Техническая спецификация SMD светодиода с белым рассеивателем, двухцветный (зеленый/желтый) - Габаритные размеры - Прямое напряжение 1.8-3.4В - Рассеиваемая мощность 72-102мВт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики светодиода (LED) для поверхностного монтажа (SMD) с белым рассеивателем, предназначенного для автоматизированной сборки печатных плат (PCB). Компонент отличается компактными размерами, что делает его пригодным для применений с ограниченным пространством. Он спроектирован для совместимости с высокопроизводительными автоматизированными установочными системами и стандартными процессами пайки оплавлением в инфракрасном (ИК) диапазоне, соответствуя отраслевым стандартам для бессвинцовой сборки.

1.1 Ключевые особенности и целевой рынок

Светодиод разработан с рядом ключевых особенностей, повышающих его применимость в современной электронике. Он соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ). Поставляется на стандартных в отрасли 7-дюймовых катушках с 8-миллиметровой перфорированной лентой, что облегчает эффективную обработку автоматами установки компонентов. Устройство совместимо с интегральными схемами и предварительно кондиционировано по чувствительности к влажности по стандарту JEDEC Level 3, что гарантирует надежность в процессе пайки. Основные целевые рынки включают телекоммуникационное оборудование, устройства офисной автоматизации, бытовую технику и системы промышленного управления. Типичные применения варьируются от индикаторов состояния и подсветки лицевых панелей до подсветки сигналов и символов.

2. Технические параметры: углубленная объективная интерпретация

Рабочие характеристики светодиода определяются комплексным набором электрических и оптических параметров, измеренных при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

2.1 Предельно допустимые параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Для желтого светодиода максимальная рассеиваемая мощность составляет 72 мВт, а для зеленого — 102 мВт. Оба цвета имеют одинаковый максимальный постоянный прямой ток (IF) 30 мА. Более высокий пиковый прямой ток 80 мА допустим в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс). 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

Основные рабочие показатели указаны для испытательного условия IF = 20мА. Сила света (Iv) для желтого светодиода варьируется от минимума 710 мкд до максимума 1800 мкд. Зеленый светодиод обеспечивает более высокую светоотдачу в диапазоне от 1120 мкд до 2800 мкд. Угол обзора (2θ1/2), определяемый как полный угол, при котором интенсивность составляет половину осевого значения, для обоих типично равен 120 градусам, что указывает на широкую, рассеянную диаграмму направленности. Пиковая длина волны излучения (λP) составляет 590 нм (желтый) и 524 нм (зеленый), при этом доминирующая длина волны (λd) указана в диапазонах 585-595 нм и 518-528 нм соответственно. Прямое напряжение (VF) варьируется в зависимости от цвета: у желтых светодиодов VF находится в диапазоне от 1.8В до 2.4В, в то время как у зеленых — от 2.6В до 3.4В при токе 20мА. Максимальный обратный ток (IR) составляет 10 мкА при обратном напряжении (VR) 5В, следует отметить, что устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения.

3. Объяснение системы сортировки (биннинга)

Для обеспечения стабильности светового потока светодиоды сортируются по бинам интенсивности. Каждый бин имеет определенные минимальное и максимальное значения силы света, с допуском +/-11% внутри каждого бина.

3.1 Сортировка по силе света

Для желтых светодиодов коды бинов: V1 (710-900 мкд), V2 (900-1120 мкд), W1 (1120-1400 мкд) и W2 (1400-1800 мкд). Для зеленых светодиодов бины: W1 (1120-1400 мкд), W2 (1400-1800 мкд), X1 (1800-2240 мкд) и X2 (2240-2800 мкд). Такая сортировка позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям к яркости для их применения.

4. Анализ рабочих характеристик (кривых)

Хотя конкретные графические данные приведены в исходном документе, типичные рабочие кривые для таких устройств обычно иллюстрируют зависимость прямого тока от силы света (I-V кривая), изменение прямого напряжения от температуры и спектральное распределение мощности, показывающее пиковую длину волны и спектральную полуширину. Эти кривые необходимы для понимания поведения устройства в нестандартных рабочих условиях и для точного проектирования схем.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса и назначение выводов

Светодиод поставляется в стандартном SMD корпусе. Белый рассеивающий корпус содержит два полупроводниковых кристалла. Назначение выводов четко определено: выводы 1 и 2 предназначены для зеленого светодиода (InGaN), а выводы 3 и 4 — для желтого (AlInGaP). Все размерные чертежи указывают размеры в миллиметрах, с общей погрешностью ±0.2 мм, если не указано иное. Эта информация критически важна для проектирования посадочного места на печатной плате.

5.2 Рекомендуемая конфигурация контактных площадок на PCB

Предоставлена диаграмма, показывающая рекомендуемый рисунок медных контактных площадок на печатной плате для пайки оплавлением в инфракрасном диапазоне или паровом фазе. Соблюдение этой конфигурации обеспечивает правильное формирование паяного соединения, тепловое управление и механическую стабильность компонента после сборки.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением в ИК-диапазоне

Предоставлен рекомендуемый профиль пайки оплавлением, соответствующий стандарту J-STD-020B для бессвинцовых процессов. 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), ограниченное максимум 10 секундами. Подчеркивается, что оптимальный профиль зависит от конкретной конструкции печатной платы, припоя и печи, и предоставленный профиль следует использовать в качестве общего ориентира, проверенного для конкретной сборочной линии.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка паяльником, максимальная рекомендуемая температура жала составляет 300°C, а время пайки не должно превышать 3 секунды на соединение. Эту операцию следует выполнять только один раз, чтобы предотвратить тепловое повреждение корпуса светодиода.

6.3 Условия хранения

Правильное хранение жизненно важно для сохранения паяемости. Не вскрытые влагозащитные пакеты (с осушителем) должны храниться при температуре ≤30°C и влажности ≤70% RH, срок годности составляет один год. После вскрытия светодиоды должны храниться при ≤30°C и ≤60% RH. Компоненты, извлеченные из оригинальной упаковки, должны пройти пайку оплавлением в течение 168 часов. Если этот срок превышен, рекомендуется прогрев при температуре около 60°C в течение не менее 48 часов перед пайкой для удаления поглощенной влаги и предотвращения эффекта \"попкорна\" во время оплавления.

6.4 Очистка

Если требуется очистка после пайки, следует использовать только указанные спиртосодержащие растворители, такие как этиловый или изопропиловый спирт. Светодиод следует погружать при нормальной температуре менее чем на одну минуту. Неуказанные химические вещества могут повредить материал корпуса или линзу.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации ленты и катушки

Светодиоды упакованы в тисненую несущую ленту шириной 8 мм, намотанную на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). Каждая катушка содержит 2000 штук. Лента запечатана верхней крышкой. Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA 481, которые определяют такие параметры, как расстояние между карманами и размеры катушки для совместимости с автоматическим оборудованием. Минимальное количество упаковки для остаточных заказов составляет 500 штук.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот двухцветный светодиод идеально подходит для применений, требующих многостатусной индикации с одного посадочного места компонента. Примеры включают индикаторы состояния питания/зарядки (например, зеленый для \"включено\" или \"полностью заряжено\", желтый для \"ожидание\" или \"зарядка\"), обратную связь при выборе режима на потребительской электронике и подсветку символов или значков на панелях управления. Его широкий угол обзора делает его подходящим для применений, где важна видимость под углом.

8.2 Соображения по проектированию

Управление током:Светодиоды являются устройствами с токовым управлением. Для каждого цветового канала при питании от источника напряжения необходимо использовать последовательный токоограничивающий резистор. Значение резистора рассчитывается по закону Ома: R = (Vисточника - VF_светодиода) / IF, где VF_светодиода — прямое напряжение светодиода конкретного цвета при желаемом токе (например, 20мА). Использование максимального VF из спецификации гарантирует, что ток не превысит предел даже при разбросе параметров компонентов.

Тепловое управление:Хотя рассеиваемая мощность мала, обеспечение достаточной площади меди на печатной плате вокруг тепловых площадок (если они есть) или достаточной ширины дорожек помогает рассеивать тепло, поддерживая производительность и долговечность светодиода, особенно в условиях высокой температуры окружающей среды.

Разводка схемы:Держите цепи управления током для двух цветов раздельными, чтобы обеспечить независимое управление.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Ключевой отличительной особенностью этого компонента является интеграция двух различных цветов светодиодов (зеленого и желтого) в одном компактном корпусе с белым рассеивателем. Это экономит место на печатной плате по сравнению с использованием двух отдельных одноцветных светодиодов. Широкий угол обзора 120 градусов, обеспечиваемый рассеивающей линзой, дает равномерное освещение, идеальное для панельных индикаторов. Совместимость устройства со стандартными процессами сборки SMD (JEDEC Level 3 MSL, бессвинцовая пайка оплавлением) гарантирует, что его можно интегрировать в существующие высокопроизводительные производственные линии без необходимости специальной обработки или изменения процессов.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я одновременно питать оба цвета светодиода на максимальном токе?

О: Нет. Предельно допустимые параметры определяют ограничения по рассеиваемой мощности для каждого цвета отдельно (72мВт для желтого, 102мВт для зеленого). Питание обоих током 30мА постоянного тока приведет к общей мощности, которая, вероятно, превысит тепловые возможности корпуса, что может привести к перегреву и сокращению срока службы. Обратитесь к кривым снижения мощности (если доступны) или работайте на более низких токах при одновременном использовании.

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

О: Пиковая длина волны (λP) — это длина волны, на которой излучаемая оптическая мощность является наибольшей. Доминирующая длина волны (λd) — это длина волны монохроматического света, который казался бы стандартному человеческому наблюдателю имеющим тот же цвет, что и излучение светодиода. λd определяется из диаграммы цветности CIE и часто более актуальна для спецификации цвета.

В: Диапазон прямого напряжения довольно широк (например, 2.6В-3.4В для зеленого). Как это влияет на мою схему?

О: Такое изменение типично для светодиодов из-за допусков при производстве полупроводников. Ваша токоограничивающая схема должна быть рассчитана на наихудший случай. Используйте максимальное VF (3.4В) в расчете резистора, чтобы гарантировать, что ток никогда не превысит желаемое значение (например, 20мА), даже если вы получите светодиод с самым высоким VF. Это приведет к несколько менее яркой работе светодиодов с более низким VF, но это безопасный подход к проектированию.

11. Практический пример применения

Сценарий: Проектирование двухстатусного индикатора зарядки для портативного устройства.

Распространенный пример использования — индикатор, который показывает красный при зарядке, желтый при почти полной зарядке и зеленый при полной зарядке. Хотя данный конкретный светодиод не включает красный цвет, применяется аналогичный принцип проектирования. Две независимые цепи управления (например, выводы GPIO микроконтроллера с последовательными резисторами) будут управлять желтым и зеленым светодиодами. Прошивка будет переключать цвета: зеленый выключен/желтый включен во время активной зарядки, затем переключение на зеленый включен/желтый выключен по завершении зарядки. Белый рассеивающий корпус обеспечивает равномерное смешение света и видимость под широким углом, предоставляя четкую обратную связь пользователю. Корпус SMD позволяет реализовать эту функциональность на минимальной площади плотно упакованной печатной платы устройства.

12. Введение в принцип работы

Светодиоды (LED) — это полупроводниковые устройства, излучающие свет при прохождении через них электрического тока. Это явление называется электролюминесценцией. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны из n-типа материала рекомбинируют с дырками из p-типа материала, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный цвет света определяется шириной запрещенной зоны используемого полупроводникового материала. В данном компоненте зеленый свет генерируется кристаллом из нитрида индия-галлия (InGaN), а желтый свет — кристаллом из фосфида алюминия-индия-галлия (AlInGaP). Белый рассеивающий эпоксидный корпус инкапсулирует кристаллы, обеспечивая механическую защиту, формируя выходной световой пучок под широким углом и рассеивая свет для уменьшения бликов и создания равномерного внешнего вида.

13. Отраслевые тенденции и разработки

Тенденция в области SMD светодиодов для индикаторных применений продолжает двигаться в сторону повышения эффективности (больше светового потока на единицу электрической мощности), уменьшения размеров корпусов для все более плотной электроники и увеличения степени интеграции. Многоцветные и RGB светодиоды в одном корпусе становятся все более распространенными, обеспечивая программируемость полного цветового спектра. Также уделяется внимание улучшению цветовой стабильности и ужесточению спецификаций сортировки для удовлетворения требований применений, где критически важна цветопередача. Кроме того, достижения в области материалов корпусов направлены на повышение надежности при более высокотемпературных профилях пайки оплавлением и улучшение долгосрочного поддержания светового потока. Описанный компонент соответствует этим общим тенденциям, предлагая двухцветную функциональность в стандартизированном, надежном SMD формате, подходящем для автоматизированного, высоконадежного производства.