Оранжевый светодиод 1.0x0.5x0.4 мм, напряжение 1.7-2.4 В, мощность 48 мВт, обзор технического описания

1. Обзор продукта

Этот оранжевый светодиод изготовлен с использованием оранжевого кристалла и размещен в чрезвычайно компактном корпусе размером 1,0 мм x 0,5 мм x 0,4 мм. Он предназначен для индикаторных и дисплейных приложений общего назначения, где пространство ограничено. Светодиод имеет чрезвычайно широкий угол обзора 140°, что делает его подходящим для применений, требующих равномерного распределения света. Он совместим со всеми процессами сборки и пайки SMT и имеет уровень чувствительности к влажности 3 (MSL 3). Компонент соответствует требованиям RoHS, удовлетворяя текущим экологическим стандартам.

1.1 Особенности

• Чрезвычайно широкий угол обзора (140°).
• Подходит для всех процессов сборки и пайки SMT.
• Уровень чувствительности к влажности: Уровень 3.
• Соответствует RoHS.

1.2 Применение

• Оптические индикаторы.
• Дисплеи переключателей и символов.
• Общее использование в бытовой электронике, автомобильном интерьере и промышленных системах управления.

2. Анализ технических параметров

2.1 Оптические и электрические характеристики

Электрические и оптические характеристики указаны при условиях испытания Ts = 25°C и прямом токе 5 мА (если не указано иное). Прямое напряжение (VF) разделено на несколько диапазонов от минимума 1,7 В до максимума 2,4 В. Доминирующая длина волны (λD) находится в диапазоне от 615 нм до 630 нм, покрывая оранжевый спектр. Сила света (IV) варьируется от 8 мкд до 100 мкд в зависимости от бина. Полуширина спектра обычно составляет 15 нм, что указывает на относительно чистый цвет. Обратный ток (IR) при VR = 5В ограничен максимумом 10 мкА. Тепловое сопротивление от перехода к точке пайки (RTHJ-S) составляет 450 °C/Вт при IF = 5 мА.

2.2 Абсолютные максимальные номиналы

Абсолютные максимальные номиналы не должны превышаться во время работы, чтобы предотвратить повреждение. Рассеиваемая мощность (Pd) составляет 48 мВт. Непрерывный прямой ток (IF) составляет 20 мА, а пиковый прямой ток (IFP) может достигать 60 мА при рабочем цикле 1/10 и длительности импульса 0,1 мс. Статическое напряжение разряда (HBM) составляет 2000 В. Диапазон рабочих температур (Topr) составляет от -40°C до +85°C, а диапазон температур хранения (Tstg) идентичен. Температура перехода (Tj) не должна превышать 95°C.

3. Система классификации бинов

3.1 Бины прямого напряжения

Прямое напряжение разделено на семь бинов (A2, B1, B2, C1, C2, D1, D2) с диапазонами от 1,7-1,8 В до 2,3-2,4 В. Это позволяет разработчикам выбирать светодиоды с аналогичным VF для равномерной яркости в последовательных или параллельных конфигурациях.

3.2 Бины доминирующей длины волны

Доминирующая длина волны разделена на шесть бинов: D10 (615-617,5 нм), D20 (617,5-620 нм), E10 (620-622,5 нм), E20 (622,5-625 нм), F10 (625-627,5 нм) и F20 (627,5-630 нм). Такая точная сортировка обеспечивает согласованность цвета в производственных партиях.

3.3 Бины силы света

Сила света разделена на шесть бинов: A00 (8-12 мкд), B00 (12-18 мкд), C00 (18-28 мкд), D00 (28-43 мкд), E00 (43-65 мкд) и F00 (65-100 мкд). Допуск ±10% на измерения интенсивности должен учитываться при проектировании системы.

4. Анализ кривых производительности

4.1 Зависимость прямого напряжения от прямого тока

На рисунке 1-6 показана типичная кривая зависимости прямого напряжения от прямого тока. При 5 мА прямое напряжение составляет приблизительно 2,0 В (типичное). При 20 мА прямое напряжение возрастает до около 2,8 В. Зависимость экспоненциальная, типичная для светодиодов на основе GaP и GaAsP.

4.2 Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока

Рисунок 1-7 показывает, что относительная интенсивность увеличивается почти линейно с прямым током до примерно 7,5 мА, а затем начинает насыщаться.

4.3 Температурные эффекты

Рисунок 1-8 показывает, что относительная интенсивность уменьшается с ростом температуры окружающей среды. При 100°C интенсивность составляет около 70% от значения при 25°C. Рисунок 1-9 иллюстрирует снижение максимального прямого тока при высоких температурах вывода. При температуре вывода 100°C максимальный прямой ток снижается до примерно 15 мА.

4.4 Зависимость доминирующей длины волны от прямого тока

Рисунок 1-10 показывает небольшой красный сдвиг (увеличение длины волны) при увеличении прямого тока, от примерно 620 нм при 0,1 мА до 623 нм при 15 мА. Этот эффект необходимо учитывать в приложениях, критичных к цвету.

4.5 Спектральное распределение

На рисунке 1-11 представлена относительная интенсивность в зависимости от длины волны при Ta=25°C. Пиковая длина волны находится около 620 нм с полной шириной на полувысоте (FWHM) около 15 нм. Спектр чистый, без вторичных пиков.

4.6 Диаграмма направленности

На рисунке 1-12 показана диаграмма направленности. Светодиод излучает свет почти равномерно под углами до ±70°, а относительная интенсивность падает до 0,5 примерно при ±80°. Широкая диаграмма делает его идеальным для индикаторных приложений и подсветки, где требуется широкий луч.

5. Информация о механических характеристиках и упаковке

5.1 Габаритные размеры корпуса

Габаритные размеры корпуса: 1,0 мм x 0,5 мм x 0,4 мм (длина x ширина x высота). На рисунке 1-1 (вид сверху) и рисунке 1-3 (вид сбоку) подробно показаны внешние контуры. Все размеры имеют допуск ±0,2 мм, если не указано иное.

5.2 Рекомендуемые рисунки пайки

На рисунке 1-5 показаны рекомендуемые рисунки пайки. Контактная площадка анода (площадка 1) и контактная площадка катода (площадка 2) предназначены для механической стабильности и отвода тепла. Вид снизу (рисунок 1-2) и маркировка полярности (рисунок 1-4) указывают, какая площадка какая.

5.3 Идентификация полярности

Светодиод имеет маркировку полярности на виде сверху (скос угла или точка), указывающую на катод (площадка 2). Правильная ориентация необходима для работы.

6. Руководство по пайке и сборке

6.1 Профиль оплавления пайки

На рисунке 3-1 представлен рекомендуемый температурный профиль пайки оплавлением. Ключевые параметры: предварительный нагрев от 150°C до 200°C в течение 60-120 секунд; скорость нарастания температуры ≤3°C/с; время выше 217°C (TL) 60-120 секунд; пиковая температура (TP) 260°C с максимальной длительностью 10 секунд; скорость охлаждения ≤6°C/с. Общее время от 25°C до пика не должно превышать 8 минут. Пайка оплавлением не должна производиться более двух раз. Если между двумя операциями пайки прошло более 24 часов, светодиод может быть поврежден.

6.2 Ручная пайка

При ручной пайке температура жала не должна превышать 300°C, а время пайки - 3 секунды. Ручную пайку следует выполнять только один раз.

6.3 Ремонт

После пайки ремонт следует избегать. При необходимости используйте двусторонний паяльник. Предварительно убедитесь, что характеристики светодиода не будут повреждены.

6.4 Меры предосторожности

Не устанавливайте компоненты на искривленные участки печатной платы. После пайки избегайте механических нагрузок или вибрации во время охлаждения. Не охлаждайте устройство быстро.

6.5 Условия хранения

7. Информация об упаковке и заказе

7.1 Спецификации упаковки

Каждая катушка содержит 4000 штук. Размеры ленты носителя показаны на рисунке 2-1 (шаг 2,00 мм, ширина 8,00 мм, глубина 0,61 мм). Размеры катушки (рисунок 2-2) включают внешний диаметр 178 мм ±1 мм и диаметр ступицы 60 мм ±0,1 мм. На этикетке (рисунок 2-3) указаны номер детали, номер спецификации, номер партии, код бина, световой поток, бин цветности, прямое напряжение, длина волны, количество и дата изготовления.

7.2 Влагозащитная упаковка

Светодиоды поставляются во влагозащитных пакетах с осушителем и индикатором влажности (рисунок 2-4). Пакет маркирован предупреждениями об электростатической защите.

7.3 Картонный короб

Катушки упаковываются в картонные коробки для транспортировки (рисунок 2-5).

8. Рекомендации по применению

Типичные применения включают оптические индикаторы в потребительских электронных устройствах (например, статус смартфона, элементы управления бытовой техникой), автомобильное внутреннее освещение (подсветка кнопок, индикаторы) и промышленные панели управления. Благодаря широкому углу обзора эти светодиоды также подходят для боковой или прямой подсветки небольших дисплеев. Разработчики должны обеспечить адекватный отвод тепла, особенно при работе с высокими токами или при повышенной температуре окружающей среды. Максимальная температура перехода 95°C не должна превышаться. Токоограничивающие резисторы обязательны, так как прямое напряжение меняется в зависимости от температуры и тока.

9. Сравнение технологий

По сравнению со стандартными индикаторными светодиодами этот компонент имеет значительно меньший форм-фактор (1,0x0,5 мм против типичных 3,2x1,6 мм) и более широкий угол обзора (140° против типичных 120°). Низкое энергопотребление (макс. 48 мВт) делает его подходящим для устройств с батарейным питанием. Точная сортировка по длине волны и интенсивности обеспечивает более точное соответствие цвета и яркости в массивах из нескольких светодиодов, что является преимуществом по сравнению с обычными светодиодами с более широкими допусками.

10. Часто задаваемые вопросы

1. Каков срок хранения до вскрытия?Светодиод может храниться в невскрытом влагозащитном пакете до одного года при ≤30°C и ≤75% RH.
2. Что произойдет, если осушитель изменит цвет?Если влагопоглощающий материал изменил цвет или срок хранения превышен, перед использованием необходима сушка при 60±5°C в течение 24 часов.
3. Как защитить от статического электричества?Используйте заземленные рабочие места, браслеты и проводящие контейнеры. Светодиод рассчитан на 2 кВ HBM, но для безопасного обращения рекомендуется соблюдать меры предосторожности.
4. Можно ли использовать этот светодиод в средах с высоким содержанием серы?Содержание серы в окружающей среде не должно превышать 100 PPM. Кроме того, необходимо контролировать содержание галогенов (брома и хлора) в сопрягаемых материалах для предотвращения коррозии.

11. Пример практического применения

В портативном медицинском устройстве, требующем небольшого оранжевого индикатора для оповещения о тревоге, использование этого светодиода 1,0x0,5 мм позволило миниатюризировать печатную плату. При прямом токе 5 мА сила света 28 мкд (бин D00) была достаточна для видимости при дневном свете. Широкий угол обзора обеспечил видимость индикатора под разными углами. Низкий рабочий ток способствовал увеличению срока службы батареи.

12. Принцип работы

Этот светодиод основан на полупроводнике с прямой запрещенной зоной (вероятно, AlGaInP или GaAsP). При подаче прямого смещения на p-n переход электроны из n-области рекомбинируют с дырками в p-области, высвобождая энергию в виде фотонов. Энергия запрещенной зоны определяет доминирующую длину волны. Оранжевое излучение получается благодаря определенному составу сплава. Квантовая эффективность и выходная мощность зависят от температуры перехода, плотности тока и качества материала.

13. Тенденции развития

Тенденция в индикаторных светодиодах — уменьшение корпусов (до 0,6x0,3 мм) с более высокой яркостью и меньшим энергопотреблением. Будущие разработки включают интеграцию нескольких кристаллов в одном корпусе, улучшенное управление теплом и более точную сортировку для согласованности цвета. Использование силиконовых компаундов повышает надежность, хотя совместимость с внешними материалами остается проблемой. Отрасль продолжает стремиться к полному соответствию экологическим нормам (ROHS, REACH) и более высокой устойчивости к электростатическим разрядам.