SMD светодиод зеленый 120° угол обзора - корпус 2.8x3.8мм - макс. 3.8В - мощность 80мВт - Техническая спецификация

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики высокопроизводительного зеленого светодиода для поверхностного монтажа, предназначенного для современных электронных приложений. Устройство использует технологию InGaN (нитрид индия-галлия) для создания яркого зеленого источника света. Основные цели проектирования — совместимость с автоматизированными процессами сборки, надежность при пайке оплавлением и соответствие экологическим стандартам. Светодиод упакован в стандартном формате, соответствующем стандарту EIA, на 8-миллиметровой ленте, поставляется на 7-дюймовых катушках, что делает его пригодным для высокообъемных производственных линий.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельно допустимые параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа в этих условиях не гарантируется.

• Рассеиваемая мощность (Pd):80 мВт. Это максимальное количество мощности, которое светодиод может рассеивать в виде тепла при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Превышение этого предела грозит тепловым повреждением полупроводникового перехода.
• Пиковый прямой ток (I_FP):100 мА. Это максимально допустимый импульсный ток, указанный при строгом скважности 1/10 и длительности импульса 0.1 мс. Он значительно выше постоянного тока, чтобы допускать кратковременные импульсы высокой интенсивности.
• Постоянный прямой ток (I_F):20 мА. Это рекомендуемый непрерывный рабочий ток для стандартной работы, и именно при этом условии измеряются большинство оптических характеристик.
• Диапазон рабочих температур:от -40°C до +85°C. Гарантируется функционирование устройства в этом диапазоне температур окружающей среды.
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +100°C. Устройство может храниться без подачи питания в этом более широком диапазоне.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Эти параметры измеряются при Ta=25°C и I_F=20мА, если не указано иное, и представляют собой типичные рабочие характеристики.

• Сила света (I_V):от 280 до 900 мкд (милликандел). Этот широкий диапазон указывает на то, что устройство доступно в нескольких бинах по яркости. Интенсивность измеряется с помощью датчика с фильтром, соответствующим фотопической реакции человеческого глаза (кривая CIE).
• Угол обзора (2θ_1/2):120 градусов. Это очень широкий угол обзора, определяемый как полный угол, при котором сила света падает до половины своего пикового осевого значения. Подходит для применений, требующих широкого освещения или видимости под большими углами.
• Пиковая длина волны излучения (λ_P):518 нм. Это длина волны, на которой спектральная мощность излучения светодиода максимальна.
• Доминирующая длина волны (λ_d):от 520 до 535 нм. Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, которая определяет цвет света, полученная из диаграммы цветности CIE. Это ключевой параметр для спецификации цвета.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):35 нм. Этот параметр, также известный как ширина на полувысоте (FWHM), описывает спектральную чистоту света. Значение 35 нм типично для зеленого светодиода InGaN.
• Прямое напряжение (V_F):от 2.8В до 3.8В. Это падение напряжения на светодиоде при работе на токе 20мА. Диапазон учитывает нормальные производственные вариации и дополнительно определяется бинами.
• Обратный ток (I_R):10 мкА (макс.) при V_R=5В. Это спецификация тока утечки.Важное примечание:В спецификации явно указано, что устройство не предназначено для работы в обратном направлении. Приложение обратного напряжения может повредить светодиод.

3. Объяснение системы бинов

Для обеспечения стабильности в производственных партиях светодиоды сортируются по "бинам" на основе ключевых параметров. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты с жестко контролируемыми характеристиками для своего применения.

3.1 Бинирование прямого напряжения (D-коды)

Бины гарантируют, что светодиоды в цепи имеют схожее падение напряжения, способствуя распределению тока в параллельных конфигурациях. Допуск на бин составляет ±0.1В.

• D7: 2.80В - 3.00В
• D8: 3.00В - 3.20В
• D9: 3.20В - 3.40В
• D10: 3.40В - 3.60В
• D11: 3.60В - 3.80В

3.2 Бинирование силы света (T/U/V-коды)

Это контролирует яркость свечения. Допуск на бин составляет ±11%.

• T1: 280.0 - 355.0 мкд
• T2: 355.0 - 450.0 мкд
• U1: 450.0 - 560.0 мкд
• U2: 560.0 - 710.0 мкд
• V1: 710.0 - 900.0 мкд

3.3 Бинирование доминирующей длины волны (AP/AR-коды)

Это обеспечивает точную цветовую однородность. Допуск на бин составляет ±1нм.

• AP: 520.0 - 525.0 нм
• AQ: 525.0 - 530.0 нм
• AR: 530.0 - 535.0 нм

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в спецификации упоминаются конкретные графики (Рис.1, Рис.5), указано наличие типичных характеристических кривых, которые обычно включают:

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока:Показывает, как световой выход увеличивается с током, обычно сублинейно при высоких токах из-за нагрева и падения эффективности.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Демонстрирует экспоненциальную ВАХ диода.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Иллюстрирует уменьшение светового выхода при повышении температуры перехода, что является критическим фактором для теплового режима.
• Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, показывающий пик при ~518нм и ширину 35нм на полувысоте.
• Диаграмма направленности:Полярная диаграмма, показывающая угловое распределение интенсивности света, подтверждающая угол обзора 120 градусов.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры компонента

Светодиод соответствует стандартному контуру корпуса EIA. Ключевые размерные допуски составляют ±0.2мм, если не указано иное. Корпус оснащен прозрачной линзой, которая максимизирует светоизлучение и обеспечивает указанный широкий угол обзора.

5.2 Определение полярности и посадочное место на печатной плате

Спецификация включает рекомендуемую разводку контактных площадок на печатной плате (ПП) для пайки инфракрасным оплавлением или пайки в парах. Это посадочное место спроектировано для обеспечения правильного формирования паяного соединения, надежного электрического контакта и адекватного теплоотвода. Полярность указана на корпусе устройства (обычно метка катода) и должна быть правильно совмещена с соответствующими анодной и катодной площадками на разводке ПП.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Профиль оплавления припоя

Устройство совместимо с процессами инфракрасной пайки оплавлением. Рекомендуется бессвинцовый профиль пайки, соответствующий стандарту JEDEC J-STD-020B. Ключевые параметры включают:

• Предварительный нагрев:от 150°C до 200°C.
• Время предварительного нагрева:Максимум 120 секунд.
• Пиковая температура:Максимум 260°C.
• Время выше температуры ликвидуса:Рекомендуется следовать спецификациям производителя паяльной пасты и рекомендациям JEDEC, чтобы обеспечить надежные паяные соединения без подвергания светодиода чрезмерному термическому напряжению.

Примечание:Профиль должен быть охарактеризован для конкретной конструкции ПП, набора компонентов, паяльной пасты и печи, используемой в производстве.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, необходимо соблюдать крайнюю осторожность:

• Температура паяльника:Максимум 300°C.
• Время пайки:Максимум 3 секунды на соединение.
• Ограничение:Только один цикл пайки. Повторный нагрев может повредить корпус и полупроводниковый кристалл.

7. Упаковка и обращение

7.1 Спецификации на ленте и катушке

Светодиоды поставляются в стандартной для отрасли формованной несущей ленте (шириной 8 мм), запечатанной покровной лентой, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм).

• Количество на катушке:2000 штук.
• Минимальный объем заказа (MOQ) для остатков:500 штук.
• Стандарт упаковки:Соответствует спецификациям ANSI/EIA-481.
• Отсутствующие компоненты:Допускается максимум два последовательных пустых гнезда в ленте.

7.2 Чувствительность к влаге и хранение

Корпус светодиода чувствителен к влаге. Требуется правильное обращение для предотвращения "вспучивания" (растрескивания корпуса) во время оплавления.

• Запечатанный пакет (с осушителем):Хранить при ≤30°C и ≤70% относительной влажности. Использовать в течение одного года с даты запечатывания пакета.
• После вскрытия пакета:Хранить при ≤30°C и ≤60% относительной влажности. Настоятельно рекомендуется завершить процесс ИК-оплавления в течение 168 часов (7 дней) после вскрытия.
• Длительное хранение (вскрытое):Хранить в герметичном контейнере с осушителем или в азотном эксикаторе.
• Просушка:Компоненты, подвергавшиеся воздействию более 168 часов, должны быть просушены при температуре примерно 60°C в течение не менее 48 часов перед пайкой для удаления поглощенной влаги.

8. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

8.1 Метод управления

Светодиоды — это устройства, управляемые током. Для стабильной и надежной работы:

• Управление постоянным током:Всегда используйте источник постоянного тока или токоограничивающий резистор, включенный последовательно с источником напряжения, для установки прямого тока (I_F).
• Избегайте параллельного соединения:Не рекомендуется подключать несколько светодиодов напрямую параллельно от одного источника напряжения с одним резистором. Небольшие различия в прямом напряжении (V_F) между светодиодами вызовут значительный дисбаланс токов, приводящий к неравномерной яркости и потенциальному перетоку в некоторых устройствах. Используйте отдельные токоограничивающие резисторы для каждого светодиода или отдельные драйверы постоянного тока.
• Защита от обратного напряжения:Поскольку устройство не предназначено для обратного смещения, убедитесь, что конструкция схемы предотвращает приложение любого обратного напряжения к светодиоду.

8.2 Тепловой режим

Хотя рассеиваемая мощность относительно невелика (80мВт), правильный тепловой расчет продлевает срок службы и поддерживает оптические характеристики.

• Разводка печатной платы:Используйте рекомендуемую разводку контактных площадок, которая часто включает теплоотводящие соединения.
• Площадь меди:Увеличение площади меди, подключенной к теплоотводящей площадке светодиода (если применимо) или к анодным/катодным площадкам, помогает рассеивать тепло.
• Температура окружающей среды:Убедитесь, что рабочая температура окружающей среды остается в указанном диапазоне. Снижайте максимальный прямой ток, если температура окружающей среды приближается к верхнему пределу.

8.3 Очистка

Если требуется очистка после пайки:

• Рекомендуемый растворитель:Используйте только спиртосодержащие очистители, такие как этиловый или изопропиловый спирт.
• Процесс:Погружение при нормальной комнатной температуре менее чем на одну минуту.
• Избегайте:Не используйте неуказанные химические жидкости, которые могут повредить пластиковую линзу или материал корпуса.

9. Техническое сравнение и отличительные особенности

Ключевые особенности, отличающие этот светодиод на рынке, включают:

• Чрезвычайно широкий угол обзора (120°):Обеспечивает превосходную боковую видимость по сравнению со стандартными светодиодами с более узким лучом, идеально подходит для индикаторов состояния и подсветки, где важен широкоугольный обзор.
• Соответствие RoHS и требованиям "зеленых" продуктов:Изготовлен без опасных веществ, таких как свинец, ртуть и кадмий, соответствует глобальным экологическим нормам.
• Полная совместимость с автоматизированной сборкой:Упаковка на ленте и катушке, стандартное посадочное место EIA и совместимость с процессами ИК-оплавления обеспечивают беспрепятственную интеграцию в высокоскоростные линии поверхностного монтажа (SMT).
• Комплексное бинирование:Бинирование по трем параметрам (V_F, I_V, λ_d) позволяет точно подбирать компоненты для применений, требующих высокой однородности по яркости, цвету и электрическим характеристикам.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Могу ли я питать этот светодиод от источника 5В?

О: Да, но вы должны использовать последовательный токоограничивающий резистор. Рассчитайте номинал резистора по формуле R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Для источника 5В и типичного V_F=3.2В при 20мА, R = (5 - 3.2) / 0.02 = 90 Ом. Для консервативного проектирования используйте максимальное V_Fиз спецификации (3.8В), чтобы гарантировать, что ток не превысит 20мА для любого экземпляра в партии.

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

О: Пиковая длина волны (λ_P) — это физическая длина волны, на которой светодиод излучает максимальную оптическую мощность. Доминирующая длина волны (λ_d) — это расчетное значение на основе цветовой диаграммы CIE, которое представляет собой единственную длину волны, которую человеческий глаз воспринимает как цвет. λ_dявляется критическим параметром для спецификации цвета в визуальных приложениях.

В: Почему существует ограничение в 168 часов после вскрытия влагозащитного пакета?

О: Пластиковый корпус светодиода может поглощать влагу из воздуха. Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта захваченная влага может быстро испаряться, создавая внутреннее давление, которое может привести к растрескиванию корпуса ("вспучиванию"). Ограничение в 168 часов — это безопасное время воздействия, в течение которого предполагается, что влажность корпуса остается ниже критического уровня.

В: Могу ли я использовать его для внутреннего освещения автомобиля?

О: Диапазон рабочих температур (от -40°C до +85°C) покрывает типичные требования для салона автомобиля. Однако в спецификации указано, что светодиод предназначен для "обычного электронного оборудования". Для автомобильных применений, особенно внешних или критически важных для безопасности, компоненты обычно требуют квалификации по AEC-Q102 и специальных испытаний на надежность. Консультация с производителем по поводу данных о надежности для конкретного применения крайне важна.