Техническая спецификация SMD светодиода оранжевого свечения 609нм - 3.2x1.6x1.4мм - Прямое напряжение 1.7-2.5В - Мощность 75мВт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики высокояркого оранжевого светодиода для поверхностного монтажа. Компонент предназначен для автоматизированных процессов сборки и подходит для широкого спектра электронных приложений с ограниченным пространством, требующих надежной индикации состояния или подсветки.

1.1 Ключевые преимущества

• Соответствует экологическим стандартам RoHS.
• Упакован в 8-мм ленту на 7-дюймовых катушках для эффективной автоматизированной сборки методом pick-and-place.
• Стандартный посадочный размер EIA обеспечивает совместимость при проектировании.
• Требования к управлению совместимы с логическими уровнями.
• Предназначен для работы со стандартными профилями пайки инфракрасным (ИК) оплавлением.
• Предварительно кондиционирован до уровня чувствительности к влажности JEDEC MSL 3 для обеспечения надежности.

1.2 Целевые рынки

Данный светодиод разработан для интеграции в телекоммуникационное оборудование, устройства офисной автоматизации, бытовую технику и системы промышленного управления. Его основные функции включают индикацию состояния, подсветку символов и передних панелей.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Эксплуатационные условия не должны превышать эти пределы во избежание необратимого повреждения прибора.

• Рассеиваемая мощность (P_d):максимум 75 мВт.
• Пиковый прямой ток (I_F(PEAK)):80 мА (импульсный, скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс).
• Постоянный прямой ток (I_F):максимум 30 мА постоянного тока.
• Диапазон рабочих температур и температур хранения:от -40°C до +100°C.

2.2 Тепловые характеристики

Критически важны для проектирования системы теплового управления, обеспечивающей долговечность и стабильную работу.

• Максимальная температура перехода (T_j):115°C.
• Тепловое сопротивление, переход-окружающая среда (R_θJA):140 °C/Вт (тип.). Это значение указывает на повышение температуры на каждый ватт рассеиваемой мощности.

2.3 Электрические и оптические характеристики

Типичные параметры измерены при температуре окружающей среды (T_a) 25°C и прямом токе (I_F) 20 мА.

• Сила света (I_V):140 - 450 милликандел (мкд). Фактическое значение определяется рангом бина.
• Угол обзора (2θ_1/2):120 градусов (тип.). Этот широкий угол обеспечивает равномерное освещение по большой площади.
• Пиковая длина волны излучения (λ_P):609 нм (тип.).
• Доминирующая длина волны (λ_d):598 - 610 нм. Определяет воспринимаемый цвет света.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):15 нм (тип.). Мера чистоты цвета.
• Прямое напряжение (V_F):1.7 - 2.5 Вольт. Необходимо учитывать при проектировании схем ограничения тока.
• Обратный ток (I_R):максимум 10 мкА при обратном напряжении (V_R) 5В. Примечание: данный прибор не предназначен для работы в обратном смещении.

3. Объяснение системы бинирования

Компоненты сортируются по бинам производительности для обеспечения однородности в пределах производственной партии.

3.1 Ранг силы света (I_V)

Бинирование при I_F= 20 мА. Допуск внутри каждого бина составляет ±11%.

• R2:140.0 - 180.0 мкд
• S1:180.0 - 224.0 мкд
• S2:224.0 - 280.0 мкд
• T1:280.0 - 355.0 мкд
• T2:355.0 - 450.0 мкд

3.2 Ранг доминирующей длины волны (Wᴅ)

Бинирование при I_F= 20 мА. Допуск внутри каждого бина составляет ±1 нм.

• P:598 - 601 нм
• Q:601 - 604 нм
• R:604 - 607 нм
• S:607 - 610 нм

4. Анализ характеристических кривых

Графические данные дают более глубокое понимание поведения прибора в различных условиях. Типичные кривые, включенные в спецификацию, иллюстрируют зависимость прямого тока от силы света, прямого напряжения от прямого тока и спектральное распределение мощности. Анализ этих кривых необходим для прогнозирования работы в реальных приложениях, где температура и ток управления могут колебаться.

5. Механическая и упаковочная информация

5.1 Габаритные размеры корпуса

Прибор соответствует стандартному корпусу для поверхностного монтажа с размерами приблизительно 3.2мм x 1.6мм x 1.4мм. Все размерные допуски составляют ±0.2мм, если не указано иное. Линза прозрачная, цвет источника света - оранжевый, используется технология AlInGaP.

5.2 Рекомендуемая контактная площадка на печатной плате

Предоставлена рекомендуемая конфигурация контактных площадок для пайки ИК-оплавлением или пайки в парах флюса, обеспечивающая правильное формирование паяного соединения, механическую стабильность и оптимальный отвод тепла во время сборки.

5.3 Упаковка в ленте и на катушке

Светодиоды поставляются в стандартной тисненой транспортной ленте (ширина 8 мм), намотанной на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). Стандартное количество на катушке - 5000 штук. Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA-481, верхняя крышка ленты герметизирует ячейки с компонентами.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Профиль пайки ИК-оплавлением

Для бессвинцовых процессов рекомендуется профиль, соответствующий J-STD-020B. Ключевые параметры включают зону предварительного нагрева (150-200°C до 120 секунд максимум) и максимальную температуру корпуса не выше 260°C в течение максимум 10 секунд. Профиль должен быть охарактеризован для конкретной сборки печатной платы.

6.2 Ручная пайка

При необходимости ручной пайки используйте паяльник с температурой жала не выше 300°C. Время контакта должно быть ограничено максимум 3 секундами, и эту операцию следует выполнять только один раз на каждую контактную площадку, чтобы избежать термического повреждения корпуса светодиода.

6.3 Очистка

Если требуется очистка после сборки, используйте только указанные растворители, такие как этиловый или изопропиловый спирт, при комнатной температуре. Время погружения должно быть менее одной минуты. Избегайте использования неуказанных химических очистителей, так как они могут повредить материал корпуса светодиода.

7. Условия хранения и меры предосторожности

7.1 Условия хранения

• Запечатанная упаковка:Хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности (RH) ≤70%. Использовать в течение одного года после вскрытия влагозащитного пакета.
• Вскрытая упаковка / извлеченные приборы:Хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности (RH) ≤60%. Приборы должны быть подвергнуты пайке ИК-оплавлением в течение 168 часов (1 недели) после воздействия окружающего воздуха, чтобы предотвратить повреждение, вызванное влагой ("попкорн-эффект") во время оплавления.
• Длительное хранение (вскрытое):Хранить в герметичном контейнере с осушителем или в атмосфере азота.
• Просушка:Светодиоды, находившиеся на воздухе более 168 часов, требуют просушки при температуре около 60°C в течение не менее 48 часов перед пайкой.

7.2 Примечания по применению

Данный светодиод предназначен для электронного оборудования общего назначения. Для применений, требующих исключительной надежности или где отказ может представлять угрозу безопасности (например, авиация, медицина, транспорт), необходимы специальная квалификация и консультация перед использованием.

8. Метод управления и конструктивные соображения

Светодиоды - это приборы с токовым управлением. Для обеспечения стабильной силы света и долгосрочной надежности они должны управляться источником постоянного тока или через токоограничивающий резистор, включенный последовательно с источником напряжения. Конструкция должна учитывать диапазон прямого напряжения (V_F) (от 1.7В до 2.5В) и максимальный номинальный постоянный ток 30 мА. Превышение абсолютных максимальных параметров по току, мощности или температуре ухудшит производительность и сократит срок службы. Правильное тепловое управление на печатной плате, учитывая R_θJA140°C/Вт, имеет решающее значение при работе в условиях высокой температуры окружающей среды или при токах, близких к максимальным.

9. Типичные сценарии применения

Данный оранжевый SMD светодиод идеально подходит для:

• Индикаторы состояния:Индикаторы включения, ожидания, зарядки или неисправности в потребительской электронике, сетевом оборудовании и промышленных панелях.
• Подсветка:Подсветка значков, символов или мелкого текста на передних панелях и интерфейсах управления.
• Декоративное освещение:Ненавязчивая акцентная или атмосферная подсветка в приборах, где желателен теплый оранжевый свет.
• Сигнальные огни:Некритичные визуальные сигналы, где важны высокая яркость и широкий угол обзора.

10. Техническое сравнение и дифференциация

Ключевыми отличительными факторами данного светодиода являются использование полупроводникового материала AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия), который обеспечивает высокую эффективность и хорошую стабильность цвета для оранжевых/красных оттенков по сравнению со старыми технологиями. Угол обзора 120 градусов обеспечивает очень широкую диаграмму направленности, что делает его превосходным для применений, требующих широкой видимости, по сравнению со светодиодами с узким углом. Его совместимость со стандартными процессами ИК-оплавления и рейтинг JEDEC MSL3 делают его надежным выбором для современных линий сборки SMT с большими объемами.

11. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Какое сопротивление резистора использовать с источником питания 5В?

О: Используя закон Ома (R = (V_{питания}- V_F) / I_F) и предполагая типичное V_F2.1В и желаемый I_F20 мА: R = (5 - 2.1) / 0.02 = 145 Ом. Используйте ближайшее стандартное значение (например, 150 Ом) и проверьте номинальную мощность.

В: Можно ли управлять этим светодиодом с помощью ШИМ-сигнала для регулировки яркости?

О: Да, широтно-импульсная модуляция (ШИМ) является эффективным методом регулировки яркости светодиодов. Убедитесь, что пиковый ток в каждом импульсе не превышает абсолютный максимальный рейтинг 80 мА (для очень коротких импульсов), а средний ток за время не превышает 30 мА постоянного тока.

В: Почему так важно условие влажности при хранении?

О: Корпуса SMD могут поглощать влагу из воздуха. Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта захваченная влага может быстро испаряться, вызывая внутреннее расслоение или растрескивание ("попкорн-эффект"). Соблюдение указанных процедур хранения и просушки предотвращает этот вид отказа.

12. Пример кейса по внедрению в проект

Сценарий:Проектирование индикатора состояния для портативного устройства с батарейным питанием.

Соображения:Низкое энергопотребление критически важно. Выбор светодиода из бина с меньшей силой света (например, R2: 140-180 мкд) может быть достаточным, что позволит управлять им током ниже 20 мА (например, 10 мА) для экономии энергии, обеспечивая при этом достаточную видимость. Широкий угол обзора 120 градусов гарантирует, что индикатор виден с разных углов без необходимости установки нескольких светодиодов. Конструкция должна включать подходящий токоограничивающий резистор, рассчитанный на основе диапазона напряжения батареи (который может меняться от полностью заряженной до разряженной) и диапазона V_Fсветодиода, чтобы обеспечить постоянную яркость и избежать перегрузки по току.

13. Введение в принцип работы

Светоизлучающие диоды (LED) - это полупроводниковые приборы, излучающие свет посредством электролюминесценции. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны рекомбинируют с дырками в активной области (в данном случае состоящей из AlInGaP), высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретная длина волны (цвет) излучаемого света определяется шириной запрещенной зоны полупроводникового материала. Прозрачная эпоксидная линза инкапсулирует полупроводниковый кристалл, обеспечивает механическую защиту и формирует световой пучок.

14. Технологические тренды

Общая тенденция в технологии SMD светодиодов продолжает двигаться в сторону повышения световой отдачи (больше светового потока на ватт электрической мощности), улучшения цветопередачи и уменьшения размеров корпусов, что позволяет создавать более плотные конструкции. Также большое внимание уделяется повышению надежности и тепловых характеристик для поддержки более требовательных приложений. Кроме того, становится все более распространенной интеграция с интеллектуальными драйверами и системами управления для создания динамических световых эффектов. Описанный здесь компонент представляет собой зрелое, надежное решение в рамках более широкой экосистемы индикаторных и сигнальных светодиодов.