Техническая спецификация светодиода LTLMR4YVX3DA - Желтый SMD светодиод высокой яркости - Размер 4.2x4.2x6.9мм - Напряжение 1.8-2.4В - Мощность 120мВт

1. Обзор продукта

LTLMR4YVX3DA — это высокояркий SMD (Surface-Mount Device) светодиод, предназначенный для требовательных применений в световой рекламе. Он использует желтый чип на основе AllnGaP, заключенный в рассеивающий корпус, что обеспечивает высокую световую отдачу с контролируемым углом обзора. Основная концепция дизайна сосредоточена на надежности и совместимости со стандартными промышленными процессами поверхностного монтажа (SMT), включая бессвинцовую пайку оплавлением.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Данное устройство предлагает несколько ключевых преимуществ, отличающих его от стандартных SMD или PLCC корпусов. Его основная особенность — равномерная диаграмма направленности и узкий, четко определенный угол обзора, обычно составляющий 35 градусов. Эта оптическая характеристика достигается за счет специальной конструкции линзы, что во многих применениях устраняет необходимость в дополнительных внешних оптических линзах, упрощая дизайн и снижая стоимость системы. Корпус выполнен с использованием передовой эпоксидной технологии, обеспечивающей превосходную влагостойкость и защиту от УФ-излучения, что критически важно для уличного применения и долгосрочной надежности.

Целевые рынки — это применения, требующие высокой видимости и надежности, такие как видеоэкраны, дорожные знаки и различные внутренние/наружные информационные табло. Конструкция не содержит свинца и галогенов, полностью соответствует экологической директиве RoHS.

2. Анализ технических параметров

Детальный объективный анализ электрических и оптических характеристик необходим для правильного проектирования схемы и прогнозирования производительности.

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Максимальная рассеиваемая мощность составляет 120 мВт при температуре окружающей среды (TA) 25°C. Постоянный прямой ток не должен превышать 50 мА. Для импульсного режима работы допустим пиковый прямой ток 120 мА при определенных условиях (скважность ≤1/10, длительность импульса ≤10 мкс). Критический параметр — коэффициент снижения прямого тока: выше 45°C максимально допустимый постоянный ток уменьшается линейно со скоростью 0,75 мА на градус Цельсия. Диапазон рабочих температур от -40°C до +85°C, хранения — от -40°C до +100°C. Устройство выдерживает пиковую температуру пайки оплавлением 260°C в течение максимум 10 секунд.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Измерено при TA=25°C и стандартном испытательном токе (IF) 20 мА. Ключевые параметры:

• Сила света (Iv):Диапазон от минимум 5500 мкд до максимум 12000 мкд. Типичное значение находится в этом диапазоне. К пределам бинов применяется допуск измерения ±15%.
• Угол обзора (2θ1/2):Определяется как полный угол, при котором сила света составляет половину пикового значения. Типичное значение — 35 градусов (минимум 30 градусов) с допуском измерения ±2 градуса.
• Пиковая длина волны излучения (λP):Обычно 594 нм.
• Доминирующая длина волны (λd):Диапазон от 584,5 нм до 594,5 нм, определяет воспринимаемый желтый цвет.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):Обычно 15 нм, указывает на спектральную чистоту желтого света.
• Прямое напряжение (VF):Диапазон от 1,8 В до 2,4 В при токе 20 мА.
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при обратном напряжении (VR) 5 В. Важно отметить, что устройство не предназначено для работы в обратном смещении; этот тест проводится только для характеристики.

3. Спецификация системы бининга

Для обеспечения цветовой и яркостной однородности в производстве светодиоды сортируются по бинам. LTLMR4YVX3DA использует трехмерную систему бининга.

3.1 Бининг по силе света

Бининг проводится при IF=20 мА. Код бина (W, X, Y) определяет диапазон мин-макс для силы света в милликанделах (мкд). К каждому пределу бина применяется допуск ±15%.
W: 5500 - 7200 мкд
X: 7200 - 9300 мкд
Y: 9300 - 12000 мкд

3.2 Бининг по доминирующей длине волны

Бининг проводится при IF=20 мА. Код бина (Y1, Y2, Y3, Y4) определяет диапазон мин-макс для доминирующей длины волны в нанометрах (нм). К каждому пределу бина применяется допуск ±1 нм.
Y1: 584,5 - 587,0 нм
Y2: 587,0 - 589,5 нм
Y3: 589,5 - 592,0 нм
Y4: 592,0 - 594,5 нм

3.3 Бининг по прямому напряжению

Бининг проводится при IF=20 мА. Код бина (1A, 2A, 3A) определяет диапазон мин-макс для прямого напряжения в вольтах (В). К каждому пределу бина применяется допуск ±0,1 В.
1A: 1,8 - 2,0 В
2A: 2,0 - 2,2 В
3A: 2,2 - 2,4 В

4. Механическая информация и данные 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. Расстояние между выводами (где выводы выходят из корпуса) составляет 2,0 мм ±0,5 мм. Все размеры указаны в миллиметрах с общим допуском ±0,25 мм, если не указано иное. Допускается небольшой выступ смолы под фланцем максимальной высотой 1,0 мм.

4.2 Идентификация полярности и дизайн контактных площадок

Компонент имеет три вывода (P1, P2, P3). P1 и P3 являются анодными соединениями, а P2 — катодным. Эту конфигурацию необходимо тщательно соблюдать при разводке печатной платы. Предоставляется рекомендуемый рисунок контактных площадок для обеспечения правильного формирования паяного соединения и механической стабильности во время оплавления. Дизайн площадок включает скругленные углы (R0,5) для предотвращения перемычек припоя и обеспечения надежных соединений.

5. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение критически важно для надежности. Это устройство имеет уровень чувствительности к влаге 3 (MSL3) согласно JEDEC J-STD-020.

5.1 Хранение и обращение

Светодиоды в невскрытом влагозащитном пакете (с осушителем) могут храниться при <30°C и 90% относительной влажности до 12 месяцев. После вскрытия пакета компоненты должны храниться при <30°C и 60% относительной влажности и должны быть распаяны 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, время нахождения на производстве превышает 168 часов, или компоненты подвергались воздействию >30°C и 60% относительной влажности. Прокаливание должно выполняться только один раз.

5.2 Профиль пайки оплавлением

Рекомендуется бессвинцовый профиль оплавления. Ключевые параметры включают: этап предварительного нагрева/прогрева от 150°C до 200°C максимум 120 секунд; время выше температуры ликвидуса (217°C) от 60 до 150 секунд; пиковая температура (Tp) максимум 260°C; и время в пределах 5°C от указанной классификационной температуры (255°C) максимум 30 секунд. Общее время от 25°C до пиковой температуры не должно превышать 5 минут.

5.3 Очистка

Если очистка необходима после пайки, следует использовать только спиртовые растворители, такие как изопропиловый спирт.

6. Спецификация упаковки

Светодиоды поставляются на перфорированной несущей ленте для автоматической установки. Указаны размеры ленты, карманы которой предназначены для надежного удержания корпуса размером 4,2 мм x 4,2 мм. Стандартная упаковка включает 1000 штук на катушке. Для оптовой отгрузки: одна катушка помещается во влагозащитный пакет с осушителем и индикаторной карточкой влажности; три таких пакета упаковываются во внутреннюю коробку (всего 3000 шт.); и десять внутренних коробок упаковываются во внешнюю транспортную коробку (всего 30000 шт.). Последняя упаковка в партии отгрузки может быть неполной.

7. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

7.1 Типичные сценарии применения

Этот светодиод идеально подходит для применений, требующих высокой яркости и хорошей видимости в различных условиях освещения. Основные области применения включают:
- Видеоэкраны:Для крупномасштабных дисплеев, где критически важна однородность цвета и яркости по множеству пикселей.
- Дорожные знаки:Использование его высокой силы света и надежности для критически важных для безопасности сигналов.
- Общие информационные табло:Как внутренние, так и наружные, благодаря влагостойкости и контролируемому углу обзора.

7.2 Рекомендации по проектированию

Управление током:Настоятельно рекомендуется использовать драйвер постоянного тока вместо источника постоянного напряжения для обеспечения стабильной световой отдачи и предотвращения теплового разгона. Конструкция должна работать значительно ниже абсолютного максимального постоянного тока 50 мА, обычно на испытательном токе 20 мА или близко к нему для гарантированных спецификаций.
Тепловой менеджмент:Хотя рассеиваемая мощность относительно невелика (макс. 120 мВт), правильная разводка печатной платы с адекватными тепловыми перемычками и, при необходимости, небольшой медной площадкой для отвода тепла повысит долговечность и сохранит производительность, особенно в условиях высокой температуры окружающей среды или при работе на более высоких токах.
Оптическая интеграция:Встроенный угол обзора 35 градусов может быть достаточным для многих применений. Для получения других диаграмм направленности можно использовать вторичную оптику, но первоначальная конструкция линзы обеспечивает равномерную диаграмму направленности в качестве отправной точки.
Защита от ЭСР:Хотя это явно не указано в спецификации, при обращении и сборке всех светодиодных компонентов следует соблюдать стандартные меры предосторожности от электростатического разряда (ЭСР).

8. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со стандартными SMD светодиодами типоразмеров 3528 или 5050, корпус LTLMR4YVX3DA разработан специально для высокоинтенсивного направленного освещения в световой рекламе. Его ключевое отличие — интегрированная линза, обеспечивающая контролируемый узкий угол обзора без дополнительной оптики, что не является стандартной функцией в обычных SMD корпусах. Использование технологии AllnGaP для желтого света обеспечивает более высокую эффективность и лучшую температурную стабильность по сравнению со старыми технологиями, такими как белые светодиоды с люминофорным преобразованием, используемые с желтыми фильтрами. Надежность корпуса (влаго- и УФ-стойкость) также ставит его выше многих базовых SMD светодиодов, предназначенных в основном для внутреннего использования.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: В чем разница между пиковой длиной волны и доминирующей длиной волны?
О: Пиковая длина волны (λP=594 нм) — это длина волны, на которой излучаемая оптическая мощность максимальна. Доминирующая длина волны (λd=584,5-594,5 нм) выводится из цветовых координат и представляет собой длину волны чистого спектрального цвета, соответствующего воспринимаемому цвету светодиода. Доминирующая длина волна более актуальна для спецификации цвета.

В: Как интерпретировать коды бинов при заказе?
О: Вы должны указать коды для силы света (например, Y), длины волны (например, Y3) и напряжения (например, 2A), чтобы получить однородную партию. Номер детали LTLMR4YVX3DA подразумевает определенный выбор бинов (Y для силы света, VX для комбинаций длина волны/напряжение). Уточните у поставщика точное соответствие бинов суффиксу номера детали.

В: Могу ли я питать этот светодиод от источника 3,3 В?
О: Прямое подключение к источнику 3,3 В не рекомендуется и, вероятно, приведет к разрушению светодиода из-за чрезмерного тока. Вы должны использовать токоограничивающий резистор или, предпочтительно, схему драйвера постоянного тока. Прямое напряжение составляет всего 1,8-2,4 В, поэтому избыточное напряжение должно падать на последовательном резисторе или регуляторе.

В: Почему важен уровень чувствительности к влаге (MSL3)?
О: Во время пайки оплавлением влага, попавшая внутрь пластикового корпуса, может быстро испаряться, вызывая внутреннее расслоение или эффект \"попкорна\", что приводит к растрескиванию корпуса и разрушению светодиода. Соблюдение 168-часового времени нахождения на производстве после вскрытия пакета и выполнение процедур прокаливания при необходимости крайне важны для высокого выхода годных изделий при сборке.

10. Практический пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование компактного дорожного предупреждающего знака.
Конструктору требуется высоковидимый мигающий желтый свет. Он выбирает LTLMR4YVX3DA за его высокую силу света (выбирая бин Y для максимальной яркости) и узкий угол обзора, чтобы обеспечить направленность света на приближающихся водителей. Он разрабатывает печатную плату с рекомендуемой разводкой контактных площадок. Простая схема, использующая ШИМ-вывод микроконтроллера, управляет стоком постоянного тока на MOSFET, установленным на 20 мА. Требования MSL3 сообщаются сборочному предприятию, которое планирует запуск линии SMT для этих деталей в течение 48 часов после вскрытия влагозащитных пакетов. Готовый знак тестируется на силу света и цветовую однородность всех единиц, соответствуя нормативным стандартам для дорожного оборудования.

11. Принцип работы

Этот светодиод основан на технологии полупроводника из фосфида алюминия-индия-галлия (AllnGaP). Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее пороговое значение диода, электроны и дырки инжектируются в активную область из материалов n-типа и p-типа соответственно. Они рекомбинируют с излучением, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный состав слоев AllnGaP определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны излучаемого света — в данном случае, в желтой области (~590 нм). Рассеивающая эпоксидная заливка защищает полупроводниковый кристалл и действует как первичная линза, формируя световой поток в заданную диаграмму направленности.

12. Технологические тренды и контекст

Развитие высокоярких AllnGaP светодиодов произвело революцию в цветной индикации и световой рекламе, предложив превосходную эффективность, долговечность и надежность по сравнению с лампами накаливания и фильтрованными источниками света. Текущие тренды в этой области включают стремление к еще более высокой световой отдаче (больше света на ватт электроэнергии) для снижения энергопотребления в крупных установках. Также акцент делается на улучшении цветовой однородности и стабильности в зависимости от температуры и срока службы. Кроме того, технология корпусов продолжает развиваться, обеспечивая лучший тепловой менеджмент, что позволяет использовать более высокие токи и, следовательно, получать более высокую яркость от чипа того же размера или обеспечивать более длительный срок службы при стандартных токах. Интеграция драйверной электроники и интерфейсов управления (например, для адресуемых RGB-знаков) — еще один значительный тренд, хотя данный конкретный компонент остается дискретным высокопроизводительным источником света, предназначенным для интеграции в более крупные системы.