Техническая документация на светодиодную лампу 3294-15UBGC/S400-A6 - Супер синий 505нм - 3.5В - 20мА - Угол обзора 90°

1. Обзор продукта

3294-15UBGC/S400-A6 — это высокояркая светодиодная лампа, предназначенная для применений, требующих превосходной светоотдачи. Устройство использует материал чипа InGaN/SiC для получения супер синего цвета свечения с прозрачной линзой. Характеризуется надежностью, прочностью и доступностью в различных вариантах упаковки, включая ленту и катушку.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основное преимущество данной серии светодиодов — повышенная яркость, что делает их подходящими для подсветки и индикаторных применений, где важна высокая видимость. Ключевые целевые рынки и применения включают телевизоры, компьютерные мониторы, телефоны и общее компьютерное оборудование, где требуется стабильное и яркое синее свечение.

2. Подробный анализ технических параметров

В данном разделе представлен детальный объективный анализ ключевых электрических, оптических и тепловых параметров устройства, как они определены в технической документации.

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Абсолютные максимальные параметры определяют пределы нагрузки, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Не рекомендуется эксплуатировать светодиод в этих условиях. Параметры указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

• Постоянный прямой ток (IF):25 мА. Это максимальный постоянный ток, который можно непрерывно подавать на светодиод.
• Пиковый прямой ток (IF(Peak)):100 мА. Этот параметр обычно относится к условиям коротких импульсов и не должен превышаться.
• Обратное напряжение (VR):5 В. Приложение обратного напряжения сверх этого предела может вызвать пробой p-n перехода.
• Рассеиваемая мощность (Pd):120 мВт. Это максимальная мощность, которую может рассеивать корпус, рассчитываемая как Прямое напряжение (VF) * Прямой ток (IF).
• Рабочая температура (Topr):от -40°C до +85°C. Диапазон температуры окружающей среды для надежной работы.
• Температура хранения (Tstg):от -40°C до +100°C.
• Электростатический разряд (ESD):1000 В (модель человеческого тела). Это указывает на умеренный уровень чувствительности к ЭСР; необходимы соответствующие процедуры обращения.
• Температура пайки (Tsol):260°C в течение 5 секунд. Это определяет допустимый профиль температуры при пайке оплавлением.

2.2 Электрооптические характеристики

Электрооптические характеристики измеряются при стандартном испытательном токе IF=20мА и Ta=25°C, что представляет типичные рабочие условия.

• Сила света (Iv):от 400 (мин.) до 800 (тип.) мкд. Такой широкий диапазон сортировки указывает на производственный разброс; разработчикам следует учитывать минимальное значение для наихудшего случая по яркости.
• Угол обзора (2θ1/2):90° (типичный). Определяет полный угол, при котором сила света падает до половины своего пикового значения, обеспечивая широкую диаграмму направленности излучения.
• Пиковая длина волны (λp):502 нм (типичная). Длина волны, на которой спектральное излучение является наиболее сильным.
• Доминирующая длина волны (λd):505 нм (типичная). Единая длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, определяющая цвет как "супер синий".
• Ширина спектральной полосы излучения (Δλ):30 нм (типичная). Спектральная ширина на половине максимальной интенсивности.
• Прямое напряжение (VF):3.5 В (типичное), 4.3 В (максимальное) при 20мА. Этот параметр критически важен для проектирования драйвера и выбора источника питания.
• Обратный ток (IR):50 мкА (максимальный) при VR=5В.

Допуски измерений:В технической документации указаны конкретные погрешности: ±0.1В для VF, ±10% для Iv и ±1.0нм для λd. Их необходимо учитывать в прецизионных применениях.

3. Объяснение системы сортировки

Продукт использует систему сортировки для категоризации устройств на основе ключевых оптических и электрических параметров, обеспечивая согласованность в пределах партии. Расшифровка маркировки определяет эти группы:

• CAT:Группы по Силе света (Iv). Соответствует диапазону 400-800 мкд.
• HUE:Группы по Доминирующей длине волны (λd). Группирует светодиоды по их конкретной точке синего цвета около 505нм.
• REF:Группы по Прямому напряжению (VF). Группирует светодиоды по их падению напряжения, что важно для согласования тока в последовательных цепочках.

Разработчикам следует указывать или быть в курсе требуемых групп для своего применения, чтобы поддерживать однородность цвета и яркости.

4. Анализ характеристических кривых

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

4.1 Относительная интенсивность в зависимости от длины волны

Эта кривая показывает распределение спектральной мощности с пиком примерно на 502нм и шириной полосы (Δλ) 30нм, подтверждая монохроматическое синее излучение.

4.2 Диаграмма направленности

Полярная диаграмма иллюстрирует угол обзора 90°, показывая близкую к ламбертовой диаграмму направленности, где интенсивность уменьшается с косинусом угла обзора.

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

Вольт-амперная характеристика экспоненциальная, что типично для диода. При испытательном токе 20мА напряжение обычно составляет 3.5В. Кривая важна для теплового расчета, так как VF имеет отрицательный температурный коэффициент.

4.4 Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока (Свето-токовая характеристика)

Сила света увеличивается сверхлинейно с током до возможного насыщения при более высоких токах. Работа выше рекомендуемых 20мА может увеличить выходную мощность, но снизит эффективность и срок службы из-за увеличения тепловыделения.

4.5 Тепловые характеристики

Относительная интенсивность в зависимости от температуры окружающей среды:Световой поток уменьшается с ростом температуры окружающей среды. Это снижение номинальных параметров критически важно для применений в условиях высоких температур.
Прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды:При питании от постоянного напряжения ток будет увеличиваться с температурой из-за уменьшения VF. Это подчеркивает важность драйверов постоянного тока для стабильной работы.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Чертеж размеров корпуса

Механический чертеж предоставляет критические размеры для проектирования посадочного места на печатной плате и зазоров при сборке. Ключевые примечания включают:
1. Все размеры указаны в миллиметрах.
2. Высота фланца должна быть менее 1.5мм (0.059").
3. Стандартный допуск составляет ±0.25мм, если не указано иное.

5.2 Идентификация полярности

Светодиод имеет вывод катода и анода. Обычно более длинный вывод — это анод (+), а плоская сторона на линзе или метка на фланце указывает на катод (-). Посадочное место на печатной плате должно быть спроектировано в соответствии с этой ориентацией.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение необходимо для сохранения производительности и надежности светодиода.

6.1 Формовка выводов

• Изгибайте выводы в точке не менее чем в 3мм от основания эпоксидной колбы.
• Выполняйте формовку до пайки.
• Избегайте механических нагрузок на корпус. Несовпадение отверстий на печатной плате, вызывающее нагрузку на выводы, может ухудшить состояние эпоксидной смолы.
• Обрезайте выводы при комнатной температуре.

6.2 Условия хранения

• Храните при температуре ≤30°C и влажности ≤70% после отгрузки. Срок годности — 3 месяца.
• Для более длительного хранения (до 1 года) используйте герметичный контейнер с азотом и осушителем.
• Избегайте резких перепадов температуры во влажной среде, чтобы предотвратить конденсацию.

6.3 Процесс пайки

Общее правило:Соблюдайте минимальное расстояние 3мм от места пайки до эпоксидной колбы.
Ручная пайка:Максимальная температура жала паяльника 300°C (макс. 30Вт), время пайки макс. 3 секунды.
Волновая/погружная пайка:Предварительный нагрев макс. 100°C (макс. 60 сек). Температура ванны припоя макс. 260°C в течение 5 секунд.
Профиль:Предоставлен рекомендуемый график температурного профиля пайки, подчеркивающий контролируемые фазы нагрева, пика и охлаждения.
Критические замечания:
- Избегайте нагрузки на выводы во время высокотемпературных фаз.
- Не паяйте (погружением/вручную) более одного раза.
- Защищайте светодиод от ударов/вибрации, пока он не остынет до комнатной температуры.
- Избегайте быстрого охлаждения от пиковой температуры.
- Используйте минимально возможную температуру, обеспечивающую надежное паяное соединение.

6.4 Очистка

• Очищайте только изопропиловым спиртом при комнатной температуре в течение ≤1 минуты.
• Избегайте ультразвуковой очистки. Если это абсолютно необходимо, предварительно проверьте процесс, чтобы убедиться в отсутствии повреждений.

6.5 Теплоуправление

Правильный тепловой расчет обязателен. Рабочий ток должен быть соответствующим образом снижен в зависимости от температуры окружающей среды применения и теплового сопротивления монтажной установки. Для получения рекомендаций обратитесь к кривым снижения номинальных параметров (подразумевается, хотя явно не показано в предоставленном отрывке). Неадекватный теплоотвод приведет к снижению светового потока, сдвигу цвета и ускоренной деградации.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки

Светодиоды упакованы для предотвращения повреждений при транспортировке и хранении:
- Первичная упаковка:Антистатический пакет.
- Вторичная упаковка:Внутренняя коробка, содержащая 4 пакета.
- Третичная упаковка:Внешняя коробка, содержащая 10 внутренних коробок.
Количество в упаковке:Минимум от 200 до 1000 штук в пакете. Полная внешняя коробка содержит 40 пакетов (4 пакета/внутренняя коробка * 10 внутренних коробок).

7.2 Расшифровка маркировки

Маркировка на упаковке содержит следующую информацию для прослеживаемости и идентификации: CPN (номер детали заказчика), P/N (номер детали производителя: 3294-15UBGC/S400-A6), QTY (количество), CAT/HUE/REF (коды сортировки) и LOT No. (номер партии для прослеживаемости).

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот светодиод идеально подходит для:
- Подсветки:Для ЖК-панелей в телевизорах, мониторах и промышленных дисплеях, требующих синей подсветки или как часть системы RGB белого света.
- Индикаторов состояния:Высокоярких индикаторов питания, активности или режима в телекоммуникационном и компьютерном оборудовании.
- Декоративного освещения:Акцентного освещения, где желателен яркий синий цвет.

8.2 Соображения при проектировании

• Выбор драйвера:Используйте драйвер постоянного тока, установленный на 20мА (или ниже для уменьшения нагрева/увеличения срока службы), чтобы обеспечить стабильный световой поток и цвет. Учитывайте типичное падение прямого напряжения 3.5В.
• Токоограничивающий резистор:При использовании источника напряжения точно рассчитайте последовательный резистор, используя максимальное VF (4.3В), чтобы гарантировать, что ток никогда не превысит абсолютный максимальный параметр в наихудших условиях.
• Теплоуправление:Проектируйте печатную плату с достаточной площадью меди или используйте печатную плату на металлической основе (MCPCB) для рассеивания тепла, особенно в закрытых пространствах или при высоких температурах окружающей среды.
• Оптическое проектирование:Угол обзора 90° подходит для освещения больших площадей. Для сфокусированного света могут потребоваться вторичная оптика (линзы).
• Защита от ЭСР:Реализуйте защиту от ЭСР на входных линиях и убедитесь, что персонал при сборке использует соответствующие заземляющие браслеты.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Хотя прямое сравнение с конкурентами не приведено в технической документации, ключевые отличительные особенности этого светодиода можно вывести:
- Группа высокой яркости:С типичной интенсивностью 800мкд при 20мА, он обеспечивает высокую световую отдачу для стандартного корпуса светодиодной лампы 3мм или 5мм.
- Конкретная цветовая точка:505нм "супер синий" — это особый оттенок, потенциально отличающийся от королевского синего (~450нм) или чистого синего (~470нм) светодиодов.
- Прочная конструкция:Акцент на надежности и бессвинцовой конструкции соответствует современным экологическим стандартам и стандартам долговечности.
- Всесторонняя документация:Подробные рекомендации по обращению, пайке и хранению снижают риск при применении.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В1: Могу ли я питать этот светодиод током 25мА непрерывно?
О1: Хотя абсолютный максимальный параметр составляет 25мА, электрооптические характеристики указаны для 20мА. Для надежной долгосрочной работы и учета тепловых эффектов настоятельно рекомендуется работать при 20мА или ниже. Используйте максимальный параметр только как предел нагрузки, а не как рабочую точку.

В2: Почему такой широкий диапазон Силы света (400-800 мкд)?
О2: Это связано с производственными вариациями в процессе эпитаксии полупроводников и изготовления чипов. Устройства сортируются (код CAT) после производства. Для равномерной яркости в массиве укажите узкую группу или используйте светодиоды из одной производственной партии.

В3: Как интерпретировать значения "Типичный" в технической документации?
О3: "Типичный" представляет собой среднее или наиболее распространенное значение в производстве. Проектирование должно основываться на значениях "Минимальный" для гарантированной производительности (например, используйте 400 мкд для наихудшего случая по яркости) и значениях "Максимальный" для расчетов нагрузки (например, используйте 4.3В для расчета резистора).

В4: Необходим ли радиатор?
О4: Для работы при 20мА в умеренных температурах окружающей среды (<50°C), внутреннее тепловыделение (~70мВт) может управляться выводами и стандартной медью печатной платы. Для более высоких температур окружающей среды, более высоких токов или закрытых корпусов дополнительное тепловое управление (например, больше меди, MCPCB) необходимо для предотвращения перегрева и преждевременного выхода из строя.

11. Пример практического использования

Сценарий: Проектирование панели индикаторов состояния для стоечного сетевого коммутатора.
1. Требование:Яркий синий индикатор "Связь активна", видимый с расстояния в несколько метров.
2. Выбор:3294-15UBGC/S400-A6 выбран за его высокую яркость (800мкд тип.) и подходящий угол обзора (90°).
3. Проектирование схемы:В системе используется шина питания 5В. Рассчитывается последовательный резистор: R = (V_питания - VF_макс) / IF = (5В - 4.3В) / 0.020А = 35 Ом. Выбран стандартный резистор 36 Ом, ограничивающий ток до ~19.4мА при VF_тип., что безопасно и обеспечивает достаточную яркость.
4. Разводка печатной платы:Посадочное место светодиода размещено с небольшой полигонной заливкой, подключенной к выводу катода для незначительного рассеивания тепла. Конструкция панели включает световод для направления и рассеивания света.
5. Сборка:Светодиоды паяются вручную паяльником с контролем температуры, установленным на 280°C, с соединением на расстоянии >3мм от корпуса, завершая процесс в течение 2 секунд.

12. Введение в принцип технологии

Этот светодиод основан на полупроводниковой гетероструктуре. Активная область использует нитрид индия-галлия (InGaN), выращенный на подложке из карбида кремния (SiC). При приложении прямого напряжения электроны и дырки инжектируются в активную область, где они рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава InGaN определяет энергию запрещенной зоны, которая, в свою очередь, определяет длину волны излучаемого света — в данном случае примерно 505нм (синий). Прозрачная эпоксидная линза инкапсулирует чип, обеспечивает механическую защиту и формирует выходной световой пучок (угол обзора 90°).

13. Тенденции развития технологии

Эволюция светодиодной технологии, подобной этому устройству, следует нескольким ключевым тенденциям:
1. Повышение эффективности:Постоянные улучшения в материаловедении и дизайне чипов направлены на производство большего количества люмен на ватт (лм/Вт), снижая энергопотребление при том же световом потоке.
2. Точность цвета и согласованность:Достижения в эпитаксиальном росте и процессах сортировки приводят к более узкому распределению по длине волны и интенсивности, улучшая однородность цвета в массивах.
3. Повышенная надежность и срок службы:Лучшие материалы корпуса, тепловые интерфейсы и интеграция драйверов способствуют увеличению срока службы в жестких условиях.
4. Миниатюризация и интеграция:Хотя дискретные лампы остаются популярными, тенденция направлена в сторону корпусов для поверхностного монтажа (SMD) и интегрированных модулей для более высокой плотности и автоматизированной сборки.
5. Расширенный цветовой охват:Разработка светодиодов с конкретными узкими пиками длины волны (как этот синий 505нм) позволяет расширить цветовой охват в дисплейных приложениях в сочетании с красными и зелеными светодиодами.