Техническая документация на светодиод LTLMR4TBTV3DA - Размеры 4.2x4.2x6.9мм - Напряжение 2.5-3.5В - Синий 470нм

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики высокоинтенсивного синего SMD (Surface Mount Device) светодиода. Разработанный для совместимости со стандартными линиями поверхностного монтажа (SMT), данный компонент предназначен для применений, требующих надежной работы и контролируемого распределения света. Устройство оснащено специальным линзовым корпусом, обеспечивающим узкий угол обзора, что делает его особенно подходящим для подсветки вывесок, где необходим точный контроль светового пучка без использования дополнительной вторичной оптики. Конструкция использует современные эпоксидные материалы с повышенной влагостойкостью и защитой от УФ-излучения, что способствует долговечности и стабильности устройства в различных условиях эксплуатации.

1.1 Ключевые преимущества

• Высокая светоотдача:Обеспечивает высокую яркость, подходящую для применений, требующих хорошей видимости.
• Энергоэффективность:Работает с низким энергопотреблением при сохранении высокой световой эффективности.
• Соответствие экологическим нормам:Изготовлен без содержания свинца и галогенов, полностью соответствует директиве RoHS.
• Прочная конструкция:Обладает превосходной влагостойкостью, повышающей надежность.
• Оптимизированная оптика:Интегрированная линза обеспечивает типичный угол обзора 35 градусов для контролируемого излучения света.

1.2 Целевые области применения

Данный светодиод в первую очередь предназначен для применения в вывесках и дисплеях, где критически важны равномерная, яркая и сфокусированная подсветка. Типичные примеры использования: видео-табло, дорожные информационные знаки и различные виды внутренних и наружных информационных панелей.

2. Анализ технических параметров

В следующем разделе представлена детальная объективная интерпретация ключевых электрических, оптических и тепловых параметров, указанных для устройства. Понимание этих значений крайне важно для правильного проектирования схемы и управления тепловым режимом.

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за их пределами не гарантируется.

• Рассеиваемая мощность (P_D):85 мВт. Это максимальное количество мощности, которое устройство может рассеять в виде тепла при температуре окружающей среды (T_A) 25°C.
• Прямой ток:Постоянный прямой ток (I_F) 25 мА не должен превышаться при непрерывной работе. Более высокий пиковый прямой ток 100 мА допустим только в импульсном режиме (скважность ≤ 1/10, длительность импульса ≤ 10 мкс).
• Тепловое снижение номинала:Для температур окружающей среды выше 45°C максимально допустимый постоянный прямой ток должен снижаться линейно со скоростью 0.62 мА на градус Цельсия. Это критически важно для предотвращения теплового разгона.
• Диапазоны температур:Устройство рассчитано на работу в диапазоне от -40°C до +85°C и может храниться в средах от -40°C до +100°C.
• Пайка оплавлением:Компонент может выдерживать максимальную пиковую температуру профиля оплавления 260°C до 10 секунд, что соответствует стандартным процессам бессвинцовой пайки.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные параметры производительности, измеренные при T_A=25°C и в указанных условиях тестирования.

• Сила света (I_V):Диапазон от минимальных 3200 мкд до типичных максимальных 7200 мкд при токе I_F= 20 мА. К гарантированным значениям применяется допуск тестирования ±15%.
• Угол обзора (2θ_1/2):Определяется как полный угол, при котором интенсивность падает до половины от осевого значения. Типичное значение составляет 35°, с диапазоном от 30° до 40° и допуском измерения ±2°.
• Длина волны:Пиковая длина волны излучения (λ_P) составляет обычно 464 нм. Доминирующая длина волны (λ_d), определяющая воспринимаемый цвет, находится в диапазоне от 460 нм до 480 нм. Ширина спектральной полосы (Δλ) обычно составляет 25 нм.
• Прямое напряжение (V_F):От 2.5 В до 3.5 В при I_{F= 20 мА. Конструкторам необходимо учитывать этот диапазон при проектировании схемы управления.}
• Обратный ток (I_R):Максимум 10 мкА при приложенном обратном напряжении (V_R) 5В. Важно отметить, что устройство не предназначено для работы в обратном смещении.

3. Спецификация системы сортировки

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производственных применениях светодиоды сортируются по группам (бинаризация) на основе ключевых параметров.

3.1 Сортировка по силе света

Светодиоды классифицируются на три группы (U, V, W) на основе их минимальной силы света при 20 мА:

- Группа U:3200 - 4200 мкд

- Группа V:4200 - 5500 мкд

- Группа W:5500 - 7200 мкд

К пределу каждой группы применяется допуск ±15%.

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Светодиоды также сортируются на пять групп (B1 до B5) по доминирующей длине волны для контроля цветовых вариаций:

- Группа B1:460 - 464 нм

- Группа B2:464 - 468 нм

- Группа B3:468 - 472 нм

- Группа B4:472 - 476 нм

- Группа B5:476 - 480 нм

Для каждой группы поддерживается строгий допуск ±1 нм.

4. Механическая информация и информация о корпусе

4.1 Габаритные размеры

Устройство имеет компактный форм-фактор для поверхностного монтажа. Ключевые размеры включают размер корпуса приблизительно 4.2 мм x 4.2 мм, с общей высотой 6.9 мм ±0.5 мм. Выводы имеют определенное расстояние в месте выхода из корпуса, а максимальный выступ смолы под фланцем составляет 1.0 мм. Все размеры указаны в миллиметрах, со стандартным допуском ±0.25 мм, если не указано иное.

4.2 Идентификация полярности и проектирование контактных площадок

Компонент имеет три вывода: P1 (Анод), P2 (Катод) и P3 (Анод). Правильная ориентация полярности крайне важна при разводке печатной платы и сборке. Предоставлен рекомендуемый рисунок контактных площадок для обеспечения надежного формирования паяных соединений и правильного теплового и электрического контакта. Конструкция включает скругленные углы площадок (R0.5) для снижения капиллярного эффекта припоя и концентрации напряжений. Явно указано, что данный светодиод предназначен для пайки оплавлением на печатную плату и не подходит для процессов пайки погружением.

5. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение и сборка критически важны для сохранения надежности и производительности устройства.

5.1 Чувствительность к влаге и хранение

Данный компонент классифицируется как Уровень чувствительности к влаге (MSL) 3 согласно JEDEC J-STD-020. Не вскрытые влагозащитные пакеты могут храниться до 12 месяцев при <30°C и 90% относительной влажности. После вскрытия пакета светодиоды должны храниться в среде <30°C и <60% относительной влажности, и вся пайка должна быть завершена в течение 168 часов (7 дней). Прокаливание при 60°C ±5°C в течение 20 часов требуется, если индикаторная карточка влажности показывает >10% относительной влажности, срок хранения на производстве превышает 168 часов, или устройства подвергались воздействию >30°C и 60% относительной влажности. Прокаливание должно выполняться только один раз.

5.2 Профиль пайки оплавлением

Рекомендуется бессвинцовый профиль оплавления:

- Предварительный нагрев/прогрев:150°C до 200°C максимум 120 секунд.

- Время выше температуры ликвидуса (T_L=217°C):От 60 до 150 секунд.

- Пиковая температура (T_P):Максимум 260°C.

- Время в пределах 5°C от пика:Максимум 30 секунд.

- Общее время подъема температуры:От 25°C до пиковой температуры не должно превышать 5 минут.

5.3 Очистка

Если очистка необходима после пайки, следует использовать только спиртосодержащие растворители, такие как изопропиловый спирт (IPA).

6. Упаковка и информация для заказа

6.1 Спецификация упаковки

Светодиоды поставляются на эмбоссированной несущей ленте для автоматической установки. Размеры ленты указаны для обеспечения совместимости со стандартным оборудованием для установки компонентов. Каждая катушка содержит 1000 штук. Для оптовой отгрузки катушки дополнительно упаковываются: одна катушка помещается во влагозащитный пакет с осушителем и индикаторной карточкой влажности; три таких пакета упаковываются во внутренний картонный ящик (всего 3000 шт.); и десять внутренних ящиков упаковываются во внешний транспортный ящик (всего 30000 шт.).

7. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

7.1 Типичные сценарии применения

Данный светодиод хорошо подходит как для внутренних, так и для наружных применений в вывесках, включая видео-табло, дорожные знаки и различные информационные дисплеи. Его узкий угол обзора и высокая яркость делают его эффективным для прямой подсветки поверхностей вывесок, где свет должен быть направлен на зрителя с минимальным рассеиванием.

7.2 Рекомендации по проектированию

• Управление током:Рекомендуется использовать драйвер постоянного тока для поддержания стабильной светоотдачи и цвета, так как яркость светодиода в первую очередь зависит от тока, а не от напряжения.
• Тепловое управление:Хотя устройство обладает хорошей влагостойкостью, правильное тепловое проектирование печатной платы (достаточная площадь меди для теплоотвода) необходимо для управления температурой перехода, особенно при работе, близкой к предельным параметрам, или при высоких температурах окружающей среды. Соблюдайте кривую снижения номинала выше 45°C.
• Защита от ЭСР:Хотя это явно не указано в предоставленном отрывке, стандартные меры предосторожности от электростатического разряда (ЭСР) должны соблюдаться при обращении и сборке всех полупроводниковых устройств.
• Оптическая интеграция:Встроенная линза обеспечивает контролируемый световой пучок. Для применений, требующих иных диаграмм направленности, можно рассмотреть вторичную оптику, хотя собственный угол 35° разработан так, чтобы быть подходящим для многих применений в вывесках прямого обзора.

8. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со стандартными SMD или PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) корпусами светодиодов, данное устройство предлагает ключевое преимущество: его интегрированный овальный/круглый линзовый корпус обеспечивает контролируемый узкий угол обзора (обычно 35°) без необходимости в дополнительной внешней оптической линзе. Это упрощает механическое проектирование конечного продукта, сокращает количество деталей и может снизить общую стоимость системы. Сочетание высокой силы света в компактном SMD корпусе вместе с прочной влагостойкой упаковкой делает его благоприятным для требовательных наружных и полу-наружных применений, где надежность и оптические характеристики имеют первостепенное значение.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

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

О: Пиковая длина волны (λ_P) — это единственная длина волны, на которой спектр излучения наиболее интенсивен (типично 464 нм). Доминирующая длина волны (λ_d) — это расчетное значение, полученное из цветовых координат на диаграмме CIE; оно представляет собой единственную длину волны чистого монохроматического света, которая соответствовала бы воспринимаемому цвету светодиода (диапазон 460-480 нм). Доминирующая длина волны более актуальна для спецификации цвета.

В: Почему существует коэффициент снижения номинала для прямого тока выше 45°C?

О: Коэффициент снижения номинала (0.62 мА/°C) необходим для ограничения внутренней температуры перехода светодиода. При повышении температуры окружающей среды способность устройства рассеивать тепло снижается. Уменьшение рабочего тока предотвращает чрезмерное накопление тепла, которое может ускорить деградацию, снизить световой поток или вызвать катастрофический отказ.

В: Могу ли я использовать этот светодиод для индикации обратного напряжения или защиты?

О: Нет. В техническом описании явно указано, что устройство не предназначено для работы в обратном направлении. Параметр обратного тока (I_R) предназначен только для целей тестирования. Приложение постоянного обратного напряжения, скорее всего, повредит светодиод.

В: Насколько критичен срок хранения 168 часов после вскрытия влагозащитного пакета?

О: Это очень критично для надежности. Компоненты MSL 3 поглотили влагу из атмосферы. Если они подвергаются пайке оплавлением по истечении 168-часового окна без надлежащего прокаливания, быстрое нагревание может вызвать мгновенное испарение захваченной влаги, что потенциально приведет к внутреннему расслоению или \"попкорн-эффекту\", который может расколоть корпус и вызвать отказ.

10. Принципы работы

Данное устройство представляет собой светоизлучающий диод (LED), основанный на полупроводниковом материале InGaN (нитрид индия-галлия), выращенном на подложке, который отвечает за синее излучение. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее пороговое значение устройства, электроны и дырки рекомбинируют в активной области полупроводника, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава InGaN определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую коррелирует с длиной волны (цветом) излучаемого света — в данном случае около 470 нм (синий). Эпоксидный линзовый корпус служит для защиты полупроводникового кристалла, эффективного вывода света и формирования излучения в желаемую диаграмму направленности.