SMD светодиод с рассеивающей линзой, двухцветный (красный/зеленый) - Габаритные размеры - Прямое напряжение 1.8-2.4В - Рассеиваемая мощность 72мВт - Техническая спецификация

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики светоизлучающего диода (LED) для поверхностного монтажа (SMD) с двухцветной (красный и зеленый) конфигурацией в одном корпусе. Устройство оснащено рассеивающей линзой, которая способствует более широкому и равномерному распределению света, что делает его подходящим для применений, требующих индикаторных функций или подсветки с цветовым различием. Светодиод изготовлен по технологии AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для обоих цветовых кристаллов, известной своей эффективностью и яркостью. Он спроектирован для совместимости с автоматическим оборудованием для установки компонентов и стандартными процессами пайки оплавлением в инфракрасном диапазоне, что соответствует современным производственным процессам в электронике.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные параметры

Предельные параметры определяют границы нагрузок, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Эти значения указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Для красного и зеленого кристаллов номинальный постоянный прямой ток составляет 30 мА. Пиковый прямой ток, применимый в импульсных режимах (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс), равен 80 мА. Максимально допустимое обратное напряжение составляет 5 В. Общая рассеиваемая мощность для каждого кристалла равна 72 мВт. Устройство рассчитано на работу в диапазоне температур от -40°C до +85°C и может храниться в среде от -40°C до +100°C.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Ключевые параметры производительности измеряются при Ta=25°C и стандартном испытательном токе (IF) 20 мА.

• Сила света (Iv):Для красного кристалла минимальная сила света составляет 112.0 мкд, максимальная — 280.0 мкд. Для зеленого кристалла минимальное значение — 71.0 мкд, максимальное — 224.0 мкд. Типичное значение не указано, что говорит об управлении производительностью через сортировку.
• Угол обзора (2θ1/2):Типичный полный угол обзора составляет 120 градусов, что означает, что угол отклонения от оси, при котором интенсивность падает до половины осевого значения, равен 60 градусам. Этот широкий угол характерен для рассеивающей линзы.
• Длина волны:Красный кристалл имеет типичную пиковую длину волны излучения (λP) 639 нм и доминирующую длину волны (λd) 631 нм. Зеленый кристалл имеет типичную λP 574 нм и λd 571 нм. Полуширина спектральной линии (Δλ) составляет 20 нм для красного и 15 нм для зеленого.
• Прямое напряжение (VF):Прямое напряжение для обоих цветов варьируется от минимума 1.8 В до максимума 2.4 В при токе 20 мА, с указанным допуском ±0.1 В.
• Обратный ток (IR):Максимальный обратный ток составляет 10 мкА при приложенном обратном напряжении (VR) 5 В.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения единообразия в применениях светодиоды сортируются по корзинам (бинаризация) на основе их силы света. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям к яркости.

3.1 Сортировка красного цвета

Сила света для красного кристалла классифицируется по четырем корзинам: R1 (112.0-140.0 мкд), R2 (140.0-180.0 мкд), S1 (180.0-224.0 мкд) и S2 (224.0-280.0 мкд).

3.2 Сортировка зеленого цвета

Зеленый кристалл использует пять корзин: Q1 (71.0-90.0 мкд), Q2 (90.0-112.0 мкд), R1 (112.0-140.0 мкд), R2 (140.0-180.0 мкд) и S1 (180.0-224.0 мкд). К каждой корзине по силе света применяется допуск ±11%.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены ссылки на типичные кривые электрических и оптических характеристик. Хотя конкретные графики не предоставлены в тексте, такие кривые обычно иллюстрируют зависимость прямого тока от прямого напряжения (IV-кривая), изменение силы света в зависимости от прямого тока, температурную зависимость прямого напряжения и силы света, а также спектральное распределение мощности. Анализ этих кривых имеет решающее значение для понимания поведения устройства в нестандартных условиях, таких как различные токи управления или температуры окружающей среды.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры устройства и назначение выводов

Светодиод соответствует стандартному контуру корпуса EIA. Указана ссылка на конкретный чертеж размеров. Назначение выводов для двухцветного светодиода следующее: выводы 1 и 2 отведены для красного кристалла, а выводы 3 и 4 — для зеленого кристалла. Все размеры указаны в миллиметрах, с общим допуском ±0.2 мм, если не указано иное.

5.2 Упаковка в ленту и на катушку

Компоненты поставляются в 8-мм ленте на катушках диаметром 7 дюймов, совместимых с автоматической сборкой. Каждая катушка содержит 2000 штук. Упаковка соответствует спецификациям EIA-481-1-B. В примечаниях указано, что пустые ячейки запечатаны, минимальный заказ остатков составляет 500 штук, и допускается не более двух последовательно отсутствующих компонентов на катушке.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением

Для бессвинцовых процессов пайки рекомендуется профиль инфракрасного оплавления, соответствующий J-STD-020B. Ключевые параметры включают температуру предварительного нагрева 150-200°C, время предварительного нагрева до 120 секунд максимум, пиковую температуру не выше 260°C и время выше температуры ликвидуса (или на пике) не более 10 секунд. Оплавление должно выполняться не более двух раз.

6.2 Ручная пайка

При использовании паяльника температура жала не должна превышать 300°C, а время пайки на один вывод должно быть ограничено максимум 3 секундами. Ручная пайка должна выполняться только один раз.

6.3 Хранение и обращение

Для невскрытых влагозащищенных пакетов с осушителем светодиоды следует хранить при температуре ≤30°C и влажности ≤70% и использовать в течение одного года. После вскрытия условия хранения должны быть ≤30°C и ≤60% RH. Компоненты, извлеченные из оригинальной упаковки, должны пройти ИК-оплавление в течение 168 часов. Для хранения сверх этого срока рекомендуется прогрев при температуре около 60°C в течение не менее 48 часов перед сборкой.

6.4 Очистка

Если очистка необходима, следует использовать только указанные растворители, такие как этиловый или изопропиловый спирт. Светодиод следует погружать при нормальной температуре менее чем на одну минуту. Необходимо избегать неуказанных химикатов, так как они могут повредить корпус.

7. Рекомендации по применению

7.1 Типичные сценарии применения

Этот двухцветный светодиод хорошо подходит для индикаторов состояния, индикаторов питания/зарядки, подсветки значков или символов, требующих двухцветных состояний (например, вкл/выкл, активно/ожидание, идти/ждать), а также для дисплеев потребительской электроники. Рассеивающая линза делает его идеальным для применений, где желателен широкий угол обзора и мягкий, не слепящий свет.

7.2 Соображения по проектированию

Способ управления:Светодиоды — это устройства, управляемые током. Для обеспечения равномерной яркости, особенно при параллельном подключении нескольких светодиодов, необходимо использовать токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым светодиодом или каждым цветовым каналом. Значение резистора рассчитывается на основе напряжения питания (Vcc), желаемого прямого тока (IF, обычно 20 мА) и прямого напряжения (VF) светодиода: R = (Vcc - VF) / IF.

Тепловой менеджмент:Хотя рассеиваемая мощность относительно мала, обеспечение адекватной разводки печатной платы для отвода тепла является хорошей практикой, особенно в условиях высокой температуры окружающей среды или при работе, близкой к предельным параметрам.

Полярность и размещение:Критически важно правильное ориентирование согласно схеме назначения выводов. Следует придерживаться рекомендуемой конфигурации контактных площадок на печатной плате для обеспечения качественной пайки и механической стабильности.

8. Техническое сравнение и дифференциация

Ключевыми отличительными особенностями данного компонента являются его двухцветность в одном SMD-корпусе, что экономит место на плате по сравнению с использованием двух отдельных светодиодов. Использование технологии AlInGaP обычно обеспечивает более высокую эффективность и лучшую стабильность характеристик в зависимости от температуры по сравнению с некоторыми другими материальными системами для красного и янтарного цветов. Угол обзора 120 градусов, обеспечиваемый рассеивающей линзой, дает более широкую видимость. Соответствие требованиям RoHS и совместимость с бессвинцовыми процессами оплавления делают его подходящим для современного, экологически ориентированного производства.

9. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Могу ли я одновременно включить красный и зеленый кристаллы, чтобы получить желтый/оранжевый цвет?

О: Хотя это возможно электрически, смешение цветов путем включения обоих кристаллов требует тщательного контроля тока для достижения определенной цветности. В спецификации не приводятся параметры смешанного цвета, поэтому результаты могут различаться. Для целенаправленного смешения цветов рекомендуется использовать специальный RGB-светодиод с определенными цветовыми координатами.

В: В чем разница между пиковой длиной волны и доминирующей длиной волны?

О: Пиковая длина волны (λP) — это длина волны, на которой спектральное распределение мощности максимально. Доминирующая длина волны (λd) выводится из диаграммы цветности CIE и представляет собой единственную длину волны спектра, соответствующую воспринимаемому цвету светодиода. λd более актуальна для спецификации цвета в приложениях отображения.

В: Как выбрать правильную корзину для моего применения?

О: Выбирайте корзину на основе минимальной требуемой яркости для вашей конструкции в наихудших условиях (например, максимальное прямое напряжение, высокая температура). Использование корзины с более высокой минимальной интенсивностью обеспечивает запас по проектированию. Единообразие между несколькими экземплярами в продукте достигается путем указания одного кода корзины.

10. Практический пример применения

Сценарий: Двухстатусный индикатор для портативного устройства

В портативном медицинском мониторе этот светодиод можно использовать для индикации состояния батареи. Когда батарея заряжается, горит зеленый светодиод. Когда батарея разряжена, горит красный светодиод. Вывод GPIO микроконтроллера может управлять каждым цветом через простую схему с транзисторным ключом и последовательным резистором. Широкий угол обзора обеспечивает видимость статуса под разными углами. Конструкция должна учитывать разницу в прямом напряжении и гарантировать, что токоограничивающий резистор рассчитывается отдельно для каждого цвета, если они питаются от одной шины напряжения, хотя в данном случае их диапазоны VF схожи.

11. Введение в принцип работы

Излучение света в светодиоде на основе AlInGaP основано на электролюминесценции. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны и дырки инжектируются в активную область. Их рекомбинация высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретная длина волны (цвет) излучаемого света определяется шириной запрещенной зоны полупроводниковых материалов в активной области. Рассеивающая линза, обычно изготовленная из эпоксидной смолы или силикона с рассеивающими частицами, отливается поверх кристалла. Эта линза рассеивает свет, расширяя диаграмму направленности излучения от узкого луча до широкого, близкого к ламбертовскому распределению, тем самым увеличивая эффективный угол обзора.

12. Технологические тренды

Общая тенденция в SMD индикаторных светодиодах продолжает двигаться в сторону повышения эффективности (больше люмен на ватт), что позволяет достичь той же яркости при меньших токах, снижая энергопотребление и тепловыделение. Также наблюдается стремление к миниатюризации при сохранении или улучшении оптических характеристик. Постоянное внимание уделяется повышению надежности в жестких условиях окружающей среды (температура, влажность). Кроме того, интеграция нескольких цветов и даже встроенных управляющих микросхем (как в адресных RGB-светодиодах) в стандартные форм-факторы корпусов становится все более распространенной, предлагая большую функциональность на единицу площади печатной платы.