Технические характеристики RF-AU0402TS-EB-B янтарного светодиода - размер 1.0x0.5x0.4 мм - напряжение 1.6-2.6 В - мощность 26 мВт - технические данные

1. Обзор продукта

1.1 Общее описание

RF-AU0402TS-EB-B – это янтарный поверхностно-монтируемый светодиод, изготовленный с использованием высокоэффективного янтарного чипа. Его ультракомпактные размеры корпуса 1.0 мм x 0.5 мм x 0.4 мм делают его одним из самых маленьких коммерчески доступных янтарных светодиодов, подходящих для применений с ограниченным пространством. Устройство предназначено для автоматизированного SMT-монтажа и оплавления, обеспечивая отличную совместимость с современными сборочными линиями печатных плат.

1.2 Особенности

• Чрезвычайно широкий угол обзора 140 градусов, обеспечивающий равномерное распределение света на большой площади.
• Подходит для всех процессов SMT-сборки и пайки, включая оплавление и ручную пайку.
• Уровень чувствительности к влаге: уровень 3 по стандарту JEDEC, требующий правильного обращения после вскрытия пакета.
• Соответствует директиве RoHS, не содержит опасных веществ, отвечает мировым экологическим нормам.
• Работа при низком прямом токе (обычно 5 мА) обеспечивает низкое энергопотребление в устройствах с батарейным питанием.
• Доступен в нескольких бинах по яркости и длине волны для точной настройки в приложениях, требующих единообразия.

1.3 Применение

• Оптические индикаторы: индикаторы состояния, подсветка переключателей и символьные дисплеи.
• Подсветка дисплеев: подсветка небольших ЖК-экранов или клавиатур с ограниченным пространством.
• Общего назначения: освещение игрушек, декоративная подсветка и портативная электроника.

2. Технические параметры

2.1 Электрические и оптические характеристики

Все параметры измерены при температуре паяльной площадки (Ts) 25°C и прямом токе 5 мА, если не указано иное. Следующие ключевые характеристики определяют работу данного светодиода:

• Спектральная полуширина (Δλ):Типичное значение 15 нм, что указывает на относительно узкий спектр излучения, сосредоточенный в области янтарного света.
• Прямое напряжение (VF):Диапазон от 1,6 В до 2,6 В в зависимости от кода бина (A1–E2). Биннинг выполняется при токе 5 мА, каждый бин составляет шаг 0,1 В. Низкое прямое напряжение позволяет работать от низковольтных источников питания.
• Доминирующая длина волны (λD):Доступна в двух диапазонах: A10 (600–602,5 нм) и A20 (602,5–605 нм), а также дополнительные бины B10 (605–607,5 нм) и B20 (607,5–610 нм). Это позволяет выбрать точный оттенок янтарного.
• Сила света (IV):Разбита на пять диапазонов: A00 (8–12 мкд), B00 (12–18 мкд), C00 (18–28 мкд), D00 (28–43 мкд) и E00 (43–65 мкд). Бины с более высокой силой света подходят для приложений, требующих большей яркости.
• Угол обзора (2θ1/2):Типичное значение 140 градусов, обеспечивающее очень широкую диаграмму направленности для равномерного освещения большой площади.
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при VR=5 В, что гарантирует очень низкую утечку при обратном смещении.
• Тепловое сопротивление (RTHJ-S):Максимум 450°C/Вт, от перехода к точке пайки. Это относительно высокое тепловое сопротивление характерно для светодиодов в малых корпусах и требует тщательного управления тепловым режимом при работе на повышенных токах.

2.2 Предельные допустимые значения

Предельные допустимые значения не должны превышаться, даже кратковременно, во избежание необратимого повреждения:

• Рассеиваемая мощность (Pd): 26 мВт
• Прямой ток (IF): 10 мА (непрерывный); 60 мА при импульсной работе с коэффициентом заполнения 1/10 и длительностью импульса 0,1 мс.
• Устойчивость к электростатическому разряду (HBM): 2000 В
• Рабочая температура (Topr): от –40°C до +85°C
• Температура хранения (Tstg): от –40°C до +85°C
• Температура перехода (Tj): максимум 95°C

Эти пределы основаны на стандартизированных измерениях в лаборатории Refond. Фактический максимальный ток может потребовать снижения в зависимости от тепловых условий; температура перехода не должна превышать 95°C.

2.3 Система биннинга

Светодиод сортируется по нескольким бинам для обеспечения точного контроля прямого напряжения, доминирующей длины волны и силы света. Это позволяет заказчикам выбирать устройства с постоянными характеристиками для своих конкретных требований. Для прямого напряжения бины A1–E2 охватывают диапазон 1,6–2,6 В с шагом 0,1 В. Для длины волны бины A10, A20, B10, B20 охватывают диапазон 600–610 нм с шагом 2,5 нм. Бины по силе света A00–E00 предоставляют варианты от 8 до 65 мкд. Код бина четко указан на этикетке катушки для прослеживаемости.

3. Анализ рабочих характеристик

3.1 Зависимость прямого напряжения от прямого тока (Вольт-амперная характеристика)

ВАХ (Рис. 1-6) показывает типичную экспоненциальную зависимость между прямым напряжением и прямым током. При 5 мА прямое напряжение составляет примерно 2,0 В для типичного бина. При увеличении тока напряжение немного растет из-за последовательного сопротивления. Кривая помогает разработчикам выбрать подходящие токоограничивающие резисторы для заданного напряжения питания.

3.2 Зависимость относительной силы света от прямого тока

Рис. 1-7 иллюстрирует, что относительная сила света линейно возрастает с увеличением прямого тока в области малых токов, но начинает насыщаться при больших токах. Работа при 5 мА обеспечивает примерно 50% интенсивности при 10 мА, что дает хороший баланс между яркостью и тепловыделением.

3.3 Влияние температуры

Рис. 1-8 и Рис. 1-9 показывают, как температура контакта влияет на относительную силу света и прямой ток. При повышении температуры перехода сила света постепенно уменьшается. Например, при 85°C сила света может упасть до примерно 80% от значения при 25°C. Управление тепловым режимом имеет решающее значение при работе светодиода вблизи максимального тока или при высокой температуре окружающей среды.

3.4 Зависимость доминирующей длины волны от прямого тока

Рис. 1-10 демонстрирует, что доминирующая длина волны незначительно смещается с изменением прямого тока (примерно на 1–2 нм в рабочем диапазоне). Этот эффект минимален для большинства индикаторных приложений, но его следует учитывать, когда требуется точное совпадение цвета.

3.5 Спектральное распределение и диаграмма направленности

Рис. 1-11 показывает относительную спектральную интенсивность в зависимости от длины волны с пиком в районе 600–610 нм и полушириной 15 нм. Диаграмма направленности (Рис. 1-12) указывает на очень широкий угол излучения 140 градусов с почти равномерной интенсивностью в пределах ±70 градусов от оптической оси.

4. Информация о корпусе и упаковке

4.1 Размеры корпуса

Светодиод выпускается в стандартном SMD-корпусе 0402 с размерами: длина 1,0 мм, ширина 0,5 мм и высота 0,4 мм. Корпус имеет два вывода: анод (обозначен маркировкой полярности) и катод. Чертежи в техническом описании (Рис. 1-1 – 1-3) показывают вид сверху, снизу и сбоку с допуском ±0,2 мм, если не указано иное.

4.2 Проектирование контактных площадок

Рекомендуемые схемы пайки (Рис. 1-5) предоставлены для обеспечения надежных паяных соединений и надлежащего отвода тепла. Размеры площадок: 0,5 мм x 0,6 мм для каждого вывода с расстоянием 0,6 мм между ними. Важно согласовать конструкцию площадки с посадочным местом корпуса, чтобы избежать эффекта «памятника» (tombstoning) или слабых соединений.

4.3 Маркировка полярности

Катод обозначен небольшим знаком на корпусе (Рис. 1-4). Анод – это большая контактная площадка снизу. Необходимо соблюдать правильную полярность, чтобы избежать повреждения обратным смещением.

4.4 Размеры ленты-носителя и катушки

Светодиоды поставляются в тисненой ленте-носителе шириной 8 мм и шагом 2,0 мм. На каждой катушке находится 4000 штук. Лента имеет верхнюю покровную ленту и маркировку направления подачи. Размеры катушки: внешний диаметр 178±1 мм, ширина 8,0±0,1 мм, диаметр ступицы 60±1 мм, отверстие шпинделя 13,0±0,5 мм.

4.5 Информация на этикетке

Этикетка катушки включает номер детали, номер спецификации, номер партии, код бина (по прямому напряжению, длине волны и силе света), количество и код даты. Это обеспечивает полную прослеживаемость.

5. Рекомендации по пайке и сборке

5.1 Профиль пайки оплавлением

Рекомендуемый профиль пайки оплавлением приведен на Рис. 3-1 и в Таблице 3-1. Ключевые параметры: предварительный нагрев от 150°C до 200°C в течение 60–120 с; скорость подъема температуры ≤3°C/с; время выше 217°C (TL) до 60 с; пиковая температура (TP) 260°C в течение не более 10 с; скорость охлаждения ≤6°C/с. Допускается не более двух циклов оплавления; если между циклами проходит более 24 часов, светодиоды могут поглотить влагу и быть повреждены.

5.2 Ручная пайка и ремонт

Ручная пайка допускается при температуре жала ≤300°C и длительности ≤3 с, однократно. Для ремонта рекомендуется использовать двусторонний паяльник во избежание теплового напряжения на светодиоде.

5.3 Меры предосторожности при сборке

Не устанавливайте светодиоды на деформированные участки печатной платы и не подвергайте механическим нагрузкам во время или после пайки. Избегайте быстрого охлаждения после оплавления. Обеспечьте правильное выравнивание, чтобы избежать коротких замыканий.

6. Хранение и обращение

6.1 Условия хранения

До вскрытия влагозащитного пакета хранить при температуре ≤30°C и влажности ≤75% в течение не более 1 года с даты запечатывания. После вскрытия светодиоды должны быть использованы в течение 168 часов при температуре ≤30°C и влажности ≤60%. Если срок хранения превышен, перед использованием необходимо просушить при 60±5°C в течение >24 часов.

6.2 Чувствительность к влаге

Уровень MSL 3 требует осторожного обращения. При повреждении пакета или истечении срока годности осушителя обязательна сушка для предотвращения растрескивания (popcorn) при оплавлении.

6.3 Защита от электростатических разрядов

Светодиоды чувствительны к электростатическим разрядам (ESD) и электрическим перегрузкам (EOS). Используйте заземленные рабочие станции, браслеты и ионизаторы. Уровень HBM составляет 2000 В, но все равно рекомендуется соблюдать меры предосторожности от ESD.

6.4 Экологические соображения

На светодиод могут воздействовать сера и галогены в окружающей среде. Содержание серы должно быть ограничено до<100 ppm. Бром<900 ppm, хлор<900 ppm, общее содержание галогенов<1500 ppm. Летучие органические соединения (VOC) могут проникать в силиконовый компаунд и вызывать обесцвечивание. Используйте только совместимые материалы в светильнике.

7. Примечания по применению

7.1 Токоограничивающий резистор

Всегда используйте последовательный резистор для ограничения прямого тока до требуемого уровня, поскольку светодиоды имеют крутую ВАХ. Для типичного рабочего тока 5 мА выберите значение резистора, которое гарантирует, что ток остается ниже абсолютного максимума 10 мА даже при наихудших колебаниях напряжения питания.

7.2 Тепловое управление

Тепловой расчет имеет решающее значение. Тепловое сопротивление 450°C/Вт означает, что при 5 мА и 2 В рассеиваемая мощность составляет 10 мВт, что вызывает повышение температуры примерно на 4,5°C относительно окружающей среды. При более высоких токах повышение температуры увеличивается пропорционально. Может потребоваться достаточная медная площадь на печатной плате или принудительное воздушное охлаждение.

7.3 Рекомендации по проектированию схем

Необходима защита от обратного напряжения; убедитесь, что схема никогда не подает обратное смещение на светодиод (например, при переходных процессах выключения питания). Также избегайте превышения предельных значений прямого тока, даже кратковременно.

8. Часто задаваемые вопросы

8.1 Какой рекомендуемый рабочий ток?

Типичный ток составляет 5 мА, что обеспечивает хорошую яркость, оставаясь значительно ниже абсолютного максимума 10 мА. Для большей яркости допускается до 10 мА, но с надлежащим теплоотводом для поддержания температуры перехода ниже 95°C.

8.2 Как выбрать правильный бин по прямому напряжению?

Выберите бин, который соответствует вашему напряжению питания за вычетом падения на резисторе. Например, если напряжение питания 3,3 В, а вы хотите получить 5 мА с резистором 300 Ом (падение ~1,5 В), вам нужно VF около 1,8 В, что соответствует бину B1 или B2.

8.3 Можно ли управлять этим светодиодом напрямую от GPIO микроконтроллера?

Большинство выводов GPIO могут выдавать 5–10 мА при 3,3 В. При наличии подходящего последовательного резистора – да. Но проверьте возможности микроконтроллера по току; если их недостаточно, используйте транзисторный драйвер.

8.4 Сколько циклов оплавления допускается?

Максимум два цикла оплавления. Если между циклами прошло более 24 часов, перед вторым оплавлением просушите светодиоды для удаления поглощенной влаги.

9. Принцип работы

Этот янтарный светодиод представляет собой полупроводниковый светоизлучающий диод на основе янтарного чипа (вероятно, InGaAlP или GaAsP). При прямом смещении электроны и дырки рекомбинируют в активной области, излучая фотоны с энергией, соответствующей янтарному свету (600–610 нм). Узкая спектральная полуширина 15 нм указывает на высокую цветовую чистоту.

10. Тенденции развития

Тенденция в упаковке светодиодов продолжает движение к меньшим размерам и более высокой эффективности. Корпус 0402 (1.0x0.5 мм) представляет собой ультраминиатюрное направление, обеспечивающее более плотную компоновку печатных плат и интеграцию в портативные устройства. Будущие улучшения могут включать более низкое тепловое сопротивление, более высокую световую отдачу и расширенные температурные диапазоны работы. Соответствие экологическим требованиям (RoHS, без галогенов) становится все более важным на мировых рынках.