектральное распределение мощности максимально. Доминирующая длина волны (λd=624 нм) — это длина волны монохроматического света, соответствующая воспринимаемому цвету светодиода. Разработчикам, заботящимся о восприятии цвета, следует ориентироваться на доминирующую длину волны.

10.2 Можно ли непрерывно питать этот светодиод током 25 мА?

Хотя 25 мА является абсолютным максимальным параметром, электрооптические характеристики указаны при 20 мА. Для надёжной долгосрочной работы и с учётом повышения температуры рекомендуется питать светодиод током на уровне или ниже 20 мА, применяя соответствующее снижение номинальных характеристик, если температура окружающей среды высока.

10.3 Насколько критично правило минимального расстояния 3 мм при пайке?

Это очень критично. Пайка ближе 3 мм к эпоксидной колбе может передать избыточное тепло на внутренний кристалл и проволочные соединения, что потенциально может вызвать немедленный отказ или долгосрочную деградацию эпоксидного уплотнения, приводя к снижению надёжности и преждевременному выходу из строя.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование панели индикаторов состояния для сетевого маршрутизатора

Разработчику необходимо несколько ярких красных индикаторных светодиодов, видимых со всех сторон маршрутизатора. Выбран 513SURD/S530-A3 из-за его угла обзора 180° и цвета Hyper Red. Спроектирована схема драйвера постоянного тока для подачи 18 мА на каждый светодиод (снижено с 20 мА для запаса). Посадочное место на печатной плате создано точно в соответствии с габаритным чертежом, обеспечивая зазор 3.5 мм между краем паяльной площадки и местом установки светодиода. Заказаны светодиоды из одного бина HUE и CAT для обеспечения однородности цвета и яркости по всей панели. После сборки с использованием рекомендуемого профиля оплавления индикаторы обеспечивают стабильную широкоугольную видимость.

12. Введение в принцип работы

Этот светодиод основан на полупроводниковом чипе AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия). При приложении прямого напряжения электроны и дырки инжектируются в активную область полупроводника. Они рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный состав сплава AlGaInP определяет энергию запрещённой зоны, которая, в свою очередь, определяет длину волны излучаемого света, в данном случае в спектре Hyper Red (~624 нм). Эпоксидная линза инкапсулирует чип, обеспечивает механическую защиту и формирует световой поток для достижения желаемого угла обзора 180 градусов.

13. Технологические тренды и контекст

Технология AlGaInP является зрелой и высокоэффективной для производства красных, оранжевых и жёлтых светодиодов. Тренд в индикаторных и подсветочных светодиодах направлен на повышение эффективности (больше светового потока на ватт), уменьшение размеров корпусов и расширение углов обзора. Это устройство соответствует тренду на широкие углы обзора. Более того, общеотраслевое стремление к экологическому соответствию отражено в его квалификациях RoHS, REACH и безгалогенности. Будущие разработки могут быть сосредоточены на ещё более высокой эффективности и интеграции с интеллектуальными драйверами, но для стандартных индикаторных применений надёжные компоненты, подобные этому, остаются основополагающими.