Техническая спецификация светодиодной лампы 264-7SURD/S530-A3 - Ярко-красный - 20мА - 125мкд

1. Обзор продукта

Настоящий документ содержит технические характеристики высокоэффективной ярко-красной светодиодной лампы. Устройство входит в серию, разработанную для применений, требующих превосходной световой отдачи. В нём используется технология чипа AlGaInP, инкапсулированного в красную рассеивающую смолу, что обеспечивает чёткое и насыщенное красное свечение. Продукт спроектирован с учётом принципов надёжности и долговечности, гарантируя стабильную работу в различных электронных узлах.

Светодиод соответствует ключевым экологическим и стандартам безопасности, включая RoHS, EU REACH, и не содержит галогенов (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Он доступен с различными углами обзора и может поставляться на катушке для автоматизированных процессов сборки, удовлетворяя потребности крупносерийного производства.

2. Технические параметры: Подробное объективное описание

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Абсолютные максимальные параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Это не условия для нормальной работы.

• Постоянный прямой ток (IF):25 мА. Это максимальный постоянный ток, который можно непрерывно подавать на светодиод без риска деградации.
• Пиковый прямой ток (IFP):60 мА. Данный параметр применим в импульсном режиме с коэффициентом заполнения 1/10 на частоте 1 кГц. Превышение этого значения в стационарном режиме, вероятно, вызовет отказ.
• Обратное напряжение (VR):5 В. Приложение обратного смещения большего напряжения может привести к пробою полупроводникового перехода светодиода.
• Рассеиваемая мощность (Pd):60 мВт. Это максимальная мощность, которую может рассеивать корпус, рассчитываемая как Прямое напряжение (VF) x Прямой ток (IF).
• Рабочая и температура хранения:Устройство рассчитано на работу в диапазоне от -40°C до +85°C и может храниться от -40°C до +100°C.
• Температура пайки (Tsol):Выводы могут выдерживать 260°C в течение 5 секунд во время процессов пайки.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измерены при стандартных условиях испытаний Ta=25°C и IF=20мА, предоставляя базовые данные о производительности.

• Сила света (Iv):Типичное значение составляет 125 мкд (милликандела), минимальное - 63 мкд. Эта величина количественно определяет воспринимаемую яркость красного света для человеческого глаза.
• Угол обзора (2θ1/2):60 градусов (типично). Это полный угол, при котором сила света падает до половины своего пикового значения, определяя ширину луча.
• Пиковая длина волны (λp):632 нм (типично). Это длина волны, на которой спектральное распределение мощности достигает максимума.
• Доминирующая длина волны (λd):624 нм (типично). Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, определяющая цветовой оттенок (ярко-красный).
• Прямое напряжение (VF):Диапазон от 1.7В (мин.) до 2.4В (макс.), типичное значение составляет 2.0В при 20мА. Это падение напряжения на светодиоде при работе.
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при приложении обратного смещения 5В.

Отмечены погрешности измерений: ±0.1В для VF, ±10% для Iv и ±1.0нм для λd.

3. Объяснение системы бинов

В спецификации указано использование системы бинов для ключевых параметров, как указано в пояснении к упаковочной этикетке. Эта система обеспечивает согласованность цвета и яркости в пределах заданных допусков для производственных партий.

• CAT (Градации силы света):Бины для светового потока (Iv).
• HUE (Градации доминирующей длины волны):Бины для цветовой точки (λd), что критически важно для применений, требующих точного соответствия цвета.
• REF (Градации прямого напряжения):Бины для падения прямого напряжения (VF), что может быть важно для проектирования драйвера и управления питанием.

Конкретные значения кодов бинов и их диапазоны не детализированы в данном отрывке, но обычно предоставляются производителем в отдельных документах по бинам.

4. Анализ характеристических кривых

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

4.1 Относительная интенсивность в зависимости от длины волны

Эта кривая спектрального распределения показывает световой выход как функцию длины волны, с центром вокруг пика 632 нм. Узкая ширина полосы (Δλ типично 20 нм) подтверждает насыщенный красный цвет.

4.2 Диаграмма направленности

Полярная диаграмма, иллюстрирующая пространственное распределение света, коррелирующая с углом обзора 60 градусов. Она показывает, как интенсивность уменьшается от центральной оси.

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

Этот график показывает экспоненциальную зависимость между током и напряжением, типичную для диода. Кривая помогает в проектировании схемы ограничения тока.

4.4 Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока

Показывает, что световой выход увеличивается с током, но может стать сублинейным при более высоких токах из-за падения эффективности и тепловых эффектов.

4.5 Относительная интенсивность в зависимости от температуры окружающей среды

Демонстрирует отрицательный температурный коэффициент светового выхода. Сила света уменьшается с ростом температуры окружающей среды, что критически важно для теплового управления в применении.

4.6 Прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды

Может иллюстрировать рекомендации по снижению номинальных параметров, показывая, как максимально допустимый прямой ток должен быть уменьшен при более высоких температурах окружающей среды, чтобы оставаться в пределах лимитов рассеиваемой мощности.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Чертеж габаритных размеров корпуса

Предоставлен подробный механический чертеж, показывающий физические размеры светодиода. 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. Чертеж определяет расстояние между выводами, размер корпуса и общую форму, что необходимо для проектирования посадочного места на печатной плате.

5.2 Идентификация полярности

Катод обычно идентифицируется по плоской стороне на линзе светодиода или более короткому выводу. Чертеж в спецификации должен чётко указывать на это, что жизненно важно для правильной установки во избежание обратного смещения.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение критически важно для сохранения производительности и надёжности светодиода.

6.1 Формовка выводов

• Изгибайте выводы в точке не менее чем в 3 мм от основания эпоксидной колбы.
• Выполняйте формовку до пайки.
• Избегайте механических напряжений на корпус; напряжение может повредить внутренние соединения или привести к растрескиванию эпоксидной смолы.
• Обрезайте выводы при комнатной температуре.
• Убедитесь, что отверстия в печатной плате идеально совпадают с выводами светодиода, чтобы избежать монтажных напряжений.

6.2 Хранение

• Храните при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤70%. Срок годности составляет 3 месяца после отгрузки.
• 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 Пайка

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

Ручная пайка:Максимальная температура жала паяльника 300°C (для паяльника 30Вт), время пайки не более 3 секунд.

Волновая/погружная пайка:Максимальная температура предварительного нагрева 100°C в течение не более 60 секунд. Температура ванны припоя не более 260°C в течение не более 5 секунд.

Профиль:Включён рекомендуемый график температурного профиля пайки, показывающий зоны предварительного нагрева, выдержки, оплавления и охлаждения для минимизации теплового удара.

Критические замечания:

• Избегайте нагрузок на выводы во время высокотемпературных фаз.
• Не паяйте (погружением или вручную) более одного раза.
• Защищайте светодиод от механических ударов, пока он не остынет до комнатной температуры после пайки.
• Избегайте быстрого охлаждения от пиковой температуры.
• Используйте минимально эффективную температуру пайки.

6.4 Очистка

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

6.5 Тепловое управление

Краткое, но важное замечание подчёркивает, что тепловое управление должно быть учтено на этапе проектирования применения. Рабочий ток должен быть установлен с учётом температуры перехода, поскольку чрезмерный нагрев снижает световой выход и срок службы.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки

Светодиоды упакованы в антистатический пакет, помещены во внутреннюю коробку, а затем во внешнюю коробку для защиты при транспортировке.

Количество в упаковке:Минимум от 200 до 1000 штук в пакете. Четыре пакета упакованы в одну внутреннюю коробку. Десять внутренних коробок упакованы в одну внешнюю коробку.

7.2 Объяснение этикетки

На упаковочной этикетке содержится несколько кодов:

• CPN:Производственный номер заказчика
• P/N:Производственный номер (например, 264-7SURD/S530-A3)
• QTY:Количество в упаковке
• CAT, HUE, REF:Коды бинов для силы света, доминирующей длины волны и прямого напряжения соответственно.
• LOT No:Номер производственной партии для прослеживаемости.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Перечисленные применения включают телевизоры, мониторы, телефоны и компьютеры. Это указывает на использование в качестве индикаторных ламп, подсветки для небольших дисплеев или светодиодов состояния в потребительской электронике и IT-оборудовании.

8.2 Соображения по проектированию

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный резистор или драйвер постоянного тока, чтобы ограничить IF до желаемого значения (например, 20мА для типичной яркости), никогда не подключайте напрямую к источнику напряжения.
• Тепловой расчёт:Убедитесь, что печатная плата и окружающая среда обеспечивают адекватный отвод тепла, особенно при работе вблизи максимальных параметров или в закрытых пространствах.
• Оптическое проектирование:Угол обзора 60 градусов подходит для широкого обзора. Рассмотрите конструкцию линзы или световода, если требуется формирование луча.
• Защита от ЭСР:Хотя светодиод не является высокочувствительным, рекомендуется соблюдать стандартные меры предосторожности при обращении с ЭСР во время сборки.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Хотя прямое сравнение с другими номерами деталей не предоставлено в этой спецификации, ключевые отличительные особенности данной серии светодиодов можно вывести:

• Материал:Использование полупроводникового материала AlGaInP, который является высокоэффективным для красного и янтарного цветов, по сравнению со старыми технологиями.
• Яркость:Позиционируется как серия с "повышенной яркостью" в своей категории.
• Соответствие:Полное соответствие современным экологическим нормам (RoHS, REACH, без галогенов) является значительным преимуществом.
• Надёжность:В спецификации подчёркивается надёжная и прочная конструкция, предполагающая хорошую механическую и термическую стойкость.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В1: Какое значение резистора следует использовать с источником питания 5В для достижения 20мА?

О1: Используя закон Ома: R = (V_питания - VF) / IF. При V_питания=5В, VF(тип.)=2.0В, IF=0.02А, R = (5-2)/0.02 = 150 Ом. Используйте стандартный резистор 150 Ом. Всегда рассчитывайте для наихудшего случая VF(мин.), чтобы гарантировать, что ток не превысит пределы.

В2: Могу ли я питать этот светодиод от источника 3.3В?

О2: Да. Используя тот же расчёт: R = (3.3-2.0)/0.02 = 65 Ом. Стандартный резистор 68 Ом будет подходящим. Убедитесь, что источник питания может обеспечить требуемый ток.

В3: Почему световой выход уменьшается при высоких температурах?

О3: Это фундаментальная характеристика полупроводниковых светодиодов. Повышение температуры увеличивает скорость безызлучательной рекомбинации внутри чипа, снижая внутреннюю квантовую эффективность (IQE), тем самым уменьшая световой выход.

В4: В чём разница между пиковой длиной волны и доминирующей длиной волны?

О4: Пиковая длина волны (λp) - это физический пик излучаемого спектра. Доминирующая длина волны (λd) - это единственная длина волны монохроматического света, которая соответствовала бы цветовому восприятию света светодиода. Для насыщенного цвета, такого как этот красный, они близки, но не идентичны.

11. Пример практического использования

Сценарий: Проектирование панели индикаторов состояния для сетевого маршрутизатора.

Светодиод (264-7SURD/S530-A3) выбран за его яркий красный выход и надёжность. Четыре светодиода используются для индикации Питания, Интернета, Wi-Fi и активности Ethernet.

Этапы проектирования:

1. Размещение на печатной плате: Разместите светодиоды в соответствии с механическим чертежом, обеспечив зазор 3 мм от паяльных площадок до любого выреза под линзу в панели.

2. Проектирование схемы: Используя системную шину 3.3В, рассчитайте последовательный резистор: R = (3.3В - 2.0В) / 0.02А = 65Ом. Выберите резисторы 68Ом, 1/8Вт. Рассеиваемая мощность на резисторе составляет I^2*R = (0.02^2)*68 = 0.0272Вт, что хорошо в пределах номинала.

3. Тепловые соображения: Панель вентилируемая, и светодиоды разнесены. Расчётная рабочая температура окружающей среды 45°C. Ссылаясь на кривую "Относительная интенсивность в зависимости от температуры окр. среды", выход будет слегка снижен, но приемлем.

4. Сборка: Следуйте указанному профилю волновой пайки. После сборки выполните визуальный осмотр и функциональный тест.

12. Введение в принцип работы

Этот светодиод работает по принципу электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе. Активная область состоит из фосфида алюминия-галлия-индия (AlGaInP). При приложении прямого напряжения электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в активную область. Когда эти носители заряда рекомбинируют, они высвобождают энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlGaInP определяет энергию запрещённой зоны, которая, в свою очередь, определяет длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае, в красном спектре (~624-632 нм). Красный рассеивающий эпоксидный корпус служит для защиты полупроводникового чипа, действует как первичная линза для формирования светового выхода и рассеивает свет для создания однородного внешнего вида.

13. Тенденции развития

Эволюция индикаторных светодиодов, подобных этому, следует нескольким отраслевым тенденциям:

• Повышение эффективности:Постоянные улучшения в материаловедении и эпитаксиальном росте направлены на производство большего количества света (люмен) на единицу потребляемой электрической мощности (ватт), снижая энергопотребление.
• Миниатюризация:Хотя выводные корпуса остаются популярными из-за своей надёжности, существует параллельная тенденция к уменьшению размеров корпусов для поверхностного монтажа (SMD) для проектов печатных плат с высокой плотностью.
• Повышение надёжности и срока службы:Улучшения в материалах корпусов, методах крепления кристаллов и технологии люминофоров (для белых светодиодов) продолжают увеличивать номинальный срок службы, даже при более высоких рабочих температурах.
• Согласованность цвета и бинирование:Более жёсткие допуски бинов для доминирующей длины волны, светового потока и прямого напряжения становятся стандартом, обеспечивая лучшее соответствие цвета в многосветодиодных применениях без ручной сортировки.
• Интеграция:Тенденции включают интеграцию токоограничивающих резисторов или управляющих микросхем в корпус светодиода для упрощения проектирования схем.

Эти тенденции обусловлены требованиями автомобильной промышленности, потребительской электроники и рынка общего освещения к более эффективным, надёжным и удобным для проектирования компонентам.