Технический паспорт светодиода Power Top View серии 67-31A - Корпус P-LCC-3 - Макс. 3.95В - 110мВт - Синий

1. Обзор продукта

Серия 67-31A представляет собой семейство светодиодов Power Top View, выполненных в компактном корпусе для поверхностного монтажа P-LCC-3. Данное устройство спроектировано для обеспечения высокого светового потока с широким углом обзора, что делает его особенно подходящим для применений, требующих равномерного освещения и индикации. Серия доступна в вариантах мягкого оранжевого, красного и желтого цветов, при этом конкретная модель, подробно описанная в данном документе, оснащена синим чипом InGaN, залитым бесцветной прозрачной смолой.

Ключевые преимущества данной серии светодиодов включают высокую допустимую силу тока, надежную конструкцию, подходящую для автоматического монтажа, и совместимость как с пайкой оплавлением, так и с волновой пайкой. Конструкция включает внутренний отражатель, оптимизирующий эффективность светового сопряжения, что является критически важной особенностью для применений со световодами и подсветкой. Низкое потребление тока дополнительно повышает его пригодность для портативных электронных устройств, где важна энергоэффективность.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Устройство рассчитано на надежную работу в следующих абсолютных максимальных пределах, измеренных при температуре окружающей среды (T_A) 25°C. Превышение этих значений может привести к необратимому повреждению.

• Обратное напряжение (V_R):5 В - Максимальное напряжение, которое может быть приложено в обратном направлении к выводам светодиода.
• Прямой ток (I_F):30 мА - Максимальный постоянный прямой ток, рекомендуемый для нормальной работы.
• Пиковый прямой ток (I_FP):100 мА - Максимально допустимый импульсный прямой ток, указанный при скважности 1/10 и частоте 1 кГц.
• Рассеиваемая мощность (P_d):110 мВт - Максимальная мощность, которую может рассеивать устройство.
• Электростатический разряд (ESD) по модели HBM:150 В - Напряжение устойчивости к ЭСР по модели человеческого тела, что указывает на чувствительность, требующую стандартных мер предосторожности при обращении.
• Рабочая температура (T_opr):от -40°C до +85°C - Диапазон температуры окружающей среды для надежной работы.
• Температура хранения (T_stg):от -40°C до +90°C - Диапазон температур для безопасного хранения.
• Температура пайки (T_sol):Оплавление: макс. 260°C в течение 10 секунд; Ручная пайка: макс. 350°C в течение 3 секунд.

2.2 Электрооптические характеристики

Ключевые параметры производительности определены при стандартных условиях испытаний: I_F= 30 мА и T_A= 25°C, если не указано иное.

• Сила света (I_V):Диапазон от минимум 285 мкд до максимум 715 мкд. Типичное значение не указано, что говорит о системе сортировки по яркости.
• Угол обзора (2θ_1/2):120° (тип.). Этот широкий угол обзора является определяющей особенностью, обеспеченной конструкцией корпуса и внутренним отражателем, гарантируя широкое и равномерное распределение света.
• Пиковая длина волны (λ_P):468 нм (тип.). Это длина волны, на которой спектральная плотность мощности максимальна.
• Доминирующая длина волны (λ_d):от 464.5 нм до 476.5 нм. Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, эквивалентная цвету излучаемого света. Допуск составляет ±1 нм.
• Спектральная ширина (Δλ):35 нм (тип.). Определяет ширину излучаемого спектра на половине его максимальной мощности (FWHM).
• Прямое напряжение (V_F):от 2.75 В до 3.95 В. Падение напряжения на светодиоде при токе 30 мА. Отмечен допуск ±0.1В.
• Обратный ток (I_R):10 мкА (макс.) при V_R= 5В.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по трем ключевым параметрам.

3.1 Сортировка по доминирующей длине волны (Группа A)

Определяет точный цвет (оттенок) светодиода. Группы обозначены от A9 до A12, каждая охватывает диапазон 3 нм в рамках общей спецификации 464.5-476.5 нм.

3.2 Сортировка по силе света

Определяет яркость на выходе. Группы обозначены T1, T2, U1 и U2 с возрастающими минимальными и максимальными значениями мкд. Это позволяет выбрать подходящую яркость для применения.

3.3 Сортировка по прямому напряжению (Группа M)

Определяет электрическую характеристику. Группы обозначены от M5 до M8, каждая охватывает диапазон 0.3 В в рамках общей спецификации 2.75-3.95 В. Это полезно для проектирования схем, особенно при последовательном включении нескольких светодиодов.

4. Анализ характеристических кривых

В паспорте приведены типичные электрооптические характеристические кривые. Хотя конкретные графики не детализированы в предоставленном тексте, такие кривые обычно включают:

• Вольт-амперная характеристика (I-V):Показывает зависимость между прямым напряжением (V_F) и прямым током (I_F). Демонстрирует экспоненциальную природу диода, подчеркивая необходимость токоограничивающих резисторов при превышении порогового напряжения включения.
• Относительная сила света в зависимости от прямого тока:Иллюстрирует, как световой выход увеличивается с ростом тока накачки, обычно в почти линейной зависимости в указанном рабочем диапазоне.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Показывает снижение светового выхода при увеличении температуры перехода. Это критически важно для теплового управления в мощных приложениях или при высоких температурах окружающей среды.
• Спектральное распределение мощности:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, показывающий пик при ~468 нм и ширину полосы 35 нм.

5. Механическая и упаковочная информация

5.1 Габаритные размеры корпуса и полярность

Светодиод использует корпус P-LCC-3 (Plastic Leaded Chip Carrier). На чертеже указаны длина, ширина, высота и положение выводов. Четко показан индикатор полярности (обычно выемка или маркированный катод) для обеспечения правильной ориентации при сборке. Предоставлена рекомендуемая конфигурация контактных площадок для обеспечения качественной пайки и механической стабильности.

5.2 Упаковка в катушки и ленты

Устройство поставляется на ленте в катушках для автоматической сборки. Указаны размеры несущей ленты, стандартное количество на катушке - 2000 штук. Также указаны размеры катушки для обработки автоматами установки. Упаковка включает меры защиты от влаги: компоненты упакованы в алюминиевый влагозащитный пакет с осушителем и индикаторной картой влажности для предотвращения повреждения от поглощения влаги перед пайкой.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Светодиод рассчитан на стандартные процессы пайки.

• Пайка оплавлением:Максимальная пиковая температура 260°C, продолжительность не более 10 секунд.
• Ручная пайка:Температура жала паяльника не должна превышать 350°C, время контакта ограничено 3 секундами на вывод.
• Меры предосторожности:Дано критически важное предупреждение: ВНЕШНИЙ токоограничивающий резистор ДОЛЖЕН быть включен последовательно со светодиодом. Экспоненциальная ВАХ означает, что небольшое увеличение напряжения может вызвать большое, разрушительное увеличение тока. Следует соблюдать надлежащие процедуры обращения с ЭСР на всех этапах работы и сборки.

7. Испытания на надежность

Продукт проходит комплекс испытаний на надежность, проводимых с уровнем доверия 90% и допустимым процентом дефектных изделий в партии (LTPD) 10%. Ключевые испытания включают:

• Устойчивость к пайке оплавлением
• Температурные циклы (-40°C до +100°C)
• Термоудар (-10°C до +100°C)
• Высокотемпературное хранение (100°C)
• Низкотемпературное хранение (-40°C)
• Срок службы при постоянном токе (30 мА, 25°C)
• Высокая температура/влажность (85°C/85% отн. влажн.)

Эти испытания подтверждают надежность устройства при различных экологических и эксплуатационных нагрузках.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Индикация и подсветка в потребительской электронике:Аудио/видео оборудование, ТВ-приставки, игровые консоли.
• Офисное и домашнее оборудование:Принтеры, маршрутизаторы, бытовая техника, панели управления.
• Плоская подсветка:Для ЖК-дисплеев, мембранных переключателей и подсвечиваемых символов.
• Применения со световодами:Широкий угол обзора и конструкция с внутренним отражателем делают его идеальным для ввода света в пластиковые световоды для индикации состояния или декоративной подсветки.
• Индикация общего назначения:Любое применение, требующее яркого, надежного индикатора состояния для поверхностного монтажа.

8.2 Соображения при проектировании

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный резистор. Рассчитайте его значение на основе напряжения питания (V_cc), прямого напряжения светодиода (V_F - используйте максимальное значение для надежности) и желаемого прямого тока (I_F). R = (V_cc - V_F) / I_F.
• Тепловое управление:Хотя рассеиваемая мощность мала, обеспечьте достаточную площадь медной подложки на печатной плате или тепловые переходы, если работа ведется при высоких температурах окружающей среды или максимальном токе, для поддержания светового выхода и долговечности.
• Оптическое проектирование:Для применений со световодами светодиод должен быть точно позиционирован напротив входной поверхности световода. Широкий угол обзора помогает максимизировать эффективность сопряжения.

9. Техническое сравнение и отличия

Серия 67-31A выделяется несколькими ключевыми особенностями:

• Корпус:Корпус P-LCC-3 предлагает надежный, отраслевой стандарт с хорошими тепловыми и механическими свойствами по сравнению с более мелкими чип-светодиодами.
• Угол обзора:Угол обзора 120° значительно шире, чем у многих стандартных светодиодов с верхним излучением, которые часто имеют углы 60-80°. Это большое преимущество для применений, требующих освещения большой площади.
• Внутренний отражатель:Эта интегрированная оптическая особенность улучшает извлечение и направленность света, повышая эффективность в конструкциях со световодами и подсветкой по сравнению со светодиодами без такой особенности.
• Возможности по току:Номинальный постоянный ток 30 мА обеспечивает более высокий потенциал яркости по сравнению с маломощными индикаторными светодиодами, рассчитанными на 5-20 мА.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Какое сопротивление резистора следует использовать при питании 5В?

А: Используя максимальное V_F 3.95В для консервативного расчета и I_F 30мА: R = (5В - 3.95В) / 0.03А = 35 Ом. Используйте ближайшее стандартное значение (например, 33 или 39 Ом) и проверьте номинальную мощность.

В: Могу ли я управлять этим светодиодом с помощью ШИМ-сигнала для диммирования?

А: Да. Светодиод можно эффективно диммировать с помощью ШИМ. Убедитесь, что пиковый ток в импульсе не превышает номинальный I_FP 100 мА, а средний ток не превышает номинальный I_F.

30 мА.

В: Как температура влияет на производительность?

А: Сила света обычно уменьшается с увеличением температуры перехода. Прямое напряжение также немного снижается с ростом температуры. Для постоянной яркости в сложных условиях могут потребоваться тепловое управление и/или оптическая обратная связь.

В: В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?

А: Пиковая длина волны (468 нм) - это физический пик излучаемого спектра света. Доминирующая длина волны (464.5-476.5 нм) - это воспринимаемый человеческим глазом цвет, рассчитанный из полного спектра. Доминирующая длина волны более актуальна для цветовой индикации.

11. Пример практического применения

1. Сценарий: Проектирование панели индикации состояния для сетевого маршрутизатора с использованием световода.Выбор:

2. Выберите светодиод 67-31A из группы силы света U1 или U2 для высокой видимости. Выберите постоянную группу доминирующей длины волны (например, A10) для единообразного цвета на нескольких устройствах.Проектирование схемы:_FВнутренняя логика маршрутизатора работает на 3.3В. Используя типичное V_F 3.2В и I

3. 20 мА для экономии энергии: R = (3.3В - 3.2В) / 0.02А = 5 Ом. Подошел бы резистор на 5.1 Ом.Размещение:

4. Разместите светодиод на печатной плате непосредственно под точкой входа световода. Следуйте рекомендуемой конфигурации контактных площадок для надежности.Результат:

Широкий угол обзора 120° эффективно вводит свет в световод, создавая яркий, равномерно освещенный индикатор, хорошо видимый под разными углами, что удовлетворяет требованиям проекта простым и надежным решением.

12. Принцип работы

Светодиод работает по принципу электролюминесценции в полупроводнике. Основной компонент - чип InGaN (нитрид индия-галлия). Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее пороговое напряжение включения диода, электроны и дырки инжектируются в активную область полупроводника. Эти носители заряда рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав материала InGaN определяет ширину запрещенной зоны, которая, в свою очередь, определяет длину волны (цвет) излучаемого света - в данном случае синий. Бесцветная прозрачная эпоксидная смола защищает чип, действует как линза для формирования светового выхода и может содержать люминофоры, если требуется другой цвет (как упомянутый мягкий оранжевый, красный, желтый), хотя для синей версии она остается прозрачной.

13. Технологические тренды

• Индустрия светодиодов продолжает развиваться в сторону повышения эффективности, уменьшения размеров и большей интеграции. Тренды, актуальные для устройств типа 67-31A, включают:Повышение эффективности:
• Постоянные улучшения в материаловедении направлены на получение большего количества люменов на ватт (световая отдача), что позволяет получить более яркий выход при том же токе или ту же яркость при меньшем энергопотреблении.Миниатюризация:
• Хотя P-LCC-3 является стандартным корпусом, существует параллельный тренд в сторону еще более мелких светодиодов в корпусах типа CSP (Chip Scale Package) для применений с ограниченным пространством, хотя часто с компромиссами в угле обзора и удобстве обращения.Улучшение постоянства цвета:
• Достижения в эпитаксиальном росте и процессах сортировки приводят к более узкому распределению по длине волны и интенсивности, уменьшая необходимость в селективной сортировке в массовых применениях.Повышенная надежность: