Техническая спецификация светодиода для поверхностного монтажа LTLMH4ERADA - Размеры 4.2x4.2x6.2мм - Напряжение 1.8-2.4В - Красный 626нм

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны спецификации высокоинтенсивного светодиода для поверхностного монтажа. Разработанный для совместимости со стандартными процессами SMT-монтажа, данный прибор предлагает надежное решение для применений, требующих точного светового потока и стабильной работы. Светодиод имеет специализированный корпус, предназначенный для формирования контролируемой диаграммы направленности, подходящей для информационных табло без необходимости использования дополнительной вторичной оптики.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основные преимущества данного светодиода включают высокую силу света в сочетании с низким энергопотреблением, что обеспечивает высокий КПД. Корпус изготовлен с использованием передовой эпоксидной технологии, обеспечивающей превосходную влагостойкость и защиту от УФ-излучения, что повышает его долговечность в сложных условиях эксплуатации. Устройство соответствует стандартам, запрещающим использование свинца и галогенов, а также директиве RoHS. Прибор специально предназначен для применений, таких как видео-табло, дорожные знаки и другие информационные дисплеи, где критически важны видимость и надежность.

2. Подробный анализ технических параметров

Всесторонний анализ предельных рабочих условий и характеристик устройства в стандартных условиях (TA=25°C).

2.1 Абсолютные максимальные значения

• Рассеиваемая мощность:Максимум 120 мВт.
• Прямой ток:Максимум 50 мА постоянного тока. Пиковый прямой ток 120 мА допустим в импульсном режиме (скважность ≤1/10, длительность импульса ≤10мс).
• Тепловое снижение номинала:Постоянный прямой ток должен линейно снижаться на 0.75 мА/°C для температур окружающей среды выше 45°C.
• Диапазон температур:Рабочий от -40°C до +85°C; хранения от -40°C до +100°C.
• Пайка оплавлением:Выдерживает максимальный профиль с пиковой температурой 260°C в течение 10 секунд.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Ключевые параметры производительности измерены при стандартном испытательном токе IF=20мА.

• Сила света (Iv):Диапазон от минимум 1500 мкд до максимум 4200 мкд, типичное значение зависит от сортировки. Измерение проводится по кривой спектральной чувствительности глаза CIE.
• Угол обзора (2θ1/2):Типичный угол обзора указан как 100/40°, что указывает на овальную диаграмму направленности. Допуск измерения составляет ±2 градуса.
• Длина волны:Пиковая длина волны излучения (λP) составляет обычно 634 нм. Основная длина волны (λd) находится в диапазоне от 618 нм до 630 нм, определяя воспринимаемый красный цвет, с центром около 626нм.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):Обычно 15 нм.
• Прямое напряжение (VF):Диапазон от 1.8 В до 2.4 В при 20мА.
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при обратном напряжении (VR) 5В. Устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения.

3. Спецификация системы сортировки

Для обеспечения единообразия в применениях светодиоды сортируются по группам (бинаризация) на основе ключевых параметров.

3.1 Сортировка по силе света

Светодиоды классифицируются на четыре группы (R, S, T, U) на основе их минимальной и максимальной силы света при IF=20мА. Пределы групп имеют допуск измерения ±15%.

• Группа R:1500 - 1900 мкд
• Группа S:1900 - 2500 мкд
• Группа T:2500 - 3200 мкд
• Группа U:3200 - 4200 мкд

Конкретный код группы нанесен на каждую упаковочную пачку для обеспечения прослеживаемости.

3.2 Сортировка по прямому напряжению

Светодиоды также сортируются по прямому напряжению на три категории (1A, 2A, 3A) при IF=20мА, с допуском ±0.1В для каждого предела.

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

4. Анализ характеристических кривых

Типичные характеристики иллюстрируют взаимосвязь между ключевыми параметрами. Эти кривые необходимы инженерам-конструкторам для прогнозирования поведения в нестандартных условиях.

4.1 Зависимость силы света от прямого тока

Кривая показывает нелинейную зависимость между прямым током (IF) и силой света (Iv). Интенсивность увеличивается с ростом тока, но конструкторы должны оставаться в пределах абсолютных максимальных значений тока, чтобы обеспечить долгий срок службы.

4.2 Зависимость прямого напряжения от прямого тока

Эта характеристическая кривая демонстрирует экспоненциальную ВАХ диода. Понимание этого имеет решающее значение для проектирования соответствующей схемы ограничения тока.

4.3 Спектральное распределение

Кривая спектрального распределения мощности сосредоточена вокруг пиковой длины волны 634 нм с типичной полушириной 15 нм, что подтверждает узкополосное красное излучение.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры

Устройство имеет компактный форм-фактор для поверхностного монтажа. Ключевые размеры включают размер корпуса 4.2мм ±0.2мм в длину и ширину, и общую высоту 6.2мм ±0.5мм включая линзу. Выводы имеют шаг 2.0мм ±0.5мм в месте выхода из корпуса. Все размеры указаны в миллиметрах, с общим допуском ±0.25мм, если не указано иное.

5.2 Идентификация полярности и проектирование контактных площадок

Устройство имеет три вывода: P1 (Анод), P2 (Катод) и P3 (Анод). Вывод P3 рекомендуется подключать к радиатору или системе охлаждения на печатной плате для улучшения теплового режима во время работы. Предоставлен рекомендуемый рисунок контактных площадок для обеспечения качественной пайки и тепловых характеристик.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Хранение и чувствительность к влаге

Данный компонент классифицируется как Уровень чувствительности к влаге 3 (MSL3) согласно JEDEC J-STD-020. Светодиоды в невскрытом влагозащитном пакете могут храниться до 12 месяцев при <30°C и 90% относительной влажности. После вскрытия устройства должны храниться при <30°C и 60% относительной влажности и должны быть припаяны в течение 168 часов (7 дней). Прокаливание при 60°C ±5°C в течение 20 часов требуется, если индикаторная карта влажности показывает >10% относительной влажности, срок хранения на производстве превышает 168 часов, или если произошло воздействие >30°C/60% относительной влажности. Прокаливание должно выполняться только один раз.

6.2 Профиль пайки оплавлением

Рекомендуется профиль бессвинцовой пайки оплавлением:

• Предварительный нагрев/прогрев:от 150°C до 200°C максимум 120 секунд.
• Время выше температуры плавления припоя (tL):Время выше 217°C должно составлять 60-150 секунд.
• Пиковая температура (Tp):Максимум 260°C.
• Время выше классификационной температуры (Tc=255°C):Максимум 30 секунд.
• Общее время от 25°C до пика:Максимум 5 минут.

Пайка оплавлением не должна выполняться более двух раз. Устройство предназначено для пайки оплавлением и не подходит для волновой пайки.

6.3 Очистка и обращение

Если очистка необходима, используйте спиртосодержащие растворители, такие как изопропиловый спирт. Избегайте приложения механических напряжений к светодиоду во время пайки при высокой температуре и избегайте быстрого охлаждения от пиковой температуры.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки

Светодиоды поставляются на тисненой несущей ленте в катушке. Катушка содержит в общей сложности 1000 штук. Предоставлены подробные размеры несущей ленты, включая размер гнезда, шаг и размеры катушки (например, диаметр катушки 330мм). На упаковке нанесено предупреждение \"Электростатически чувствительные приборы\".

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Данный светодиод хорошо подходит как для внутренних, так и для наружных применений в информационных табло, включая видео-табло, дорожные знаки и общие информационные дисплеи. Его высокая яркость и контролируемый угол обзора делают его идеальным для применений, требующих хорошей видимости.

8.2 Проектирование схемы управления

Светодиоды являются приборами с токовым управлением. Для обеспечения равномерной яркости при параллельном соединении нескольких светодиодов настоятельно рекомендуется использовать токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым отдельным светодиодом. Параллельное включение светодиодов без индивидуальных резисторов может привести к неравномерному распределению тока и неравномерной яркости из-за незначительных различий в прямом напряжении (Vf) между устройствами.

8.3 Соображения по тепловому управлению

Хотя устройство имеет указанную рассеиваемую мощность, эффективное тепловое управление через печатную плату имеет решающее значение для поддержания производительности и долговечности, особенно при более высоких температурах окружающей среды или токах управления. Использование рекомендуемой контактной площадки для вывода P3 для подключения к теплоотводящей плоскости или радиатору является ключевой практикой проектирования.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со стандартными корпусами SMD или PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier), данная лампа для поверхностного монтажа предлагает значительное преимущество в управлении световым потоком. Ее интегрированный линзовый корпус обеспечивает гладкую диаграмму направленности и узкий контроль угла обзора без необходимости использования дополнительной внешней оптической линзы. Это упрощает конструкцию конечного продукта, сокращает количество деталей и может снизить общую стоимость сборки, обеспечивая при этом целенаправленное освещение.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 В чем разница между пиковой длиной волны и основной длиной волны?

Пиковая длина волны (λP) - это длина волны, на которой излучаемая оптическая мощность максимальна (здесь обычно 634нм). Основная длина волны (λd) определяется из цветовой диаграммы CIE и представляет собой одну длину волны, определяющую воспринимаемый цвет света (здесь 618-630нм, с центром на 626нм). Основная длина волна более актуальна для спецификации цвета.

10.2 Могу ли я управлять этим светодиодом без токоограничивающего резистора?

Нет. Работа светодиода непосредственно от источника напряжения не рекомендуется и, вероятно, приведет к разрушению устройства из-за чрезмерного тока. Для надежной работы обязателен последовательный резистор или источник постоянного тока.

10.3 Почему существует допуск ±15% на пределы групп по силе света?

Этот допуск учитывает изменчивость измерений в производственной испытательной среде. Он гарантирует, что все устройства, маркированные в пределах конкретной группы, будут работать в заявленном диапазоне интенсивности при измерении в определенных стандартных условиях.

11. Практический пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование высоковидимого знака \"Выход\".Инженер выбирает этот светодиод для новой конструкции знака \"Выход\", требующей высокой яркости и длительного срока службы. Он выбирает светодиоды из группы \"T\" для стабильно высокого выхода. В схемотехническом проектировании он использует источник постоянного тока, установленный на 20мА на каждую цепочку светодиодов. Он размещает несколько светодиодов последовательно в каждой цепочке для соответствия требованиям по напряжению, избегая параллельных соединений без индивидуальных резисторов. В разводке печатной платы он следует рекомендуемому рисунку контактных площадок, подключая площадку P3 каждого светодиода к большой медной области для рассеивания тепла. Он указывает сборочному производству PCBA следовать предоставленному профилю оплавления и обеспечивает использование компонентов в течение 168-часового срока хранения на производстве после вскрытия влагозащитного пакета.

12. Введение в принцип работы

Данное устройство является светоизлучающим диодом (LED). Оно работает на принципе электролюминесценции в полупроводниковом материале. Когда прямое напряжение прикладывается к P-N переходу, электроны рекомбинируют с дырками, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Используемый конкретный полупроводниковый материал (AllnGaP - фосфид алюминия-индия-галлия) определяет цвет излучаемого света, в данном случае красный с основной длиной волны около 626нм. Эпоксидный корпус инкапсулирует полупроводниковый кристалл, обеспечивает механическую защиту и включает линзу для формирования светового потока.

13. Технологические тренды

Технология светодиодов для поверхностного монтажа, представленная данным устройством, продолжает развиваться. Общие отраслевые тенденции включают постоянное улучшение световой отдачи (больше светового потока на ватт электрической мощности), что повышает энергоэффективность. Также уделяется внимание улучшению цветовой стабильности и постоянства в течение всего срока службы устройства. Достижения в технологии корпусов направлены на обеспечение лучшего теплового управления, позволяя использовать более высокие токи управления и плотности мощности при все меньших размерах. Кроме того, стандартизация форм-факторов и оптических характеристик упрощает внедрение для инженеров в различных областях освещения и дисплеев.