Техническая документация на SMD полноцветный светодиод 67-235 - Корпус 3.2x2.8x1.9мм - Напряжение 1.75-3.65В - Мощность 0.12Вт

1. Обзор продукта

Модель 67-235 представляет собой полноцветный светодиод для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для применений, требующих компактных размеров, высокой яркости и возможности смешения цветов. Он объединяет три отдельных светодиодных кристалла (красный, зелёный, синий) в едином бесцветном прозрачном корпусе из смолы, что позволяет генерировать широкий спектр цветов. Устройство имеет белый SMD-корпус с выводной рамкой и шестью отдельными выводами для независимого управления каждым цветовым каналом. Его основные преимущества включают широкий угол обзора, низкое энергопотребление и высокую силу света, что делает его подходящим для подсветки и индикации в электронных устройствах с ограниченным пространством.

1.1 Ключевые особенности и соответствие стандартам

• Корпус: Белый SMD, бесцветная прозрачная смола.
• Конфигурация кристаллов: Встроены 3 светодиодных кристалла (Красный RQ, Зелёный GC, Синий BJ).
• Электрический интерфейс: Корпус с выводной рамкой и отдельными 6 выводами.
• Оптические характеристики: Широкий угол обзора, высокая сила света.
• Производство: Совместим с процессами групповой пайки оплавлением.
• Экологическое соответствие: Не содержит свинца, соответствует директиве RoHS, соответствует регламенту ЕС REACH.
• Без галогенов: Бром (Br) <900 ppm, Хлор (Cl) <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm.
• Предварительная подготовка: Основана на стандарте JEDEC J-STD-020D Уровень 3.

1.2 Целевые области применения

Данный светодиод идеально подходит для применений, где критически важны компактность, эффективность и цветовые возможности. Типичные варианты использования включают развлекательное оборудование, информационные табло и вывески, модули вспышек для цифровых фотоаппаратов или сотовых телефонов, а также общее освещение для малогабаритных электронных устройств. Его конструкция особенно хорошо подходит для использования со световодами.

2. Технические параметры: Подробная объективная интерпретация

2.1 Предельно допустимые режимы эксплуатации

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа вблизи или на этих пределах не гарантируется.

• Обратное напряжение (VR): 12В для красного (RQ), 5В для зелёного (GC) и синего (BJ).
• Прямой ток (IF): 50мА для RQ, 30мА для GC и BJ.
• Пиковый прямой ток (IFP): 100мА (Скважность 1/10 @1КГц).
• Рассеиваемая мощность (Pd): 120мВт для RQ, 110мВт для GC/BJ.
• Тепловые пределы: Максимальная температура перехода (Tj) 125°C. Диапазон рабочей температуры (Topr) от -40°C до +100°C. Диапазон температуры хранения (Tstg) от -40°C до +110°C.
• Тепловое сопротивление (Rth): Переход-Окружающая среда составляет 500 К/Вт (RQ) и 600 К/Вт (GC/BJ). Переход-Точка пайки составляет 300 К/Вт (RQ) и 400 К/Вт (GC/BJ).
• Устойчивость к ЭСР: 2000В для RQ, 500В для GC/BJ (предположительно, модель человеческого тела).
• Температура пайки: Групповая пайка оплавлением при 260°C максимум 30 секунд. Ручная пайка при 350°C максимум 3 секунды.

2.2 Электрооптические характеристики (Ta=25°C)

Это типичные параметры производительности, измеренные в стандартных условиях испытаний (Прямой ток IF=20мА).

• Сила света (Iv): Красный (RQ): 450-1400 мкд. Зелёный (GC): 1120-2240 мкд. Синий (BJ): 225-450 мкд.
• Угол обзора (2θ1/2): 120 градусов (типично).
• Длина волны: Пиковая длина волны (λp): RQ~632нм, GC~518нм, BJ~468нм. Доминирующая длина волны (λd): RQ 617.5-629.5нм, GC 525-535нм, BJ 465-475нм.
• Спектральная ширина полосы (Δλ): RQ~20нм, GC~35нм, BJ~25нм.
• Прямое напряжение (VF): RQ: 1.75-2.75В. GC/BJ: 2.75-3.65В.
• Обратный ток (IR): ≤10 мкА при номинальном VR для всех кристаллов.

Примечание по допускам:Сила света ±11%, Доминирующая длина волны ±1нм, Прямое напряжение ±0.1В.

3. Объяснение системы сортировки

Продукт классифицируется по группам (бинаризация) на основе ключевых параметров производительности для обеспечения стабильности в массовом производстве. Конструкторы должны указывать требуемые коды групп при заказе.

3.1 Сортировка по силе света

Измеряется при IF=20мА. Коды от меньшей к большей интенсивности.

• Красный (RQ): U1 (450-560 мкд), U2 (560-710), V1 (710-900), V2 (900-1120), AA (1120-1400).
• Зелёный (GC): AA (1120-1400 мкд), AB (1400-1800), BA (1800-2240).
• Синий (BJ): S2 (225-285 мкд), T1 (285-360), T2 (360-450).

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Определяет цветовую точку каждого кристалла.

• Красный (RQ): E4 (617.5-621.5 нм), E5 (621.5-625.5), E6 (625.5-629.5).
• Зелёный (GC): Y (525-530 нм), Z (530-535).
• Синий (BJ): X (465-470 нм), Y (470-475).

3.3 Сортировка по прямому напряжению

Важно для проектирования драйвера и управления питанием.

• Красный (RQ): 0 (1.75-1.95В), 1 (1.95-2.15), 2 (2.15-2.35), 3 (2.35-2.55), 4 (2.55-2.75).
• Зелёный (GC) / Синий (BJ): 5 (2.75-3.05В), 6 (3.05-3.35), 7 (3.35-3.65).

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены типичные характеристические кривые, которые необходимы для понимания поведения устройства в нестандартных условиях.

4.1 Спектральное распределение

Кривые показывают относительную световую отдачу в зависимости от длины волны для каждого кристалла. Красный кристалл (RQ) имеет узкую полосу пропускания (~20нм) с центром около 632нм. Зелёный (GC) имеет более широкую полосу (~35нм) с центром около 518нм, а синий (BJ) имеет среднюю полосу (~25нм) около 468нм. Эти данные имеют решающее значение для расчётов смешения цветов и проектирования фильтров.

4.2 Диаграмма направленности

Диаграмма иллюстрирует пространственное распределение света, подтверждая широкий угол обзора 120 градусов. Интенсивность относительно равномерна в пределах центрального конуса обзора, что полезно для применений, требующих равномерного освещения.

4.3 Вольт-амперная характеристика (ВАХ)

Отдельные кривые для RQ, GC и BJ показывают нелинейную зависимость между прямым током (IF) и прямым напряжением (VF). Кривые демонстрируют типичную экспоненциальную характеристику диода. Красный кристалл имеет более низкое напряжение включения (~1.8В) по сравнению с зелёным и синим кристаллами (~2.8В). Это необходимо учитывать при проектировании схемы, особенно при питании кристаллов от общего источника напряжения.

4.4 Зависимость длины волны от тока и интенсивности от тока

Графики зависимости доминирующей длины волны от прямого тока показывают минимальное смещение с увеличением тока, что указывает на хорошую цветовую стабильность. Графики зависимости относительной силы света от прямого тока приблизительно линейны в рекомендуемом рабочем диапазоне, но будут насыщаться при более высоких токах из-за тепловых эффектов.

4.5 Снижение номинальных параметров и тепловое управление

График зависимости максимально допустимого прямого тока от температуры критически важен для надёжности. Он показывает, как максимальный безопасный рабочий ток должен быть уменьшен с ростом температуры окружающей среды или точки пайки. Например, при 100°C допустимый ток значительно ниже, чем при 25°C. Правильная разводка печатной платы для теплоотвода необходима для поддержания производительности и долговечности.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод имеет компактный SMD-корпус. Ключевые размеры (в мм, допуск ±0.1мм, если не указано иное): общая длина 3.2мм, ширина 2.8мм и высота 1.9мм. Детальный чертёж определяет расположение контактных площадок, контур компонента и идентификацию выводов (с 1 по 6). Вывод 1 обычно является катодом красного кристалла, а другие выводы назначены анодам и катодам зелёного и синего кристаллов. Точная распиновка должна быть проверена по чертежу размеров для правильной разводки печатной платы.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Параметры пайки

• Групповая пайка оплавлением (рекомендуется):Максимальная пиковая температура 260°C в течение 30 секунд. Подходит стандартный профиль бессвинцовой пайки оплавлением.
• Ручная пайка:При необходимости температура паяльника не должна превышать 350°C, а время контакта должно быть ограничено 3 секундами на соединение.

6.2 Меры предосторожности при обращении и хранении

• Эти устройства чувствительны к электростатическому разряду (ЭСР). Используйте стандартные меры предосторожности от ЭСР во время обращения и сборки.
• Храните в сухой среде. Уровень чувствительности к влаге (MSL) подразумевается предварительной подготовкой JEDEC J-STD-020D Уровень 3, что обычно соответствует MSL 3. Это означает, что корпус может подвергаться условиям цеха до 168 часов до того, как потребуется его прогрев перед пайкой оплавлением.
• Избегайте механических нагрузок на линзу во время установки.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Влагостойкая упаковка

Устройства поставляются во влагозащитной упаковке, такой как лента и катушка, для сохранения срока годности и предотвращения поглощения влаги.

7.2 Объяснение маркировки

Этикетка на катушке содержит ключевую информацию для прослеживаемости и проверки: Номер продукта заказчика (CPN), Номер продукта (P/N), Количество в упаковке (QTY) и конкретные коды сортировки для Силы света (CAT), Доминирующей длины волны (HUE) и Прямого напряжения (REF). Номер партии (LOT No.) обеспечивает прослеживаемость производства.

8. Рекомендации по применению и конструктивные соображения

8.1 Типовые схемы включения

Каждый цветовой канал должен управляться независимо с использованием источника постоянного тока или токоограничивающего резистора, включённого последовательно с источником напряжения. Из-за различных прямых напряжений требуются отдельные резисторы для установки тока для красного канала и для объединённых зелёного/синего каналов при использовании общего источника питания. Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) является рекомендуемым методом для регулировки яркости и смешения цветов, поскольку она поддерживает постоянный прямой ток и, следовательно, стабильные цветовые координаты.

8.2 Тепловой расчёт

Учитывая рассеиваемую мощность (до 120мВт) и тепловое сопротивление, печатная плата выступает в качестве основного радиатора. Используйте достаточную площадь меди (тепловые площадки), подключённую к точкам пайки светодиода, и рассмотрите возможность использования тепловых переходных отверстий на внутренние или нижние слои для улучшения теплоотвода, особенно в приложениях с высоким током или высокой температурой окружающей среды.

8.3 Оптический расчёт

Широкий угол обзора делает этот светодиод подходящим для применений, требующих широкого освещения. Для применений со световодами убедитесь, что вход световода правильно выровнен и имеет размер для захвата излучаемого светового конуса. Прозрачная смола обеспечивает хорошее смешение цветов, когда кристаллы расположены близко к рассеивающей поверхности.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Ключевыми отличительными особенностями модели 67-235 в своём классе являются интеграция трёх различных высокопроизводительных кристаллов (AlGaInP для красного, InGaN для зелёного и синего) в очень компактном корпусе 3.2x2.8мм в сочетании с широким углом обзора 120 градусов. По сравнению с более простыми двухвыводными RGB светодиодами, шестивыводная конфигурация позволяет полностью независимо управлять каждым цветом, обеспечивая гораздо более широкую гамму цветов и более сложные световые эффекты. Его соответствие строгим экологическим стандартам (RoHS, REACH, без галогенов) делает его подходящим для мировых рынков с жёсткими нормами.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 Могу ли я управлять всеми тремя цветами с помощью одного токоограничивающего резистора?

Нет. Прямое напряжение (VF) красного кристалла (1.75-2.75В) значительно ниже, чем у зелёного и синего кристаллов (2.75-3.65В). Использование одного резистора от общего источника питания приведёт к чрезмерному току через красный кристалл или недостаточному току для зелёного/синего кристаллов, что приведёт к неправильному цветовому балансу и потенциальной перегрузке. Используйте отдельное управление током для каждого канала.

10.2 Что означают коды сортировки (CAT, HUE, REF)?

Это коды классификации качества. CAT относится к группе (бину) Силы света (например, U1, AA). HUE относится к группе Доминирующей длины волны (например, E4, Y). REF относится к группе Прямого напряжения (например, 0, 5). Указание групп гарантирует, что вы получите светодиоды с тесно сгруппированными электрическими и оптическими характеристиками, что жизненно важно для стабильной работы в массивах из нескольких светодиодов или в цветокритичных приложениях.

10.3 Как получить белый свет с этим RGB светодиодом?

Белый свет создаётся путём смешения трёх основных цветов (красного, зелёного, синего) в определённых соотношениях интенсивности. Точные соотношения зависят от целевой белой точки (например, холодный белый, тёплый белый) и конкретного спектрального излучения отдельных групп светодиодов. Это обычно требует калибровки и электроники управления, способной точно настраивать ток для каждого канала. Это не простое решение "включи и работай" для получения белого света без соответствующей управляющей схемы.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Индикатор состояния портативного устройства

Конструктору нужен многоцветный индикатор состояния для портативного медицинского устройства. Пространство крайне ограничено. Выбран светодиод 67-235. Красный канал запрограммирован для индикации предупреждения о низком заряде батареи (мигание), зелёный — для нормальной работы (постоянное свечение), а синий — для отображения подключения по Bluetooth (пульсация). Небольшой микроконтроллер с тремя выходами ШИМ управляет светодиодом через простые транзисторные ключи. Широкий угол обзора обеспечивает видимость статуса с различных углов без необходимости в сложной линзе. Низкое энергопотребление каждого канала (типично 20мА) помогает экономить заряд батареи. Шестивыводная конструкция позволяет микроконтроллеру независимо управлять каждым цветом без дополнительных схем мультиплексирования.

12. Введение в принцип работы

Светоизлучающие диоды (СИД) — это полупроводниковые устройства, которые излучают свет при прохождении через них электрического тока. Это явление называется электролюминесценцией. В модели 67-235 используются три различных полупроводниковых материала: AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия) для красного кристалла и InGaN (нитрид индия-галлия) для зелёного и синего кристаллов. Конкретный состав этих материалов определяет ширину запрещённой зоны полупроводника, которая напрямую определяет длину волны (цвет) излучаемого света. При прямом смещении электроны и дырки рекомбинируют в активной области полупроводника, высвобождая энергию в виде фотонов. Прозрачный эпоксидный корпус служит для защиты хрупких полупроводниковых кристаллов, действует как линза для формирования светового потока и может содержать люминофоры (хотя не в этой прозрачной версии) для изменения цвета.

13. Технологические тренды и контекст

Модель 67-235 представляет собой зрелую технологию в области SMD RGB светодиодов. Современные тенденции в отрасли развиваются одновременно в нескольких направлениях: 1)Повышение эффективности и светового потока:Новые эпитаксиальные структуры и технологии корпусирования продолжают улучшать световую отдачу на ватт (эффективность). 2)Миниатюризация:Ещё меньшие размеры корпусов (например, 2.0x1.6мм, 1.6x1.6мм) становятся обычными для сверхкомпактных устройств. 3)Улучшение цветопередачи и цветового охвата:Разработки в области светодиодов с люминофорным преобразованием и материалов прямого излучения направлены на расширение цветового охвата для дисплеев и достижение более высокого индекса цветопередачи (CRI) для освещения. 4)Интегрированный интеллект:На рынке наблюдается рост светодиодов со встроенными микросхемами управления (адресуемые RGB светодиоды), что упрощает системное проектирование. Хотя 67-235 является дискретным компонентом, понимание этих тенденций помогает выбрать правильную технологию для перспективных проектов, балансируя между стоимостью, производительностью и уровнем интеграции.