Техническая документация на светодиод LTLMR4EW2DA - Размер 4.2x4.2x6.9мм - Напряжение 1.8-2.4В - Мощность 120мВт - Красный 624нм

1. Обзор продукта

LTLMR4EW2DA — это высокояркий светодиод для поверхностного монтажа, предназначенный для современной электронной сборки. Он использует красный чип AllnGaP с пиковой длиной волны излучения 630 нм, заключенный в рассеивающий корпус. Основная цель его конструкции — обеспечить интенсивное, сфокусированное освещение, подходящее для применений, требующих четкой видимости без дополнительной вторичной оптики.

Ключевые преимущества данного устройства включают высокую выходную силу света, достигающую до 12000 мкд при стандартном токе 20 мА, и низкое энергопотребление. Корпус выполнен с использованием передовой эпоксидной технологии, обеспечивающей превосходную влагостойкость и защиту от УФ-излучения, что повышает его надежность как для внутреннего, так и для наружного использования. Полностью соответствует экологическим стандартам, не содержит свинца, галогенов и соответствует директиве RoHS.

Целевой рынок охватывает широкий спектр применений в вывесках и дисплеях. Его узкий, контролируемый угол обзора, обычно 25°, делает его особенно подходящим для видео-сообщений, дорожных знаков и различных информационных табло, где направленный свет и высокая контрастность имеют решающее значение.

2. Анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные характеристики

Эти характеристики определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению светодиода. Работа в этих условиях не гарантируется.

• Рассеиваемая мощность (Pd):120 мВт. Это максимальное количество мощности, которое устройство может рассеять в виде тепла при температуре окружающей среды (TA) 25°C.
• Постоянный прямой ток (IF):50 мА. Максимальный постоянный прямой ток, который может быть приложен.
• Пиковый прямой ток:120 мА. Это допустимо только в импульсном режиме (скважность ≤ 1/10, длительность импульса ≤ 10 мкс).
• Снижение номинала:Постоянный прямой ток должен линейно снижаться на 0,75 мА за каждый градус Цельсия выше температуры окружающей среды 45°C для предотвращения перегрева.
• Диапазон рабочих температур:от -40°C до +85°C. Диапазон температуры окружающей среды для надежной работы.
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +100°C.
• Условия пайки оплавлением:Выдерживает пиковую температуру 260°C в течение максимум 10 секунд, совместим со стандартными процессами бессвинцовой пайки оплавлением.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измеряются при TA=25°C и IF=20 мА, если не указано иное, и представляют типичные характеристики.

• Сила света (Iv):Диапазон от 7200 мкд (мин.) до 12000 мкд (макс.), с указанием типичного значения. К пределам сортировки применяется допуск тестирования ±15%.
• Угол обзора (2θ1/2):25° типично, диапазон от 20° до 30°. Это полный угол, при котором сила света падает до половины своего осевого значения, определяя ширину луча.
• Пиковая длина волны излучения (λP):630 нм типично. Это длина волны, на которой спектральное распределение мощности является наибольшим.
• Доминирующая длина волны (λd):Между 618 нм и 630 нм. Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, определяющая цвет как красный.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):15 нм типично. Это указывает на спектральную чистоту или насыщенность цвета излучаемого света.
• Прямое напряжение (VF):Между 1,8В и 2,4В при 20 мА. Это падение напряжения на светодиоде во время работы.
• Обратный ток (IR):10 мкА максимум при обратном напряжении (VR) 5В. Устройство не предназначено для работы в обратном смещении; этот параметр предназначен только для тестирования тока утечки.

3. Спецификация системы сортировки

Светодиоды сортируются по группам (бинаризация) на основе ключевых параметров производительности для обеспечения однородности в производственной партии.

3.1 Сортировка по силе света

Группы определяются минимальным и максимальным значениями силы света при IF=20 мА.

• Код группы X:7200 мкд (Мин.) до 9300 мкд (Макс.).
• Код группы Y:9300 мкд (Мин.) до 12000 мкд (Макс.).
• К пределу каждой группы во время тестирования применяется допуск ±15%.

3.2 Сортировка по прямому напряжению

Группы определяются диапазонами прямого напряжения при IF=20 мА.

• Код группы 1A:1,8В (Мин.) до 2,0В (Макс.).
• Код группы 2A:2,0В (Мин.) до 2,2В (Макс.).
• Код группы 3A:2,2В (Мин.) до 2,4В (Макс.).
• К пределу каждой группы применяется допуск ±0,1В.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя конкретные графические данные приведены в техническом описании, типичные зависимости можно описать:

• Вольт-амперная характеристика (Ток vs. Напряжение):Прямое напряжение (VF) демонстрирует логарифмическое увеличение с ростом прямого тока (IF). Работа при рекомендуемых 20 мА обеспечивает оптимальную эффективность и долговечность, избегая чрезмерного тепловыделения при более высоких токах, близких к предельному значению.
• Зависимость от температуры:Сила света обычно уменьшается с ростом температуры перехода. Спецификация снижения номинала для прямого тока (0,75 мА/°C выше 45°C) является прямой мерой для управления этим тепловым эффектом и поддержания производительности.
• Спектральное распределение:Спектр излучения сосредоточен вокруг 630 нм (пик) с относительно узкой полушириной 15 нм, что характерно для материала AllnGaP, и дает насыщенный красный цвет.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры

Светодиод имеет корпус для поверхностного монтажа с круглой или овальной линзой. Ключевые размеры включают:

• Размер корпуса: 4,2 мм ±0,2 мм в длину и ширину.
• Общая высота: 6,9 мм ±0,5 мм.
• Расстояние между выводами: 3,65 мм ±0,2 мм (измеряется в месте выхода выводов из корпуса).
• Указан максимальный выступ смолы под фланцем 1,0 мм.
• Все размеры имеют допуск по умолчанию ±0,25 мм, если не указано иное.

5.2 Определение полярности

Устройство имеет три вывода (P1, P2, P3). P1 и P3 обозначены как анод (+), а P2 обозначен как катод (-). Правильная ориентация полярности при разводке печатной платы и сборке имеет критическое значение.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Хранение и обращение

Этот 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 компоненты должны храниться при <30°C и 60% относительной влажности и должны быть пропаяны в течение 168 часов (7 дней).
• Прогрев 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 произошло воздействие >30°C/60% относительной влажности. Прогрев должен выполняться только один раз.
• Используйте соответствующие меры предосторожности от электростатического разряда (ESD) при обращении.

6.2 Процесс пайки

Светодиод совместим со стандартными профилями бессвинцовой пайки оплавлением.

• Профиль оплавления:Пиковая температура (Tp) не должна превышать 260°C. Время выше температуры плавления припоя (Tl=217°C) должно составлять от 60 до 150 секунд. Время в пределах 5°C от пиковой температуры должно быть не более 30 секунд.
• Ручная пайка:При необходимости можно использовать паяльник с максимальной температурой 315°C не более 3 секунд на вывод, только один раз.
• Очистка:Для очистки после пайки, если требуется, рекомендуется использовать изопропиловый спирт или аналогичные спиртосодержащие растворители.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки

Светодиоды поставляются на рельефной несущей ленте для автоматического монтажа.

• Несущая лента:Ширина 16,0 мм ±0,3 мм. Шаг карманов 8,0 мм ±0,1 мм.
• Катушка:Каждая катушка содержит 1000 штук светодиодов.
• Защита от влаги:Каждая катушка упакована с осушителем и индикаторной картой влажности внутри влагозащитного пакета.
• Упаковка в коробки:3 катушки (3000 шт.) упакованы во внутреннюю коробку. 10 внутренних коробок (всего 30000 шт.) упакованы во внешнюю транспортную коробку.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типовые сценарии применения

• Видео-сообщения и табло:Идеально подходят для пиксельных дисплеев благодаря высокой яркости и узкому углу луча.
• Дорожные знаки и сигналы:Подходят для дополнительного освещения или индикаторов состояния, требующих высокой видимости и надежности.
• Информационные табло:Используются в информационных системах общественного транспорта, рекламных вывесках в розничной торговле и промышленных панелях состояния.

8.2 Особенности проектирования

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный токоограничивающий резистор или драйвер постоянного тока для поддержания прямого тока на уровне или ниже рекомендуемых 20 мА для непрерывной работы.
• Теплоотвод:Обеспечьте достаточную площадь меди на печатной плате или тепловые переходные отверстия для отвода тепла, особенно при работе при высоких температурах окружающей среды или близко к предельным характеристикам. Соблюдайте кривую снижения тока выше 45°C.
• Оптическое проектирование:Угол обзора 25° обеспечивает направленный свет. Для более широкого освещения может потребоваться несколько светодиодов или рассеивающие панели.
• Проверка полярности:Убедитесь, что посадочное место на печатной плате соответствует конфигурации анод/катод (P1/P3 = Анод, P2 = Катод), чтобы предотвратить обратное подключение.

9. Техническое сравнение и отличия

По сравнению со стандартными SMD (например, 0603, 0805) или PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) светодиодами, LTLMR4EW2DA предлагает явные преимущества для применений в вывесках:

• Более высокая сила света:Обеспечивает значительно более высокую выходную мощность в мкд в компактном корпусе, сокращая количество светодиодов, необходимых для заданного уровня яркости.
• Интегрированное управление лучом:Литой корпус с линзой обеспечивает стабильный угол обзора 25° без необходимости в дополнительной вторичной оптике, упрощая механическую конструкцию и снижая стоимость сборки.
• Повышенная устойчивость к окружающей среде:Передовая эпоксидная композиция обеспечивает лучшую влаго- и УФ-стойкость по сравнению со стандартными корпусами светодиодов, повышая долговечность в уличных или суровых условиях.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: В чем разница между пиковой длиной волны и доминирующей длиной волны?

О1: Пиковая длина волны (λP) — это физическая длина волны, на которой светодиод излучает наибольшую оптическую мощность. Доминирующая длина волны (λd) — это расчетное значение, основанное на чувствительности человеческого глаза (кривая МКО), которое определяет воспринимаемый цвет. Для этого красного светодиода они очень близки (630 нм против 618-630 нм).

В2: Могу ли я питать этот светодиод от источника 3,3В без резистора?

О2: Нет. Прямое напряжение составляет всего 1,8-2,4В. Прямое подключение к 3,3В вызовет чрезмерный ток, превышающий предельное значение и разрушающий светодиод. Токоограничивающий резистор или стабилизатор тока обязательны.

В3: Что означает MSL 3 для моего производственного процесса?

О3: MSL 3 означает, что компоненты чувствительны к поглощению влаги. После извлечения из герметичного пакета у вас есть 168 часов (1 неделя) в условиях производственного цеха (<30°C/60% относительной влажности) для завершения процесса пайки оплавлением. Если это время превышено, компоненты должны быть прогреты перед использованием, чтобы предотвратить повреждение типа "попкорн" во время пайки.

В4: Как измеряется и указывается угол обзора?

О4: Угол обзора (2θ1/2) — это полная угловая ширина, в пределах которой сила света составляет не менее половины силы света, измеренной непосредственно на оси (0°). Типичный угол 25° означает, что свет сконцентрирован в относительно узком конусе, что идеально для направленного освещения.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование компактной панели индикации состояния

Инженер проектирует панель управления для промышленного оборудования, требующую нескольких высоковидимых красных индикаторов состояния. Пространство ограничено, и индикаторы должны быть видны при ярком окружающем свете. Выбран LTLMR4EW2DA, поскольку его высокая сила света (до 12000 мкд) обеспечивает видимость. Узкий угол обзора 25° означает, что свет не тратится на освещение областей вне прямой видимости оператора. Корпус для поверхностного монтажа позволяет автоматизировать сборку на печатной плате, снижая стоимость. Конструктор реализует простую схему с источником питания 5В, токоограничивающим резистором, рассчитанным на ~18 мА (обеспечивая запас ниже 20 мА), и соблюдает рекомендации по обращению с MSL3 для обеспечения выхода годных изделий. Влагостойкость эпоксидной смолы обеспечивает надежность в потенциально влажной промышленной среде.

12. Введение в технические принципы

LTLMR4EW2DA основан на полупроводниковом чисте из фосфида алюминия-индия-галлия (AllnGaP). Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны и дырки рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный состав слоев AllnGaP определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны излучаемого света — в данном случае, в красном спектре (~624-630 нм). Рассеивающая линза-герметик легирована рассеивающими частицами для расширения вывода света из чипа и создания более равномерного, менее ослепляющего вида по сравнению с прозрачной линзой, в то время как форма корпуса контролирует конечный угол луча.

13. Тенденции и развитие отрасли

Тенденция в индикаторных и вывесочных светодиодах продолжает двигаться в сторону повышения эффективности (больше люменов или кандел на ватт), улучшения надежности и уменьшения размеров. Также растет акцент на точном оптическом управлении, интегрированном непосредственно в корпус, как видно на примере определенного угла обзора этого устройства, чтобы упростить конструкцию конечного продукта. Экологические нормы продолжают стимулировать исключение опасных веществ, делая соответствие RoHS, бессвинцовым и безгалогенным стандартам стандартным. Кроме того, достижения в области материалов корпусов направлены на повышение устойчивости к термоциклированию, влажности и УФ-излучению, продлевая срок службы продуктов, особенно для наружных применений, на которые нацелен этот светодиод.