Техническая документация на светодиод LTLMH4 EV7DA для поверхностного монтажа - Размеры 4.2x4.2x2.0мм - Напряжение 2.2В - Мощность 120мВт - Красный 624нм

1. Обзор продукта

LTLMH4 EV7DA — это светодиод высокой яркости для поверхностного монтажа, предназначенный для требовательных осветительных применений. Он использует передовую технологию корпусирования для обеспечения превосходных оптических характеристик в компактном, отраслевом стандартном SMD-корпусе. Устройство спроектировано для совместимости с автоматизированными линиями поверхностного монтажа и стандартными процессами бессвинцовой пайки оплавлением.

Этот светодиод оснащён специальным линзовым корпусом, доступным в круглой и овальной конфигурациях, который обеспечивает контролируемую диаграмму направленности. Такая конструкция особенно выгодна для применения в вывесках и табло, так как достигается узкий угол обзора без необходимости в дополнительных внешних оптических линзах, что даёт преимущество в стоимости и занимаемом пространстве по сравнению со стандартными SMD- или PLCC-корпусами. Герметизация выполнена с использованием передовых эпоксидных материалов, обеспечивающих отличную стойкость к влаге и защиту от УФ-излучения, гарантируя долгосрочную надёжность как в помещении, так и на улице.

1.1 Ключевые особенности и преимущества

• Высокая сила света:Обеспечивает типичную силу света 4200 мкд при токе 20 мА, что позволяет создавать яркие и хорошо видимые дисплеи.
• Энергоэффективность:Характеризуется низким энергопотреблением при высокой световой отдаче.
• Надёжность в условиях окружающей среды:Превосходная влагостойкость и УФ-защищённый корпус повышают долговечность.
• Соответствие экологическим нормам:Полностью соответствует директиве RoHS, не содержит свинца и галогенов.
• Оптическая конструкция:Кристалл Red AlInGaP в рассеивающем корпусе, излучающий на доминирующей длине волны 624 нм. Интегрированная линза обеспечивает типичный угол обзора 70/45 градусов (как определено в характеристических кривых).
• Готовность к производству:Уровень чувствительности к влаге MSL3, подходит для стандартной SMT-обработки при соблюдении соответствующих мер предосторожности.

1.2 Целевые применения и рынки

Этот компонент специально предназначен для применений, требующих высокой видимости и надёжности в системах отображения информации. Основные области применения включают:

• Видеотабло и бегущие строки:Для крупноформатных дисплеев внутри и снаружи помещений.
• Дорожные знаки:Подходит для переменных информационных знаков и индикаторов управления движением.
• Информационные табло общего назначения:Включая рекламные щиты, информационные панели и системы навигации.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

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

• Рассеиваемая мощность (Pd):Максимум 120 мВт.
• Пиковый прямой ток (I_F(PEAK)):120 мА, допустим только в импульсном режиме (скважность ≤ 1/10, длительность импульса ≤ 10 мс).
• Постоянный прямой ток (I_F):50 мА непрерывно.
• Снижение номинала:Постоянный прямой ток должен линейно снижаться на 0.75 мА/°C для температур окружающей среды (T_A) выше 45°C.
• Диапазон рабочих температур:от -40°C до +85°C.
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +100°C.
• Условия пайки оплавлением:Выдерживает пиковую температуру 260°C максимум в течение 10 секунд в соответствии с заданным профилем.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Эти параметры указаны при температуре окружающей среды (T_A) 25°C и определяют типичные характеристики устройства.

• Сила света (I_V):2000-5700 мкд, типичное значение 4200 мкд при I_F= 20 мА. Измерение проводится по кривой спектральной чувствительности глаза CIE, в гарантию включён допуск измерения ±15%.
• Угол обзора (2θ_1/2):70/45 градусов (типично). Это полный угол, при котором сила света падает до половины осевого значения, измеряется с допуском ±2 градуса.
• Пиковая длина волны излучения (λ_P):634 нм (типично).
• Доминирующая длина волны (λ_d):618-630 нм, типичное значение 624 нм. Это единственная длина волны, определяющая воспринимаемый цвет, полученная из цветовой диаграммы CIE.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):15 нм (типично), что указывает на спектральную чистоту красного излучения.
• Прямое напряжение (V_F):1.8-2.4 В, типичное значение 2.2 В при I_F= 20 мА.
• Обратный ток (I_R):Максимум 10 мкА при обратном напряжении (V_R) 5 В.Важное примечание:Устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения; это испытательное условие предназначено только для характеристики тока утечки.

2.3 Тепловые характеристики

Эффективный тепловой менеджмент критически важен для производительности и срока службы светодиода. Спецификация снижения номинала на 0.75 мА/°C выше 45°C подчёркивает необходимость адекватного теплового проектирования печатной платы, особенно при работе на максимальном постоянном токе или близком к нему. Третья контактная площадка (P3/Анод) в посадочном месте специально рекомендуется для подключения к теплоотводящей площадке или радиатору для облегчения отвода тепла во время работы.

3. Спецификация системы сортировки

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производственных применениях светодиоды сортируются по группам (бинаризация). LTLMH4 EV7DA использует две независимые системы сортировки.

3.1 Сортировка по силе света

Светодиоды классифицируются на основе их силы света, измеренной при 20 мА. Код группы указан на упаковочном пакете.

• Группа ES:2000 - 2600 мкд
• Группа ET:2600 - 3400 мкд
• Группа EU:3400 - 4400 мкд
• Группа EV:4400 - 5700 мкд

Примечание:К пределам каждой группы применяется допуск ±15%.

3.2 Сортировка по прямому напряжению

Светодиоды также сортируются по падению прямого напряжения при 20 мА для помощи в проектировании схем согласования токов.

• Группа 1A:1.8 - 2.0 В
• Группа 2A:2.0 - 2.2 В
• Группа 3A:2.2 - 2.4 В

Примечание:К пределам каждой группы применяется допуск ±0.1 В.

4. Анализ характеристических кривых

В техническом описании приведены типичные характеристические кривые, которые необходимы для инженеров-конструкторов. Хотя конкретные графики не воспроизводятся в тексте, они обычно включают следующие зависимости, все измеренные при 25°C, если не указано иное:

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока (I-V кривая):Показывает, как световой выход увеличивается с током, обычно сублинейным образом при высоких токах из-за тепловых эффектов и падения эффективности.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Отображает ВАХ диода.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Демонстрирует уменьшение светового выхода при повышении температуры перехода, что является критическим фактором для теплового проектирования.
• Диаграмма направленности (ссылка на Рис.6):Иллюстрирует пространственную диаграмму направленности, подтверждая типичный угол обзора 70/45 градусов, при котором интенсивность падает до 50% от пиковой.
• Спектральное распределение (ссылка на Рис.1):Показывает спектр излучения с центром вокруг пиковой длины волны 634 нм с указанной полушириной 15 нм.

Эти кривые позволяют разработчикам прогнозировать производительность в нестандартных рабочих условиях (разные токи, температуры) и жизненно важны для оптимизации схем управления и теплового менеджмента.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габаритные размеры

Корпус имеет компактное посадочное место, подходящее для высокоплотной компоновки печатных плат.

• Размер корпуса:4.2мм ±0.2мм (Д) x 4.2мм ±0.2мм (Ш).
• Общая высота:Максимум 6.2мм ±0.5мм.
• Высота установки:Номинально 0.45мм от поверхности платы до нижней части фланца.
• Расстояние между выводами:2.0мм ±0.5мм (измеряется в месте выхода выводов из корпуса).
• Выступающая смола:Максимум 1.0мм смолы может выступать под фланец корпуса.
• Общие допуски:±0.25мм, если на чертеже не указано иное.

5.2 Идентификация полярности и проектирование контактных площадок

Устройство имеет три электрические контактные площадки:

• P1: Anode.
• Катод. Cathode.
• P2:Анод (дублирующий).

Рекомендуемый рисунок паяльных площадок включает закруглённую площадку (R0.5) для P3.Критическое примечание по проектированию:Площадка P3 явно рекомендуется для подключения к радиатору или системе охлаждения на печатной плате. Её основная функция — отводить тепло от светодиодного перехода во время работы, тем самым улучшая производительность и долговечность. Эта площадка должна быть включена в стратегию теплового менеджмента печатной платы.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Чувствительность к влаге и хранение

Этот компонент классифицируется как Уровень чувствительности к влаге 3 (MSL3) в соответствии с JEDEC J-STD-020.

• Хранение в запаянном пакете:Светодиоды в оригинальном влагозащитном пакете могут храниться до 12 месяцев при температуре <30°C и влажности 90%.
• Срок хранения после вскрытия:После вскрытия пакета компоненты должны быть припаяны в течение 168 часов (7 дней) при условии хранения в условиях <30°C и влажности 60%.
• Требования к сушке:Сушка при 60°C ±5°C в течение 20 часов требуется, если: индикаторная карточка влажности показывает >10% RH; срок хранения после вскрытия превышает 168 часов; или компоненты подвергались воздействию >30°C и влажности 60%. Сушку следует проводить только один раз.
• Обращение:Неиспользованные светодиоды следует хранить с осушителем в повторно запаянном влагозащитном пакете. Длительное воздействие может окислить посеребрённые выводы, что повлияет на паяемость.

6.2 Профиль пайки оплавлением

Рекомендуемый бессвинцовый профиль пайки оплавлением критически важен для надёжной сборки без повреждения светодиода.

• Предварительный нагрев/прогрев:Температура от 150°C (мин.) до 200°C (макс.) в течение максимум 120 секунд.
• Время выше температуры плавления припоя (t_L):Время выше 217°C должно составлять 60-150 секунд.
• Пиковая температура (T_P):Максимум 260°C.
• Время при классификационной температуре (t_P):Время в пределах 5°C от указанной классификационной температуры (255°C) не должно превышать 30 секунд.
• Общее время нагрева:Время от 25°C до пиковой температуры должно быть не более 5 минут.

Важные ограничения:

• Пайку оплавлением нельзя выполнять более двух раз.
• Устройство предназначено для пайки оплавлением ине подходит для волновой пайки.
• Избегайте приложения внешних механических напряжений к светодиоду во время пайки, пока он находится при высокой температуре.
• Избегайте быстрого охлаждения от пиковой температуры, чтобы предотвратить тепловой удар.

6.3 Очистка

Если очистка необходима после пайки, используйте спиртосодержащие растворители, такие как изопропиловый спирт. Избегайте агрессивных химических очистителей, которые могут повредить эпоксидную линзу или корпус.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки

Светодиоды поставляются в отраслевом стандартном эмбоссированном носителе для автоматизированной сборки методом "pick-and-place".

• Ширина носителя (W):16.0мм ±0.3мм.
• Шаг карманов (P):8.0мм ±0.1мм.
• Размеры катушки:Лента намотана на катушку диаметром 330мм ±2мм.
• Количество на катушке:1000 штук.
• Маркировка:Катушки маркированы предупреждающими этикетками об электростатическом разряде (ESD), так как это устройства, чувствительные к статическому электричеству, требующие безопасных процедур обращения.

8. Рекомендации по применению и проектированию

8.1 Проектирование схемы управления

Светодиоды — это устройства, управляемые током. Чтобы обеспечить равномерную яркость при управлении несколькими светодиодами, особенно в параллельных конфигурациях, настоятельно рекомендуется использовать токоограничивающий резистор, включённый последовательно с каждым светодиодом (Схема A). Не рекомендуется питать светодиоды напрямую от источника напряжения без регулирования тока (Схема B), так как это может привести к значительному разбросу яркости и потенциальному повреждению из-за перегрузки по току из-за естественного разброса прямого напряжения (Vstrongly recommended) от устройства к устройству, даже в пределах одной группы._FЗначение резистора (R) можно рассчитать по закону Ома: R = (V

Supply_{- V}) / I_F, где I_F — желаемый рабочий ток (например, 20 мА), а V_F следует выбирать консервативно, часто используя максимальное значение из технического описания (2.4 В), чтобы гарантировать, что ток не превысит пределы при любых условиях._F8.2 Тепловой менеджмент в применении

Для оптимальной производительности и срока службы:

Используйте теплоотводящую площадку (P3):

• Всегда подключайте рекомендуемую третью площадку (P3, Анод) к медной заливке или специальной группе тепловых переходных отверстий на печатной плате, чтобы она действовала как радиатор.Соблюдайте снижение номинала по току:
• Соблюдайте правило снижения номинала на 0.75 мА/°C для температур окружающей среды выше 45°C. Например, при температуре окружающей среды 65°C максимальный постоянный ток снижается до: 50 мА - [0.75 мА/°C * (65°C - 45°C)] = 35 мА.Разводка печатной платы:
• Используйте достаточную толщину и площадь меди вокруг контактных площадок светодиода для отвода тепла от устройства.8.3 Оптическая интеграция

Интегрированная линза, обеспечивающая угол обзора 70/45 градусов, устраняет необходимость во вторичной оптике во многих применениях для вывесок, упрощая механическую конструкцию. Для применений, требующих других диаграмм направленности, следует обратиться к данным о типичном угле обзора и кривой диаграммы направленности, чтобы смоделировать окончательный оптический выход.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со стандартными SMD-светодиодами (например, корпуса 3528, 5050) или PLCC-светодиодами, LTLMH4 EV7DA предлагает явные преимущества для вывесок:

Превосходный контроль оптики:

• Специальный линзовый корпус обеспечивает более узкий и контролируемый угол обзора (70/45°) без дополнительных линз, снижая стоимость и сложность системы.Более высокая сила света:
• Типичная интенсивность 4200 мкд значительно выше, чем у универсальных индикаторных SMD-светодиодов, что делает его подходящим для применений с высокой внешней освещённостью или большим расстоянием наблюдения.Надёжный корпус:
• Использование передовой влаго- и УФ-стойкой эпоксидной смолы обеспечивает лучшую защиту от окружающей среды по сравнению со стандартными корпусами, что критически важно для уличных вывесок.Теплоотводящая площадка:
• Наличие специальной теплоотводящей площадки (P3) — это конструктивная особенность, направленная на лучшие тепловые характеристики по сравнению со многими стандартными SMD-светодиодами, поддерживающая более высокие рабочие токи и увеличенный срок службы.10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В1: В чём разница между пиковой длиной волны (634 нм) и доминирующей длиной волны (624 нм)?

О1: Пиковая длина волны — это единственная длина волны в наивысшей точке спектра излучения. Доминирующая длина волна получена из науки о цвете (диаграмма CIE) и представляет воспринимаемый цвет как единственную длину волны. Для этого красного светодиода доминирующая длина волны 624 нм является ключевым параметром для спецификации цвета в применениях.

В2: Могу ли я питать этот светодиод током 50 мА непрерывно?

О2: Да, но только если температура окружающей среды составляет 45°C или ниже. При более высоких температурах окружающей среды ток должен быть снижен в соответствии с правилом 0.75 мА/°C, чтобы предотвратить перегрев и ускоренную деградацию.

В3: Почему последовательный резистор обязателен даже для питания постоянным напряжением?

О3: Прямое напряжение (V

) светодиода имеет диапазон допуска (1.8-2.4 В). Подключение нескольких светодиодов параллельно напрямую к источнику напряжения приведёт к тому, что светодиоды с более низким V_Fбудут потреблять непропорционально больший ток, что приведёт к несоответствию яркости и потенциальному отказу. Последовательный резистор обеспечивает отрицательную обратную связь, стабилизируя ток через каждый отдельный светодиод._FВ4: Сколько раз я могу перепаивать плату с этим светодиодом?

О4: Светодиод может выдержать максимум два цикла пайки оплавлением. Ручная пайка/перепайка паяльником (при ≤315°C в течение ≤3 секунд) должна выполняться не более одного раза. Превышение этих пределов рискует повредить внутренние проводные соединения или эпоксидный корпус.

11. Пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование высоковидимого уличного дорожного информационного знака.

Требования:

Знак должен быть чётко виден при прямом солнечном свете на расстоянии 100 метров. Он будет использовать плотный массив красных пикселей. Рабочая среда колеблется от -20°C до +60°C. Конструкция должна обеспечивать равномерную яркость и долгосрочную надёжность.Проектные решения с LTLMH4 EV7DA:

Выбор компонента:

1. Высокая типичная сила света (4200 мкд) удовлетворяет требованию читаемости на солнце. Влаго-/УФ-стойкий корпус необходим для уличного использования.Схема управления:
2. Светодиоды расположены в матрице. Каждый столбец управляется источником постоянного тока. Внутри столбца светодиоды соединены последовательно, чтобы обеспечить одинаковый ток, избегая необходимости в отдельных резисторах на каждый светодиод и повышая эффективность. Напряжение питания выбирается с учётом суммы падений Vплюс запас для стабилизатора тока._FТепловой менеджмент:
3. Учитывая возможность высокой температуры окружающей среды (до 60°C), рабочий ток снижается. Используя максимальный номинал 50 мА при 45°C и снижение на 0.75 мА/°C, максимальный ток при 60°C составляет 38.75 мА. Консервативный проект устанавливает рабочий ток на уровне 30 мА. Печатная плата спроектирована с большой тепловой земляной площадкой, подключённой ко всем площадкам P3 светодиодов. Тепловые переходные отверстия под этой площадкой передают тепло на заднюю сторону платы, которая крепится к алюминиевому шасси знака, действующему как радиатор.Сортировка для постоянства:
4. Чтобы обеспечить однородный внешний вид, для всего производственного цикла указываются светодиоды из одной группы силы света (например, EU или EV) и одной группы прямого напряжения (например, 2A), минимизируя разброс между пикселями.Производственный процесс:
5. Рейтинг MSL3 сообщается контрактному производителю. Они следуют предписанным процедурам сушки, если срок хранения после вскрытия превышен, и строго придерживаются профиля пайки оплавлением с пиком 260°C, чтобы предотвратить повреждение корпуса.Этот пример демонстрирует, как подробные параметры в техническом описании напрямую влияют на критические проектные решения для создания надёжного и высокопроизводительного конечного продукта.

This case demonstrates how the detailed parameters in the datasheet directly inform critical design decisions for a reliable and high-performance end product.