Техническая спецификация SMD светодиода желтого цвета с рассеивающей линзой LTSN-B680VSST - Габаритные размеры - Прямое напряжение 1.8-2.4В - Сила света 710-1400мкд

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики поверхностно-монтируемого светоизлучающего диода (SMD LED). Устройство оснащено рассеивающей линзой и использует полупроводниковый материал AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для получения желтого света. SMD светодиоды предназначены для автоматизированных процессов сборки печатных плат (PCB), предлагая компактную конструкцию, подходящую для применений с ограниченным пространством.

1.1 Основные преимущества и целевой рынок

Основные преимущества данного светодиода включают его совместимость с автоматическим оборудованием для установки компонентов (pick-and-place) и процессами пайки оплавлением в инфракрасном (ИК) диапазоне, которые являются стандартными в массовом производстве электроники. Он поставляется на 8-миллиметровой ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, что облегчает эффективную обработку и сборку. Устройство соответствует соответствующим отраслевым стандартам и предназначено для использования в широком спектре потребительской и промышленной электроники. Целевые области применения охватывают телекоммуникационное оборудование, устройства офисной автоматизации, бытовую технику, системы промышленного управления, а также внутренние вывески или дисплеи, где требуется надежная индикаторная подсветка.

2. Технические параметры: Подробное объективное толкование

Рабочие характеристики светодиода определены при конкретных условиях испытаний, обычно при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Понимание этих параметров критически важно для проектирования схемы и прогнозирования производительности.

2.1 Предельно допустимые параметры

Эти параметры определяют пределы нагрузки, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа за пределами этих ограничений не рекомендуется. Ключевые пределы включают максимальную рассеиваемую мощность 120 мВт, постоянный прямой ток (IF) 50 мА и пиковый прямой ток 80 мА в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс). Максимальное обратное напряжение (VR) составляет 5 В. Устройство рассчитано на работу и хранение в диапазоне температур от -40°C до +100°C.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные рабочие параметры в нормальных условиях эксплуатации. Сила света (Iv), мера воспринимаемой яркости, варьируется от минимума 710 мкд до максимума 1400 мкд при прямом токе 20 мА. Угол обзора (2θ1/2), определяемый как полный угол, при котором интенсивность падает до половины осевого значения, обычно составляет 120 градусов, что указывает на широкую диаграмму направленности, подходящую для индикаторных ламп. Прямое напряжение (VF) при 20 мА находится в диапазоне от 1.8 В до 2.4 В, что важно для расчета значений последовательного резистора и проектирования источника питания. Доминирующая длина волны (λd), определяющая воспринимаемый цвет, задана в диапазоне от 586.5 нм до 592.5 нм, что помещает его в желтую область спектра. Обратный ток (IR) обычно очень низкий, с максимумом 10 мкА при полном обратном напряжении 5В.

3. Объяснение системы сортировки (бининга)

Для обеспечения стабильности в массовом производстве светодиоды сортируются по рабочим группам (бина). Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям по напряжению, яркости и цвету.

3.1 Группа прямого напряжения (Vf)

Светодиоды сортируются на основе падения прямого напряжения при 20 мА. Коды групп D2, D3 и D4 соответствуют диапазонам напряжения 1.80-2.00В, 2.00-2.20В и 2.20-2.40В соответственно, с допуском ±0.1В на группу. Выбор светодиодов из одной группы Vf помогает поддерживать равномерность тока при параллельном подключении нескольких устройств.

3.2 Группа силы света (Iv)

Яркость классифицируется по группам V1 (710-875 мкд), V2 (875-1120 мкд) и W1 (1120-1400 мкд) при 20 мА, с допуском 11% на группу. Это позволяет согласовывать уровни яркости в массиве светодиодов.

3.3 Группа доминирующей длины волны (Wd)

Цвет (длина волны) сортируется по кодам J (586.5-589.5 нм) и K (589.5-592.5 нм) с допуском ±1 нм. Это обеспечивает постоянство цвета, что крайне важно для применений, где важен единообразный внешний вид.

4. Анализ рабочих характеристик (кривых)

Хотя в спецификации приведены ссылки на конкретные графические данные, типичные кривые для таких устройств дают ценную информацию. Кривая зависимости прямого тока от прямого напряжения (I-V) показывает экспоненциальную зависимость, критически важную для определения рабочей точки. Кривая зависимости силы света от прямого тока обычно показывает почти линейную зависимость в рабочем диапазоне, но насыщение может происходить при более высоких токах. Кривая спектрального распределения показала бы пиковую длину волны излучения (λp) около 591 нм с полушириной спектра (Δλ) приблизительно 15 нм, определяющей чистоту цвета. Производительность также меняется с температурой; сила света обычно уменьшается с ростом температуры перехода.

5. Механическая и корпусная информация

Светодиод размещен в стандартном SMD корпусе. Предоставлены подробные чертежи с указанием длины, ширины, высоты, расстояния между выводами и геометрии линзы. Эти размеры критически важны для проектирования посадочного места на печатной плате. Документ включает рекомендуемые конструкции контактных площадок (пэдов) на PCB для надежной пайки, с указанием размера и расстояния между площадками для обеспечения правильного формирования паяного соединения во время оплавления. Устройство имеет маркировку полярности, обычно индикатор катода на корпусе, который должен быть правильно ориентирован относительно посадочного места на PCB.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Рекомендуемый профиль ИК оплавления

Для процессов бессвинцовой пайки рекомендуется профиль, соответствующий стандарту J-STD-020B. Ключевые параметры включают температуру предварительного нагрева 150-200°C, максимальную температуру корпуса не выше 260°C и время выше температуры ликвидуса (TAL), адаптированное под конкретную паяльную пасту. Общее время предварительного нагрева должно быть ограничено максимум 120 секундами. Эти условия необходимы для предотвращения термического повреждения корпуса светодиода или эпоксидной линзы.

6.2 Условия хранения

Светодиоды чувствительны к влаге. При хранении в оригинальной герметичной влагозащитной упаковке с осушителем их следует хранить при температуре ≤ 30°C и влажности ≤ 70% RH, с рекомендуемым сроком использования в течение одного года. После вскрытия упаковки условия хранения должны быть ≤ 30°C и ≤ 60% RH. Компоненты, подвергавшиеся воздействию окружающей среды более 168 часов, перед пайкой должны быть прогреты при температуре около 60°C в течение не менее 48 часов для удаления поглощенной влаги и предотвращения эффекта \"попкорна\" во время оплавления.

6.3 Очистка

Если необходима очистка после пайки, следует использовать только указанные растворители. Допустимо погружение светодиода в этиловый или изопропиловый спирт при комнатной температуре на время менее одной минуты. Неуказанные химические вещества могут повредить материал корпуса или линзу.

7. Упаковка и информация для заказа

Стандартная упаковка состоит из светодиодов, размещенных в профилированной несущей ленте (шаг 8 мм) и запечатанных покровной лентой. Эта лента намотана на стандартную катушку диаметром 7 дюймов (178 мм). Каждая полная катушка содержит 2000 штук. Для количеств меньше полной катушки может быть доступна минимальная упаковка в 500 штук. Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA-481.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типовые схемы включения

Светодиоды являются устройствами с токовым управлением. Для обеспечения стабильной и равномерной яркости, особенно при использовании нескольких светодиодов, каждый светодиод должен управляться через последовательный токоограничивающий резистор. Значение резистора (R) рассчитывается по формуле: R = (Vcc - VF) / IF, где Vcc - напряжение питания, VF - прямое напряжение светодиода (используйте максимальное значение для расчета тока в наихудшем случае), а IF - желаемый прямой ток (например, 20 мА). Параллельное включение светодиодов без индивидуальных резисторов не рекомендуется из-за разброса VF, что может привести к значительному дисбалансу токов и неравномерной яркости.

8.2 Соображения при проектировании

Учитывайте тепловые условия. Работа на максимальном токе или близко к нему приведет к большему выделению тепла, что может снизить световой поток и срок службы. В применениях с высоким током или высокой температурой окружающей среды для отвода тепла может потребоваться достаточная площадь медного покрытия на PCB или тепловые переходные отверстия (thermal vias). Убедитесь, что разводка печатной платы соответствует рекомендуемой геометрии контактных площадок для надежной пайки. Учитывайте широкий угол обзора (120°) при проектировании световодов или рамок.

9. Техническое сравнение и отличительные особенности

По сравнению со старыми выводными светодиодами, данный SMD тип обеспечивает значительную экономию места, лучшую пригодность для автоматизированной сборки и, как правило, повышенную надежность из-за отсутствия проволочных выводов. В категории SMD желтых светодиодов ключевыми отличительными особенностями данной модели являются ее конкретное сочетание высокой силы света (до 1400 мкд), широкого угла обзора и использование технологии AlInGaP, которая обычно обеспечивает более высокую эффективность и лучшую температурную стабильность по сравнению с некоторыми другими полупроводниковыми материалами для желтого света. Детальная структура сортировки предоставляет разработчикам точный контроль над постоянством цвета и яркости.

10. Часто задаваемые вопросы на основе технических параметров

В: Какое значение резистора следует использовать для питания 5В?

О: Используя максимальное VF 2.4В и целевой IF 20мА: R = (5В - 2.4В) / 0.020А = 130 Ом. Подойдет стандартный резистор на 130 или 150 Ом, при этом следует проверить фактическую рассеиваемую мощность на резисторе.

В: Могу ли я питать этот светодиод током 50 мА непрерывно?

О: Хотя абсолютный максимальный ток составляет 50 мА постоянного тока, работа на этом пределе может сократить срок службы и повысить температуру перехода, потенциально снижая световой выход. Для оптимальной надежности и производительности рекомендуется работа на типичном испытательном токе 20 мА или ниже.

В: Как обеспечить равномерную яркость в массиве?

О: Используйте индивидуальные токоограничивающие резисторы для каждого светодиода и, по возможности, указывайте при закупке светодиоды из одинаковых групп силы света (Iv) и прямого напряжения (Vf).

В: Подходит ли этот светодиод для уличного использования?

О: В спецификации указаны применения, включая внутренние вывески/дисплеи. Для уличного использования критически важны такие факторы, как устойчивость линзы к УФ-излучению, более широкий температурный диапазон и влагозащита, которые здесь явно не рассматриваются. Он в первую очередь предназначен для внутренних/благоприятных сред.

11. Практический пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование панели индикации состояния для сетевого маршрутизатора.Панель требует десять желтых индикаторных ламп для отображения активности соединения и состояния системы. Разработчик выбирает этот светодиод из-за его яркости, широкого угла обзора и совместимости с автоматизированной сборкой. Каждый светодиод подключен между выводом GPIO микроконтроллера на 3.3В и землей через последовательный резистор 56 Ом (рассчитан для ~20мА при типичном VF 2.2В). Разводка печатной платы использует рекомендуемое посадочное место. Разработчик указывает группу D3 для Vf и V2 для Iv, чтобы обеспечить постоянную яркость и потребление тока от выводов микроконтроллера. Светодиоды размещены за слегка рассеивающей акриловой панелью. Собранная плата проходит пайку оплавлением с использованием указанного бессвинцового профиля, что дает надежные паяные соединения и полностью функциональные индикаторы.

12. Введение в принцип работы

Излучение света в данном светодиоде основано на электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе, изготовленном из материалов AlInGaP. При приложении прямого напряжения электроны и дырки инжектируются в активную область, где они рекомбинируют. Энергия, выделяемая при этой рекомбинации, излучается в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlInGaP определяет ширину запрещенной зоны, которая, в свою очередь, определяет длину волны (цвет) излучаемого света, в данном случае желтого. Рассеивающая линза содержит рассеивающие частицы, которые помогают распределять свет, создавая более широкий и равномерный угол обзора по сравнению с прозрачной линзой.

13. Тенденции развития

Общая тенденция в SMD светодиодах продолжается в сторону повышения световой отдачи (больше светового потока на ватт электрической мощности), что позволяет создавать более яркие дисплеи или снижать энергопотребление. Размеры корпусов постоянно уменьшаются при сохранении или улучшении оптических характеристик. Также уделяется внимание улучшению постоянства цвета и ужесточению допусков при сортировке для удовлетворения требований приложений с высококачественными дисплеями. Кроме того, постоянным направлением развития является повышение надежности в условиях более высоких температур и влажности для расширения диапазона подходящих применений. Стремление к более широкой совместимости с бессвинцовыми высокотемпературными процессами пайки остается стандартом.