Техническая документация на синий светодиод SMD5050N - Корпус 5.0x5.0x1.6мм - Напряжение 3.2В - Мощность 0.306Вт

1. Обзор продукта

Серия SMD5050N представляет собой светодиод для поверхностного монтажа, разработанный для применений, требующих высокой яркости и надежности в компактном корпусе размером 5.0мм x 5.0мм. Данный документ предоставляет полные технические характеристики синей версии, модель T5A003BA. Устройство имеет стандартный SMD-корпус, подходящий для автоматизированных процессов сборки, и предназначено для использования в подсветке, вывесках, декоративном освещении и общем освещении.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельно допустимые параметры

Следующие параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Все значения указаны при температуре окружающей среды (T_s) 25°C.

• Прямой ток (I_F):90 мА (постоянный)
• Импульсный прямой ток (I_FP):120 мА (ширина импульса ≤10мс, скважность ≤1/10)
• Рассеиваемая мощность (P_D):306 мВт
• Рабочая температура (T_opr):от -40°C до +80°C
• Температура хранения (T_stg):от -40°C до +80°C
• Температура перехода (T_j):125°C
• Температура пайки (T_sld):Пайка оплавлением при 200°C или 230°C максимум в течение 10 секунд.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Типичные рабочие параметры измерены при T_s=25°C и прямом токе (I_F) 60мА, что является рекомендуемым тестовым условием.

• Прямое напряжение (V_F):Типичное 3.2В, Максимальное 3.4В (допуск: ±0.08В)
• Обратное напряжение (V_R):5 В
• Обратный ток (I_R):Максимум 10 мкА при V_R=5В
• Доминирующая длина волны (λ_d):460 нм (см. бинированные значения в разделе 2.4)
• Угол обзора (2θ_1/2):120° (Широкий угол обзора, конструкция без линзы)

3. Объяснение системы бининга

3.1 Биннинг светового потока

Выходной световой поток классифицируется по бинам для обеспечения однородности. Измерения проводятся при I_F=60мА с допуском ±7%.

• Код A4:Мин. 1.5 лм, Тип. 2.0 лм
• Код A5:Мин. 2.0 лм, Тип. 2.5 лм
• Код A6:Мин. 2.5 лм, Тип. 3.0 лм
• Код A7:Мин. 3.0 лм, Тип. 3.5 лм
• Код A8:Мин. 3.5 лм, Тип. 4.0 лм

3.2 Биннинг доминирующей длины волны

Синий цвет точно контролируется посредством бининга по длине волны.

• Код B1:445 нм – 450 нм
• Код B2:450 нм – 455 нм
• Код B3:455 нм – 460 нм
• Код B4:460 нм – 465 нм

4. Анализ кривых производительности

Данный технический паспорт включает несколько ключевых графиков производительности, необходимых для проектирования схем и теплового менеджмента.

4.1 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока (I-V кривая)

Этот график показывает нелинейную зависимость между напряжением и током. Прямое напряжение увеличивается с ростом тока и также зависит от температуры. Конструкторы должны использовать эту кривую для расчета рассеиваемой мощности (V_F* I_F) и убедиться, что драйвер может обеспечить необходимое напряжение, особенно при низких температурах, где V_F increases.

4.2 Относительный световой поток в зависимости от прямого тока

Эта кривая иллюстрирует, как световой выход масштабируется с током управления. Хотя выход увеличивается с током, эффективность обычно снижается при более высоких токах из-за усиления тепловых эффектов. Работа значительно выше рекомендуемой тестовой точки 60мА может сократить срок службы и вызвать смещение цвета.

4.3 Относительная спектральная мощность в зависимости от температуры перехода

Для синих светодиодов пиковая длина волны может смещаться с температурой перехода (обычно 0.1-0.3 нм/°C). Этот график критически важен для применений, требующих стабильного цветового выхода. Более высокие температуры перехода вызывают красное смещение (более длинная длина волны), что необходимо учитывать при тепловом проектировании.

4.4 Распределение спектральной мощности

Этот график отображает полный спектр излучения синего светодиода, показывая узкий пик вокруг доминирующей длины волны (например, 460нм). Полная ширина на половине максимума (FWHM) для синих светодиодов на основе InGaN обычно составляет 20-30нм. Понимание спектра жизненно важно для применений с цветосмешением или при использовании фосфорного преобразования для белого света.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Корпус SMD5050N имеет номинальные размеры 5.0мм (Д) x 5.0мм (Ш) x 1.6мм (В). Предоставлены детальные механические чертежи с допусками: размеры .X имеют допуск ±0.10мм, а размеры .XX имеют допуск ±0.05мм.

5.2 Рекомендуемая контактная площадка и дизайн трафарета

Для надежной пайки рекомендуется определенный рисунок контактных площадок. Дизайн площадки обеспечивает правильное формирование паяльного валика и механическую прочность. Предоставлен соответствующий дизайн апертуры трафарета для контроля объема паяльной пасты, что критически важно для получения надежного паяного соединения без мостиков или недостатка припоя.

5.3 Определение полярности

Катод светодиода обычно маркируется на корпусе. Правильную полярность необходимо соблюдать во время сборки, чтобы предотвратить обратное смещение, которое ограничено 5В.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Чувствительность к влаге и кондиционирование

Корпус SMD5050N чувствителен к влаге (классификация MSL согласно IPC/JEDEC J-STD-020C).

• Хранение:Хранить в оригинальном герметичном пакете с осушителем при температуре <30°C и влажности <85% RH.
• Срок хранения после вскрытия:После вскрытия герметичного пакета компоненты должны быть использованы в течение 12 часов, если хранятся при <30°C/<60% RH.
• Кондиционирование требуется, если:Пакет был открыт более 12 часов, или индикаторная карта влажности показывает высокую влажность.
• Процедура кондиционирования:Кондиционировать при 60°C в течение 24 часов. Не превышать 60°C. Использовать в течение 1 часа после кондиционирования или хранить в сухом шкафу (<20% RH).

6.2 Профиль оплавления припоя

Светодиод может выдерживать бессвинцовый профиль оплавления с пиковой температурой 200°C или 230°C максимум в течение 10 секунд. Обратитесь к конкретным рекомендациям по профилю, чтобы минимизировать тепловую нагрузку на силиконовую заливку и проволочные соединения.

7. Защита от электростатического разряда (ESD)

Синие светодиоды чувствительны к электростатическому разряду. Режимы отказа включают увеличенный ток утечки (снижение яркости, смещение цвета) или катастрофический отказ (нерабочий светодиод).

• Меры предосторожности:Используйте заземленные антистатические рабочие места, напольные коврики и браслеты.
• Персонал:Операторы должны носить антистатическую одежду и перчатки.
• Оборудование:Используйте ионизаторы и убедитесь, что паяльники правильно заземлены.
• Упаковка:Используйте проводящие или антистатические материалы для обращения и транспортировки.

8. Проектирование схемы применения

8.1 Метод управления

Настоятельно рекомендуется управление постоянным током.Светодиоды являются устройствами, управляемыми током; их световой выход пропорционален току, а не напряжению. Источник постоянного тока обеспечивает стабильную яркость и защищает светодиод от теплового разгона.

8.2 Токоограничивающий резистор (для источника постоянного напряжения)

Если необходимо использовать источник постоянного напряжения (например, стабилизированный источник постоянного тока), обязателен последовательный токоограничивающий резистор. Значение резистора рассчитывается по закону Ома: R = (V_supply- V_F) / I_F. Номинальная мощность резистора должна быть достаточной: P_R= (I_F)² * R. Этот метод менее эффективен и менее стабилен, чем управление постоянным током, так как V_Fменяется с температурой.

8.3 Последовательность подключения

При подключении светодиодного модуля к драйверу следуйте этой последовательности, чтобы избежать скачков напряжения: 1) Определите полярность светодиода и драйвера. 2) Подключите выход драйвера к светодиодному модулю. 3) Наконец, подключите вход драйвера к источнику питания. Это предотвращает подключение активного драйвера к светодиодам.

9. Меры предосторожности при обращении и хранении

• Избегайте прямого контакта:Не касайтесь линзы светодиода голыми руками. Загрязнения, такие как кожный жир, могут навсегда испачкать силикон, снижая световой выход.
• Используйте правильные инструменты:Используйте вакуумные захваты или пинцеты с мягкими наконечниками. Избегайте чрезмерного механического давления на линзу, которое может повредить проволочные соединения или кристалл.
• Долгосрочное хранение:Для вскрытых упаковок храните в сухом шкафу с азотной продувкой или осушителем при температуре 5-30°C и влажности <60% RH.

10. Номенклатура продукта и информация для заказа

Модельный номер следует структурированному коду: T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□. Ключевые элементы включают:

• Код корпуса (5A):Обозначает размер корпуса 5050N.
• Количество кристаллов:Указывает количество светодиодных кристаллов в корпусе (например, 1, 2, 3).
• Код цвета (B):B для синего. Другие коды: R (красный), Y (желтый), G (зеленый) и т.д.
• Код оптики (00):00 указывает на отсутствие вторичной линзы (только первичная линза).
• Код бина светового потока (например, A6):Определяет бин выходного светового потока.
• Код бина длины волны (например, B3):Определяет бин доминирующей длины волны.

11. Типичные сценарии применения

• Подсветка:Краевая подсветка ЖК-телевизоров и мониторов, рекламные световые короба.
• Декоративное освещение:Архитектурная акцентная подсветка, скрытая подсветка, вывески.
• Общее освещение:Как компонент в белых светодиодных модулях с использованием фосфорного преобразования.
• Автомобильное внутреннее освещение:Приборная панель, подсветка ног и окружающее освещение.
• Потребительская электроника:Индикаторы состояния, подсветка клавиатуры.

12. Вопросы проектирования и часто задаваемые вопросы

12.1 Как выбрать правильный ток?

Работайте на рекомендованном тестовом токе 60мА или ниже для оптимального баланса яркости, эффективности и срока службы. Более высокие токи увеличивают световой выход, но генерируют больше тепла, ускоряя деградацию светового потока и потенциально смещая цвет.

12.2 Почему важен тепловой менеджмент?

Производительность и срок службы светодиода обратно пропорциональны температуре перехода. Высокая T_jснижает световой выход (деградация светового потока), вызывает смещение цвета (для синих и белых светодиодов) и может привести к преждевременному отказу. Обеспечьте адекватный теплоотвод, особенно в мощных или закрытых применениях.

12.3 Можно ли подключать несколько светодиодов последовательно или параллельно?

Последовательное соединение предпочтительнеепри использовании драйвера постоянного тока, так как через все светодиоды протекает одинаковый ток. Убедитесь, что напряжение комплаенса драйвера выше суммы V_Fвсех светодиодов в цепочке.Параллельное соединение, как правило, не рекомендуетсяиз-за вариаций бининга V_F, которые могут вызвать дисбаланс тока и неравномерную яркость/перегрев. Если параллельное соединение неизбежно, используйте отдельный токоограничивающий резистор для каждой параллельной ветви.

13. Техническое сравнение и тренды

SMD5050N с его размером 5.0x5.0мм предлагает большую излучающую площадь и более высокий потенциальный световой выход по сравнению с меньшими корпусами, такими как 3528 или 3014. Это зрелое, экономически эффективное решение для применений, не требующих сверхвысокой плотности новых, более мелких корпусов. Тренд индустрии направлен на повышение эффективности (люмен на ватт) и улучшение цветовой однородности (более узкий бининг). Будущие разработки могут включать корпусирование на уровне кристалла (CSP) и улучшенные технологии фосфоров для белых светодиодов на основе синих излучателей.