Синий светодиод 3535 - 3.45x3.45x2.20мм - Напряжение 2.6-3.4В - Мощность 5.1Вт - Доминирующая длина волны 465-475нм - Технический паспорт

1. Обзор продукта

RF-AL-C3535L2K1RB-05 — это высокопроизводительный синий светоизлучающий диод (СИД), созданный на основе передовой технологии InGaN-на-подложке. Разработанный для требовательного общего освещения и специальных применений, данный корпус 3535 (3,45 мм x 3,45 мм x 2,20 мм) обеспечивает диапазон доминирующей длины волны 465-475 нм, создавая глубокий синий свет. При типовом прямом напряжении 2,6-3,4 В при 350 мА и максимальном прямом токе 1500 мА он обеспечивает отличный световой поток (30-50 люмен) и общий радиационный поток (400-800 мВт). Керамический корпус обеспечивает превосходное термоуправление и надежность, что делает его подходящим как для стандартной SMT-сборки, так и для конструкций мощного освещения.

1.1 Основные преимущества

• Керамическая подложка для низкого теплового сопротивления и улучшенного отвода тепла
• Чрезвычайно широкий угол обзора (120 градусов) для равномерного распределения света
• Совместимость со всеми процессами SMT-сборки и профилями пайки
• Доступен в упаковке лента и катушка (1000 шт./катушка) для эффективного производства
• Уровень чувствительности к влаге 1 (MSL1) – не требует сушки перед использованием
• Соответствует RoHS – не содержит опасных веществ

1.2 Целевые применения

Этот синий светодиод идеально подходит для широкого спектра применений, включая акцентное цветное освещение, гибкие светодиодные ленты, освещение для роста растений (синий спектр для фотосинтеза), ландшафтное освещение, сценическое и фотографическое освещение, отели, торговые помещения, офисы и общее внутреннее освещение. Его высокий радиационный поток также делает его подходящим для УФ-отверждения и специального промышленного освещения, где требуются синие длины волн.

2. Анализ технических параметров

2.1 Электрооптические характеристики (при 25°C, IF=350 мА)

Прямое напряжение светодиода (VF) находится в диапазоне от 2,6 до 3,4 В с типовым значением ~3,0 В. Световой поток (IV) составляет от 30 до 50 люмен, а общий радиационный поток (Φe) — от 400 до 800 мВт. Доминирующая длина волны (λD) указана как 465-475 нм с узким допуском ±1 нм при измерении. Обратный ток (IR) при VR=5 В составляет менее 10 мкА, что обеспечивает минимальные утечки. Угол обзора (2θ1/2) составляет 120 градусов, обеспечивая широкое покрытие луча.

2.2 Абсолютные максимальные номиналы

• Рассеиваемая мощность (PD): 5100 мВт
• Прямой ток (IF): 1500 мА
• Пиковый прямой ток (IFP): 1650 мА (рабочий цикл 1/10, импульс 0,1 мс)
• Обратное напряжение (VR): 5 В
• ЭСР (HBM): 2000 В
• Рабочая температура (TOPR): от -40°C до +85°C
• Температура хранения (TSTG): от -40°C до +85°C
• Температура перехода (TJ): 125°C

Необходимо следить, чтобы рассеиваемая мощность не превышала абсолютный максимальный номинал. Температура перехода должна поддерживаться ниже 125°C для сохранения надежности.

3. Система сортировки по бинам

3.1 Бины прямого напряжения (IF=350 мА)

Прямое напряжение разделено на четыре бина:

• F0: 2,6 – 2,8 В
• G0: 2,8 – 3,0 В
• H0: 3,0 – 3,2 В
• I0: 3,2 – 3,4 В

3.2 Бины светового потока (IF=350 мА)

• FA3: 30 – 35 лм
• FA4: 35 – 40 лм
• FA5: 40 – 45 лм
• FA6: 45 – 50 лм

3.3 Бины доминирующей длины волны

• D00: 465 – 470 нм
• E00: 470 – 475 нм

Допуски измерения: VF ±0,1 В, λD ±1 нм, сила света ±10%. Сортировка по бинам позволяет заказчикам выбирать точные комбинации цвета и потока для своего применения.

4. Кривые производительности

4.1 Зависимость прямого тока от прямого напряжения

Прямой ток быстро увеличивается с напряжением после порога включения (~2,6 В). При 3,0 В ток составляет ~350 мА; при 3,4 В ток приближается к 1500 мА. Эта крутая ВАХ требует тщательной регулировки тока, чтобы избежать перегрузки.

4.2 Зависимость относительной интенсивности от прямого тока

Относительный световой выход увеличивается почти линейно с током до примерно 1000 мА, затем начинает насыщаться. При 1500 мА относительная интенсивность примерно в 3,0 раза превышает значение при 350 мА. Однако тепловые эффекты при высоком токе могут снизить эффективность.

4.3 Зависимость температуры от относительной интенсивности

При повышении температуры точки пайки (Ts) с 25°C до 105°C относительная интенсивность снижается примерно на 20-30%. Адекватный теплоотвод необходим для поддержания светового выхода при работе на высокой мощности.

4.4 Зависимость температуры Ts от прямого тока (снижение номиналов)

Максимально допустимый прямой ток должен быть снижен при повышении температуры: при Ts 85°C максимальный ток уменьшается до приблизительно 800 мА (от 1500 мА при 25°C). Эта кривая снижения гарантирует, что температура перехода не превышает 125°C.

4.5 Спектральное распределение

Спектральный выход имеет пик при ~465-475 нм с полной шириной на полувысоте (FWHM) около 25-30 нм. Спектр типичен для синих светодиодов InGaN, без значительного вторичного излучения.

4.6 Диаграмма излучения

Диаграмма излучения близка к ламбертовской с половинным углом 60 градусов (полный угол 120°). Относительная интенсивность света падает до 50% при ±60° от оптической оси.

5. Информация о механике и упаковке

5.1 Размеры корпуса

Размеры корпуса светодиода: 3,45 мм x 3,45 мм x 2,20 мм (длина x ширина x высота). Вид сверху показывает квадратную излучающую область; вид сбоку показывает толщину 2,20 мм, включая керамическое основание и силиконовую линзу. Вид снизу показывает две электрические площадки (анод и катод) размерами 1,30 мм x 0,65 мм и 0,50 мм x 0,65 мм соответственно. Предусмотрена маркировка полярности.

5.2 Рекомендуемый рисунок для пайки

Предлагаемый посадочный рисунок на печатной плате включает две прямоугольные площадки: 1,30 мм x 0,85 мм для анода и 1,30 мм x 0,50 мм для катода с зазором 0,45 мм между ними. Рекомендуется дополнительная тепловая площадка (3,50 мм x 3,40 мм) для отвода тепла. Все размеры имеют допуск ±0,2 мм.

5.3 Идентификация полярности

Катод отмечен небольшой выемкой на краю корпуса. На виде снизу большая площадка обычно является анодом (положительным). Неправильная полярность может привести к необратимому повреждению светодиода.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль оплавления SMT

Рекомендуемый профиль оплавления SMT соответствует J-STD-020. Ключевые параметры:

• Скорость нагрева: макс. 3°C/с
• Предварительный нагрев: от 150°C до 200°C в течение 60-120 секунд
• Время выше 217°C (TL): макс. 60 секунд
• Пиковая температура (TP): 260°C, макс. 10 секунд
• Время в пределах 5°C от пика: макс. 30 секунд
• Скорость охлаждения: макс. 6°C/с
• Общее время от 25°C до пика: макс. 8 минут

Оплавление не должно превышать двух циклов. Если интервал между оплавлениями превышает 24 часа, рекомендуется сушка для удаления влаги, поглощенной силиконовой линзой.

6.2 Ручная пайка

При ручной пайке поддерживайте температуру жала ниже 300°C и время контакта менее 3 секунд. Допускается только одна операция ручной пайки. Избегайте надавливания на силиконовую линзу, пока она горячая.

6.3 Обращение и хранение

Храните светодиоды в оригинальном запечатанном пакете при<30°C и<75% относительной влажности. После вскрытия устройство должно быть использовано в течение 168 часов (30°C/60% отн. влаж.). Если срок хранения превышает 6 месяцев или индикатор влаги меняет цвет, просушите при 60±5°C,<5% отн. влаж. в течение не менее 24 часов перед использованием.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Формат упаковки

Стандартная упаковка: 1000 штук на катушку. Размеры ленты-носителя: ширина 12 мм, шаг 8 мм, с 50 пустыми карманами в начале и конце. Диаметр катушки: 178 мм ±1 мм, диаметр ступицы 59 мм. На этикетке указаны номер детали, номер спецификации, код партии, код бина (поток, длина волны, напряжение), количество и код даты. Используется влагонепроницаемый пакет с осушителем и предупреждающей этикеткой ESD.

7.2 Картонная коробка

Катушки упаковываются в картонные коробки для механической защиты при транспортировке. Заказчик может указать требования к маркировке.

8. Рекомендации по применению

8.1 Тепловое проектирование

Из-за высокой плотности мощности (до 5,1 Вт) эффективное тепловое управление имеет решающее значение. Используйте тепловую площадку на печатной плате, подключенную к большой медной области или радиатору. Температура перехода должна поддерживаться ниже 125°C. При 350 мА тепловое сопротивление от перехода к точке пайки должно составлять примерно 10-15°C/Вт (типовое). Необходимо снижение тока при высокой температуре окружающей среды.

8.2 Проектирование схемы

Всегда используйте токоограничивающие резисторы или источники постоянного тока, чтобы предотвратить перегрузку по току, вызванную небольшими сдвигами напряжения. Предусмотрите защиту от обратного напряжения (например, диод Шоттки), если схема может подавать обратное смещение. Для параллельных цепочек обеспечьте равное распределение тока с помощью отдельных резисторов.

8.3 Совместимость с материалами

Избегайте воздействия на светодиод сред с высоким содержанием серы (>100 ppm), так как сера может разъедать серебряные площадки. Содержание брома и хлора в окружающих материалах должно быть ниже 900 ppm каждое, а общее содержание галогенов - ниже 1500 ppm. Выбирайте клеи и заливочные компаунды, которые не выделяют летучие органические соединения (ЛОС), способные затуманивать силиконовую линзу.

9. Техническое сравнение с конкурирующими решениями

По сравнению со стандартными пластиковыми корпусами 3535 (например, PLCC), керамический корпус этого светодиода обеспечивает более низкое тепловое сопротивление (обычно 5-10°C/Вт против 15-20°C/Вт), что позволяет использовать более высокие рабочие токи и лучшее сохранение светового потока. Силиконовая линза обеспечивает более высокую оптическую эффективность и более широкий угол обзора, чем эпоксидные линзы. Кроме того, рейтинг MSL 1 исключает необходимость трудоемкой сушки перед сборкой, сокращая время простоя производства. Однако керамические корпуса немного дороже, что компенсируется превосходной надежностью при работе на высокой мощности.

10. Часто задаваемые вопросы

10.1 Можно ли питать этот светодиод током 1 А непрерывно?

Да, но только при условии, что тепловое проектирование поддерживает температуру перехода ниже 125°C. При 1 А (1000 мА) прямое напряжение будет около 3,2-3,4 В, что приведет к рассеиванию около 3,2-3,4 Вт. Обязателен хороший теплоотвод. Обратитесь к кривой снижения: при температуре окружающей среды 85°C максимальный ток составляет ~800 мА.

10.2 Каков типичный срок службы этого светодиода?

При номинальных условиях (350 мА, Tj<105°C) ожидается сохранение светового потока >70% после 50 000 часов. Более высокие токи или температуры сократят срок службы. Для подробных прогнозов обратитесь к данным испытаний на надежность (тест на срок службы: 1000 ч при 350 мА/25°C без отказов).

10.3 Как обращаться с чувствительностью к ЭСР?

Светодиод имеет рейтинг ЭСР 2000 В HBM. Используйте заземленные рабочие станции, антистатические браслеты и проводящую упаковку. При ручном обращении избегайте прикосновения к электрическим контактам.

11. Практический пример проектирования

Рассмотрим светодиодную ленту синего цвета для светильника для роста растений. Используя 24 светодиода на метр, каждый работает при 350 мА (всего ~0,84 А на метр), общая мощность на метр составляет около 24 * 3,0 В * 0,35 А = 25,2 Вт. Печатная плата должна иметь толстый слой меди (≥2 унции) и алюминиевое основание для отвода тепла. Для достижения равномерного распределения света светодиоды размещаются на расстоянии 41,6 мм друг от друга. Источник постоянного тока с выходом 24 В и ограничением тока на канал обеспечивает стабильную работу. Синяя длина волны (470 нм) выбрана для стадии вегетативного роста. Дополнительный люминофор не требуется. Светильник достигает эффективности >90% при преобразовании электрической мощности в радиационный поток.

12. Принцип работы

Этот светодиод использует квантовые ямы InGaN (нитрид индия-галлия) в качестве активного слоя. При прямом смещении электроны и дырки рекомбинируют в квантовых ямах, излучая фотоны с энергией, соответствующей ширине запрещенной зоны (примерно 2,6 эВ для 475 нм синего). Подложкой обычно является сапфир или карбид кремния, на которой выращиваются эпитаксиальные слои. Керамический корпус действует как теплораспределитель и обеспечивает электрическую изоляцию. Силиконовая линза герметизирует кристалл для улучшения извлечения света и защиты чипа. Прямая запрещенная зона светодиода обеспечивает высокую внутреннюю квантовую эффективность (>80% при низких токах).

13. Тенденции развития

Отрасль движется к более высокой эффективности и более высокой цветопередаче в белых светодиодах за счет комбинирования синих светодиодов с люминофорами. Однако специализированные синие светодиоды остаются необходимыми для специальных применений, таких как освещение растений (синий + красный спектры), медицинская фототерапия и развлекательное освещение. Тенденции включают повышение световой эффективности (цель >200 лм/Вт для синих чипов), снижение теплового сопротивления за счет улучшенных конструкций корпусов (например, тонкопленочный flip-chip) и встраивание защиты от ЭСР в корпус. Внедрение автоматизированной сортировки по бинам на уровне пластины позволяет получить более узкие распределения цвета и потока, обеспечивая стабильную производительность в массовом производстве.