Техническая спецификация светодиода 513S YGD/S530-E2 - Супер Желтый - Угол обзора 140° - Прямое напряжение 2.4В - Рассеиваемая мощность 60мВт

1. Обзор продукта

513S YGD/S530-E2 — это светодиод высокой яркости, предназначенный для применения в качестве индикаторов общего назначения и подсветки. Он использует полупроводниковый чип на основе AlGaInP (фосфида алюминия-галлия-индия) для получения свечения Супер Желтого цвета. Устройство оснащено зеленой рассеивающей линзой из эпоксидной смолы, которая способствует расширению угла обзора и смягчению светового потока. Данный светодиод характеризуется надежностью, прочностью и соответствием основным экологическим нормам, включая стандарты RoHS, REACH и бесгалогенные стандарты.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основные преимущества данной серии светодиодов включают выбор различных углов обзора для удовлетворения различных потребностей приложений, а также поставку на катушках для автоматизированных процессов сборки. Его конструкция ориентирована на более высокую светоотдачу. Основные области применения — потребительская электроника, включая использование в качестве индикаторов состояния или элементов подсветки в телевизорах, компьютерных мониторах, телефонах и других вычислительных устройствах.

2. Подробный анализ технических параметров

В данном разделе представлен детальный объективный анализ ключевых технических характеристик светодиода, определенных в его абсолютных максимальных параметрах и электрооптических характеристиках.

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Абсолютные максимальные параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Это не рабочие условия.

• Постоянный прямой ток (IF):25 мА. Превышение этого тока может вызвать катастрофический отказ из-за перегрева полупроводникового перехода.
• Электростатический разряд (ESD), модель человеческого тела:2000 В. Данный параметр указывает на умеренный уровень чувствительности к ESD. Во время сборки требуются соответствующие процедуры защиты от статического электричества.
• Обратное напряжение (VR):5 В. Приложение обратного напряжения выше этого значения может привести к пробою P-N перехода светодиода.
• Рассеиваемая мощность (Pd):60 мВт. Это максимальная мощность, которую корпус может рассеивать в заданных условиях, связанная с прямым током и напряжением.
• Рабочая и температура хранения:от -40°C до +85°C (рабочая), от -40°C до +100°C (хранение). Устройство подходит для широкого диапазона условий окружающей среды.
• Температура пайки:260°C в течение 5 секунд. Это определяет пиковую термостойкость для процессов волновой или конвекционной пайки.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измерены в типичных условиях испытаний (Ta=25°C, IF=20мА, если не указано иное) и определяют производительность устройства.

• Сила света (Iv):Типичное значение составляет 12.5 мкд, минимальное — 6.3 мкд. Максимальное значение не указано, что указывает на сортировку по интенсивности. Погрешность измерения составляет ±10%.
• Угол обзора (2θ1/2):140 градусов (типично). Такой широкий угол обзора является результатом использования рассеивающей линзы, что делает светодиод подходящим для применений, где важна видимость с нескольких углов.
• Пиковая длина волны (λp):575 нм (типично). Это длина волны, на которой излучаемая оптическая мощность максимальна.
• Доминирующая длина волны (λd):573 нм (типично). Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, определяющая цвет "Супер Желтый". Погрешность измерения составляет ±1.0 нм.
• Прямое напряжение (VF):Типично 2.0 В, максимум 2.4 В при 20мА. Такое низкое прямое напряжение характерно для технологии AlGaInP. Погрешность измерения составляет ±0.1В.
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при VR=5В. Желателен низкий ток обратной утечки.

3. Объяснение системы сортировки

В спецификации упоминается система сортировки по ключевым параметрам, хотя конкретные таблицы кодов сортировки в отрывке не приведены. В пояснении к маркировке упоминаются ранги для силы света (CAT), доминирующей длины волны (HUE) и прямого напряжения (REF). Это означает, что произведенные единицы сортируются в различные категории или "бинки" на основе измеренных характеристик для обеспечения согласованности в рамках конкретного заказа. Конструкторам следует обращаться к производителю за подробными спецификациями сортировки, когда требуется точное соответствие цвета или интенсивности для нескольких светодиодов.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификацию включены несколько типичных характеристических кривых, которые имеют решающее значение для понимания поведения устройства в нестандартных условиях.

4.1 Относительная интенсивность в зависимости от длины волны

Эта кривая показывает спектральное распределение мощности. Для Супер Желтого светодиода AlGaInP спектр относительно узкий по сравнению с белыми светодиодами, с центром около 573-575 нм. Типичная ширина полосы спектрального излучения (Δλ) составляет 20 нм.

4.2 Диаграмма направленности

Эта полярная диаграмма иллюстрирует угол обзора 140 градусов, показывая, как интенсивность света уменьшается от центра (0°). Рассеивающая линза создает плавную, широкую диаграмму излучения.

4.3 Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

Этот график важен для проектирования схемы. Он показывает нелинейную зависимость между током и напряжением. Светодиод начинает заметно проводить ток около своего порогового напряжения (~1.8-2.0В для AlGaInP). Для обеспечения стабильного светового потока следует использовать источники постоянного тока, а не постоянного напряжения.

4.4 Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока

Эта кривая демонстрирует, что световой поток (интенсивность) увеличивается с ростом прямого тока, но не линейно во всем диапазоне. Эффективность может снижаться при очень высоких токах из-за увеличения тепловыделения.

4.5 Кривые температурной зависимости

Относительная интенсивность в зависимости от температуры окружающей среды:Световой поток светодиода обычно уменьшается с повышением температуры окружающей среды. Эта кривая количественно определяет это снижение, что критически важно для проектирования надежных систем в условиях высоких температур.

Прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды:Это может показать, как ВАХ смещается с температурой. Прямое напряжение светодиодов обычно уменьшается с повышением температуры.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Чертеж габаритов корпуса

Светодиод выполнен в стандартном круглом корпусе диаметром 3мм (T-1) с радиальными выводами. Ключевые размеры на чертеже включают расстояние между выводами, диаметр корпуса и общую высоту. Важные примечания указывают, что все размеры указаны в миллиметрах, высота фланца должна быть менее 1.5 мм, а общий допуск составляет ±0.25 мм, если не указано иное. Конструкторы должны соблюдать эти размеры для правильного проектирования посадочного места на печатной плате.

5.2 Идентификация полярности

Для светодиодов с радиальными выводами катод обычно идентифицируется по плоскому участку на ободке линзы, более короткому выводу или другой маркировке. Конкретный метод идентификации следует сверять с габаритным чертежом. Правильная полярность необходима для работы.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение критически важно для предотвращения повреждений и обеспечения долгосрочной надежности.

6.1 Формовка выводов

• Изгибайте выводы в точке не менее чем в 3 мм от основания эпоксидной колбы.
• Выполняйте формовку перед пайкой.
• Избегайте механических нагрузок на корпус; нагрузка может привести к растрескиванию эпоксидной смолы или повреждению внутренних соединений.
• Обрезайте выводы при комнатной температуре.
• Убедитесь, что отверстия на печатной плате идеально совпадают с выводами светодиода, чтобы избежать монтажных напряжений.

6.2 Условия хранения

• Храните при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤70% после получения.
• Срок годности в этих условиях составляет 3 месяца. Для более длительного хранения (до 1 года) используйте герметичный контейнер с азотом и осушителем.
• Избегайте резких перепадов температуры во влажной среде, чтобы предотвратить конденсацию.

6.3 Процесс пайки

Общее правило:Соблюдайте минимальное расстояние 3 мм от паяного соединения до эпоксидной колбы.

Ручная пайка:Максимальная температура жала паяльника 300°C (для паяльника мощностью до 30Вт), время пайки не более 3 секунд.

Волновая/погружная пайка:Предварительный нагрев до 100°C максимум в течение 60 секунд. Температура ванны припоя максимум 260°C в течение не более 5 секунд.

Профиль:Предоставлен рекомендуемый график профиля пайки, подчеркивающий контролируемый нагрев, определенную пиковую температуру/время и контролируемое охлаждение. Быстрый процесс охлаждения не рекомендуется.

Важно:Избегайте нагрузок на выводы при высокой температуре. Не паяйте (погружением/вручную) более одного раза. Защищайте светодиод от ударов/вибрации, пока он не остынет до комнатной температуры после пайки.

6.4 Очистка

• При необходимости очищайте только изопропиловым спиртом при комнатной температуре в течение ≤1 минуты.
• Не используйте ультразвуковую очистку в обычном режиме. Если это абсолютно необходимо, предварительно квалифицируйте процесс (мощность, продолжительность), чтобы убедиться в отсутствии повреждений.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки

Светодиоды упакованы в влагозащитные, антистатические материалы. Иерархия упаковки следующая:

1. Антистатический пакет:Содержит от 200 до 500 штук.

2. Внутренняя коробка:Содержит 6 пакетов.

3. Внешний картон:Содержит 10 коробок.

Таким образом, полный картон содержит минимум 200 шт./пакет * 6 пакетов/коробка * 10 коробок/картон = 12 000 штук.

7.2 Объяснение маркировки

Маркировка на упаковке включает:

- CPN: Производственный номер заказчика

- P/N: Номер детали производителя (например, 513S YGD/S530-E2)

- QTY: Количество в упаковке

- CAT, HUE, REF: Коды сортировки для силы света, доминирующей длины волны и прямого напряжения соответственно.

- LOT No: Прослеживаемый номер производственной партии.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Индикаторы состояния:Включение/выключение питания, выбор режима или сигнализация неисправности в телевизорах, мониторах, телефонах и компьютерах.
• Подсветка:Подсветка мелких надписей, символов или панелей в устройствах потребительской электроники.
• Индикация общего назначения:Любое применение, требующее хорошо видимого, надежного желтого индикаторного света.

8.2 Соображения при проектировании

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный резистор или драйвер постоянного тока, чтобы ограничить прямой ток безопасным значением (например, 20 мА для типичной работы, ниже абсолютного максимума 25 мА).
• Теплоуправление:Хотя это маломощное устройство, в спецификации прямо указано, что при проектировании необходимо учитывать управление теплом. Ток должен быть соответствующим образом снижен при высоких температурах окружающей среды. См. кривую "Относительная интенсивность в зависимости от температуры окружающей среды".
• Защита от ESD:Реализуйте защиту от ESD на печатных платах или при обращении, поскольку устройство имеет рейтинг 2000В по модели человеческого тела.
• Оптическое проектирование:Рассеянный угол обзора 140° обеспечивает широкую видимость, но меньшую осевую интенсивность. Для направленного света может потребоваться вторичная оптика.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со старыми технологиями желтых светодиодов (например, на основе GaAsP), этот светодиод на основе AlGaInP предлагает значительно более высокую яркость и эффективность. Обозначение "Супер Желтый" часто подразумевает более насыщенный, чистый желтый цвет. Широкий угол обзора 140 градусов благодаря рассеивающей линзе отличает его от светодиодов с прозрачной линзой, которые имеют более узкий луч. Его соответствие стандартам RoHS, REACH и бесгалогенным стандартам делает его подходящим для современных глобальных рынков со строгими экологическими требованиями.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 Какое значение резистора следует использовать с источником питания 5В?

Используя закон Ома: R = (V_питания - Vf_светодиода) / I_светодиода. Для типичного Vf 2.0В при 20мА: R = (5В - 2.0В) / 0.020А = 150 Ом. Используйте максимальное Vf (2.4В) для расчета минимального безопасного значения резистора: R_мин = (5В - 2.4В) / 0.020А = 130 Ом. Стандартный резистор 150 Ом является хорошим выбором, обеспечивая ~20 мА при типичном Vf и немного меньше при максимальном Vf, что безопасно.

10.2 Могу ли я питать этот светодиод на его максимальном постоянном токе 25 мА?

Хотя вы можете работать на 25 мА, это абсолютный предел. Для увеличения срока службы и надежности, особенно при повышенных температурах окружающей среды, настоятельно рекомендуется работать на типичном испытательном токе 20 мА или ниже. Всегда учитывайте тепловое снижение мощности.

10.3 Почему важно условие влажности при хранении?

Пластиковые корпуса, такие как у этого светодиода, могут поглощать влагу из воздуха. Во время высокотемпературного процесса пайки эта захваченная влага может быстро расширяться, вызывая внутреннее расслоение или "вспучивание" (popcorning), которое раскалывает корпус и разрушает устройство. Условия хранения и ограничения срока годности предназначены для предотвращения чрезмерного поглощения влаги.

11. Пример практического использования

Сценарий: Проектирование панели индикаторов состояния для сетевого маршрутизатора.

На панели 4 светодиода, указывающие на питание, интернет, Wi-Fi и активность Ethernet. Конструктор выбирает 513S YGD/S530-E2 за его высокую яркость и широкий угол обзора, обеспечивая видимость состояния из любой точки комнаты. Печатная плата спроектирована с отверстиями с шагом 2.54 мм (0.1"), соответствующими расстоянию между выводами светодиода. Последовательно с каждым светодиодом на шине питания платы 3.3В установлен токоограничивающий резистор 180 Ом, что дает прямой ток примерно (3.3В - 2.0В)/180 Ом ≈ 7.2 мА, что достаточно для индикации при максимальном сроке службы светодиода и минимальном энергопотреблении. В инструкциях по сборке указана волновая пайка в соответствии с профилем 260°C в течение 5 секунд.

12. Введение в технологический принцип

Этот светодиод основан на полупроводниковом материале AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия), выращенном на подложке. При приложении прямого напряжения электроны и дырки рекомбинируют в активной области P-N перехода, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlGaInP определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны излучаемого света — в данном случае желтого (~573-575 нм). Зеленая рассеивающая линза из эпоксидной смолы служит двум целям: 1) Она инкапсулирует и защищает хрупкий полупроводниковый чип и проволочные соединения, и 2) Рассеивающие частицы в смоле рассеивают свет, расширяя угол излучения от собственной диаграммы чипа до указанных 140 градусов.

13. Тенденции и развитие отрасли

Хотя это зрелый выводной светодиод, более широкие тенденции отрасли светодиодов все еще влияют на его контекст. Существует постоянное стремление к повышению эффективности (больше люмен на ватт) и улучшению согласованности цвета между производственными партиями. Стандарты экологического соответствия (RoHS, REACH, бесгалогенные), выделенные в этой спецификации, стали базовыми требованиями. Рынок таких индикаторных светодиодов остается стабильным в устаревших и чувствительных к стоимости приложениях, хотя светодиоды для поверхностного монтажа (SMD) все чаще доминируют в новых конструкциях из-за их меньшего размера и пригодности для автоматизированной сборки. Принципы правильного теплового управления, управления током и защиты от ESD остаются универсально критически важными для всех технологий светодиодов.