Техническая документация на SMD светодиод оранжевого свечения AlInGaP - Габариты 3.2x2.8x1.9мм - Напряжение 1.8-2.6В - Мощность 130мВт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны спецификации светодиода (LED) для поверхностного монтажа (SMD), использующего полупроводниковый материал арсенид-фосфид алюминия-индия-галлия (AlInGaP) для получения оранжевого свечения. Эти светодиоды выполнены в миниатюрных корпусах, специально предназначенных для автоматизированной сборки на печатных платах (PCB), что делает их идеальными для применений с ограниченным пространством в широком спектре потребительской и промышленной электроники.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основные преимущества данной серии светодиодов включают соответствие директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ), совместимость с автоматическим оборудованием для установки компонентов и пригодность для процессов групповой пайки оплавлением (IR). Устройства поставляются на 8-миллиметровой ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, что соответствует стандартам EIA для эффективного производства. Ключевые целевые рынки включают телекоммуникационное оборудование, устройства офисной автоматизации, бытовую технику, системы промышленной автоматики, а также различные приложения для внутренней индикации и дисплеев, где требуется надежное и компактное световое оповещение.

2. Технические параметры: Подробный объективный анализ

В данном разделе представлен детальный разбор предельных рабочих условий и характеристик устройства при заданных условиях.

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Абсолютные максимальные параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Эти параметры указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C и ни при каких обстоятельствах не должны быть превышены.

• Рассеиваемая мощность (Pd):130 мВт. Это максимальное количество мощности, которое корпус светодиода может рассеять в виде тепла.
• Пиковый прямой ток (IFP):100 мА. Это максимально допустимый мгновенный прямой ток, обычно указываемый для импульсных условий (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс) для предотвращения перегрева.
• Постоянный прямой ток (IF):50 мА. Это максимальный рекомендуемый постоянный прямой ток для надежной долгосрочной работы.
• Обратное напряжение (VR):5 В. Приложение обратного напряжения, превышающего этот предел, может вызвать пробой и повредить p-n переход светодиода. В документации явно указано, что устройство не предназначено для работы в обратном направлении.
• Диапазон рабочих температур:от -40°C до +85°C. Гарантируется работа устройства в этом диапазоне температур окружающей среды.
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +100°C. Устройство может храниться без ухудшения характеристик в этих пределах.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Эти параметры определяют типичные характеристики светодиода при работе в нормальных условиях (Ta=25°C, IF=20мА).

• Сила света (Iv):1260 - 2500 мкд (милликандела). Это измеренная интенсивность светового потока вдоль центральной оси. Широкий диапазон указывает на использование системы бинов (см. Раздел 3).
• Угол обзора (2θ½):120 градусов (тип.). Это полный угол, при котором сила света падает до половины своего осевого значения, определяющий ширину луча.
• Доминирующая длина волны (λd):600 - 610 нм. Это значение одной длины волны, которое визуально определяет оранжевый цвет излучаемого света, полученное из диаграммы цветности CIE.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):18 нм (тип.). Это указывает на спектральную чистоту, представляя ширину излучаемого спектра на половине его максимальной интенсивности.
• Прямое напряжение (VF):1.8 - 2.6 В. Падение напряжения на светодиоде при протекании тока 20мА. Допуск в пределах бина составляет ±0.1В.
• Обратный ток (IR):10 мкА (макс.). Небольшой ток утечки при приложении обратного напряжения 5В, актуальный только для целей тестирования.

3. Объяснение системы бинов

Для обеспечения стабильности в производственных партиях светодиоды сортируются по бинам производительности. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям по напряжению, яркости и цвету.

3.1 Бин прямого напряжения (Vf)

Светодиоды классифицируются по падению прямого напряжения при 20мА. Код бина D2: 1.8В - 2.0В Код бина D3: 2.0В - 2.2В Код бина D4: 2.2В - 2.4В Код бина D5: 2.4В - 2.6В Допуск в пределах каждого бина составляет ±0.1В.

3.2 Бин силы света (Iv)

Светодиоды сортируются на основе интенсивности их светового потока при 20мА. Код бина W1: 1260 мкд - 1780 мкд Код бина W2: 1780 мкд - 2500 мкд Допуск в пределах каждого бина составляет ±11%.

3.3 Бин доминирующей длины волны (Wd)

Светодиоды группируются в соответствии с их точной цветовой точкой (доминирующей длиной волны). Код бина P: 600 нм - 605 нм Код бина Q: 605 нм - 610 нм Допуск в пределах каждого бина составляет ±1 нм.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в документации приведены ссылки на конкретные графические кривые, их значение критически важно для проектирования. Разработчикам следует ожидать кривые, отображающие:

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока:Показывает, как световой выход увеличивается с ростом тока, обычно нелинейным образом, приближаясь к насыщению при более высоких токах.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Иллюстрирует вольт-амперную характеристику диода, что крайне важно для проектирования схем ограничения тока.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Демонстрирует снижение светового потока при повышении температуры перехода, что является ключевым фактором для управления тепловым режимом.
• Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, показывающий пик на доминирующей длине волны и форму, определяемую спектральной полушириной.

5. Механическая информация и корпус

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод размещен в стандартном SMD корпусе. Ключевые размерные примечания включают: - Цвет линзы: Прозрачный. - Цвет источника: AlInGaP оранжевый. - Все размеры указаны в миллиметрах. - Общий допуск составляет ±0.2 мм, если не указано иное. Разработчики должны обращаться к детальному механическому чертежу для получения точных значений длины, ширины, высоты и расстояния между контактными площадками.

5.2 Рекомендуемая контактная площадка на печатной плате

Предоставлена рекомендация по посадочному месту (контактной площадке) для пайки оплавлением инфракрасным излучением или в паровой фазе. Соблюдение этой рекомендуемой конфигурации площадки крайне важно для обеспечения правильного формирования паяного соединения, выравнивания и механической стабильности во время и после процесса сборки.

5.3 Определение полярности

В документации указаны маркировки или конструктивные особенности (например, выемка, срезанный угол или маркировка катода на корпусе) для идентификации выводов анода и катода. Правильная ориентация полярности обязательна для работы устройства.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Параметры групповой пайки оплавлением (IR)

Предоставлен рекомендуемый профиль оплавления, соответствующий стандарту J-STD-020B для бессвинцовых процессов. Ключевые параметры включают: - Температура предварительного нагрева: 150°C - 200°C. - Время предварительного нагрева: Максимум 120 секунд. - Пиковая температура корпуса: Максимум 260°C. - Время выше температуры ликвидуса: Максимум 10 секунд (допускается не более двух циклов оплавления). Эти параметры являются общими ориентирами; рекомендуется проводить характеристику для конкретной платы.

6.2 Ручная пайка (паяльником)

Если необходима ручная пайка: - Температура жала паяльника: Максимум 300°C. - Время пайки: Максимум 3 секунды на вывод. - Эту операцию следует выполнять только один раз, чтобы избежать термического напряжения.

6.3 Условия хранения

Правильное хранение жизненно важно для предотвращения поглощения влаги, которое может вызвать "вспучивание" (popcorning) во время оплавления. -Запечатанная упаковка:Хранить при температуре ≤ 30°C и влажности ≤ 70%. Использовать в течение одного года. -Вскрытая упаковка:Хранить при температуре ≤ 30°C и влажности ≤ 60%. - Для компонентов, извлеченных из оригинальной упаковки более чем на 168 часов, перед пайкой рекомендуется прогрев при 60°C в течение не менее 48 часов.

6.4 Очистка

Если требуется очистка после пайки, используйте только указанные растворители, такие как этиловый или изопропиловый спирт, при нормальной температуре в течение менее одной минуты. Неуказанные химические вещества могут повредить корпус светодиода.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации на ленте и катушке

Светодиоды поставляются в формованной несущей ленте с защитной крышкой, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). - Количество: 2000 штук на стандартной катушке. - Минимальный объем заказа: 500 штук для остаточных количеств. - Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA-481.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Данный светодиод подходит для индикации состояния, подсветки и декоративного освещения в: - Потребительской электронике (телефоны, ноутбуки, бытовая техника). - Сетевом и коммуникационном оборудовании. - Панелях управления и приборах промышленной автоматики. - Внутренних информационных указателях и дисплеях.

8.2 Особенности проектирования и метод управления

Важно:Светодиод является устройством, управляемым током. Для обеспечения стабильной яркости и долговечности он должен управляться источником постоянного тока или источником напряжения с последовательным токоограничивающим резистором. При параллельном подключении нескольких светодиодов настоятельно рекомендуется использовать отдельный резистор для каждого светодиода, чтобы предотвратить "перетягивание" тока и неравномерную яркость из-за естественных вариаций прямого напряжения (Vf) между отдельными устройствами.

9. Техническое сравнение и отличия

По сравнению со старыми технологиями, такими как стандартные светодиоды GaAsP (фосфид арсенида галлия), этот оранжевый светодиод на основе AlInGaP предлагает значительно более высокую световую отдачу, что обеспечивает большую яркость при том же токе управления. Широкий угол обзора 120 градусов делает его подходящим для применений, требующих широкой видимости, в отличие от светодиодов с узким лучом, используемых для направленного освещения. Его совместимость со стандартными процессами сборки SMD и пайки оплавлением отличает его от светодиодов для сквозного монтажа, обеспечивая возможность крупносерийного автоматизированного производства.

10. Часто задаваемые вопросы по техническим параметрам

В: Могу ли я питать этот светодиод напрямую от источника логического напряжения 3.3В или 5В?О: Нет. Вы всегда должны использовать последовательный токоограничивающий резистор. Номинал резистора рассчитывается по формуле R = (Vcc - Vf) / If, где Vcc - напряжение вашего источника питания, Vf - прямое напряжение светодиода (для безопасного проектирования используйте максимальное значение из бина), а If - желаемый прямой ток (например, 20мА).

В: Почему такой широкий диапазон силы света (1260-2500 мкд)?О: Это отражает разброс в производстве. Система бинов (W1, W2) позволяет вам выбрать компоненты с более узким диапазоном яркости для вашего приложения, обеспечивая визуальную однородность в вашем продукте.

В: Что произойдет, если я превышу абсолютные максимальные параметры?О: Превышение этих пределов, даже кратковременное, может вызвать немедленное или скрытое повреждение. Превышение тока может разрушить полупроводниковый переход. Чрезмерное обратное напряжение может вызвать пробой. Работа вне температурного диапазона может привести к преждевременному отказу или изменению параметров.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование панели индикации состояния с 10 равномерно яркими оранжевыми светодиодами. 1. Проектирование схемы:Используйте драйвер постоянного тока или, для простоты, шину напряжения (например, 5В) с отдельным токоограничивающим резистором для каждого светодиода. Для бина D4 (VF макс. 2.4В) при 20мА: R = (5В - 2.4В) / 0.02А = 130 Ом. Используйте ближайшее стандартное значение (например, 150 Ом) для немного более безопасного тока. 2.Выбор компонентов:Укажите требуемые бины при заказе: например, LTST-M670VFKT с бинами D4 (для стабильного напряжения), W2 (для высокой яркости) и P (для конкретного оранжевого оттенка). 3.Разводка печатной платы:Следуйте рекомендуемой конфигурации контактных площадок из документации для надежной пайки. 4.Сборка:Следуйте рекомендациям по профилю оплавления IR. Если платы будут храниться после сборки, убедитесь, что условия хранения соблюдены.

12. Введение в принцип работы

Данный светодиод работает на принципе электролюминесценции в полупроводнике. Материал AlInGaP образует p-n переход. При приложении прямого напряжения электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в область перехода. При рекомбинации этих носителей заряда высвобождается энергия в виде фотонов (света). Конкретный состав алюминия, индия, галлия и фосфида определяет ширину запрещенной зоны полупроводника, которая напрямую определяет длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае, в оранжевом спектре (~605 нм). Прозрачная линза инкапсулирует и защищает полупроводниковый кристалл, позволяя свету выходить.

13. Тенденции развития

Общая тенденция для SMD индикаторных светодиодов, подобных этому, заключается в стремлении к еще более высокой световой отдаче (больше светового потока на ватт электрической мощности), что позволяет снизить энергопотребление при той же яркости. Также наблюдается постоянное стремление к миниатюризации при сохранении или улучшении оптических характеристик. Кроме того, достижения в области материалов и процессов корпусирования направлены на повышение надежности, тепловых характеристик и совместимости с бессвинцовыми и высокотемпературными профилями пайки. Стандартизация посадочных мест и электрических характеристик у разных производителей упрощает проектирование и поиск компонентов для инженеров.