Техническая документация на синий светодиод LTL1CHTBK5 диаметром 3.1 мм - Напряжение 3.8В - Мощность 120мВт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны технические характеристики высокоэффективного синего светоизлучающего диода (СИД) с низким энергопотреблением, предназначенного для монтажа в отверстия на печатных платах (ПП) или панелях. Устройство имеет корпус диаметром 3.1 мм и использует технологию InGaN (нитрид индия-галлия) для генерации синего света. Его ключевые преимущества включают совместимость с интегральными схемами благодаря низким требованиям к току и универсальные варианты монтажа, что делает его подходящим для широкого спектра применений в качестве индикаторов и подсветки в потребительской электронике, измерительных приборах и электронном оборудовании общего назначения.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эксплуатационные пределы устройства определены при температуре окружающей среды (T_A) 25°C. Превышение этих параметров может привести к необратимому повреждению.

• Рассеиваемая мощность (P_D):120 мВт - максимальная общая мощность, которую устройство может безопасно рассеивать.
• Пиковый прямой ток (I_FP):100 мА - допустим в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс).
• Постоянный прямой ток (I_F):30 мА - максимальный постоянный прямой ток.
• Диапазон рабочих температур:от -25°C до +80°C.
• Диапазон температур хранения:от -30°C до +100°C.
• Температура пайки выводов:260°C в течение 5 секунд, измеренная на расстоянии 1.6 мм от корпуса светодиода.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Ключевые параметры производительности измерены при T_A=25°C и стандартном испытательном токе (I_F) 20мА.

• Сила света (I_V):310 мкд (мин.), 880 мкд (тип.). Это воспринимаемая яркость, измеренная датчиком с фильтром, соответствующим фотопической кривой чувствительности человеческого глаза (кривая МКО). К гарантированному значению применяется допуск ±15%.
• Угол обзора (2θ_1/2):30 градусов (тип.). Это полный угол, при котором сила света падает до половины своего осевого (центрального) значения.
• Пиковая длина волны излучения (λ_P):468 нм (тип.). Длина волны, на которой спектральная мощность излучения максимальна.
• Доминирующая длина волны (λ_d):470 нм (тип.). Рассчитанная на основе диаграммы цветности МКО, эта единственная длина волны наилучшим образом представляет воспринимаемый цвет светодиода.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):25 нм (тип.). Ширина спектра излучения на половине его максимальной мощности, указывающая на чистоту цвета.
• Прямое напряжение (V_F):3.5В (мин.), 3.8В (тип.) при I_F=20мА.
• Обратный ток (I_R):100 мкА (макс.) при обратном напряжении (V_R) 5В.Важно:Данное устройство не предназначено для работы в обратном направлении; это испытательное условие предназначено только для характеристики.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения единообразия в приложениях светодиоды сортируются (биннируются) по ключевым оптическим параметрам.

3.1 Сортировка по силе света

Единицы измерения: мкд @ 20мА. Для каждого бина действует допуск ±15% от его границ.

• K:310 - 400 мкд
• L:400 - 520 мкд
• M:520 - 680 мкд
• N:680 - 880 мкд
• P:880 - 1150 мкд
• Q:1150 - 1500 мкд

Код бина указан на каждом упаковочном пакете для идентификации.

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Единицы измерения: нм @ 20мА. Для каждого бина действует допуск ±1нм.

• B08:465.0 - 470.0 нм
• B09:470.0 - 475.0 нм

4. Анализ характеристических кривых

Хотя конкретные графики приведены в техническом описании (Типичные электрические/оптические характеристики на странице 4), для таких устройств характерны следующие тенденции:

• Вольт-амперная характеристика (ВАХ):Прямое напряжение (V_F) имеет логарифмическую зависимость от прямого тока (I_F) с характерным "коленом" напряжения около 3В, после чего оно растет более линейно.
• Зависимость силы света от тока: I_Vприблизительно пропорциональна I_Fв рекомендуемом рабочем диапазоне, но может насыщаться или ухудшаться при очень высоких токах.
• Температурная зависимость:Сила света обычно уменьшается с ростом температуры перехода. Прямое напряжение также имеет отрицательный температурный коэффициент (уменьшается с ростом температуры).
• Спектральное распределение:Спектр излучения представляет собой колоколообразную кривую с центром на пиковой длине волны (468 нм) и типичной полушириной 25 нм.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Устройство размещено в цилиндрическом корпусе с прозрачной линзой диаметром 3.1 мм. Ключевые размерные примечания включают:

• Все размеры указаны в миллиметрах (дюймы приведены в скобках).
• Общий допуск составляет ±0.25 мм, если не указано иное.
• Максимальный выступ смолы под фланцем составляет 1.0 мм.
• Расстояние между выводами измеряется в точке их выхода из корпуса.

Идентификация полярности:Более длинный вывод является анодом (плюс), а более короткий - катодом (минус). Это стандартное соглашение для светодиодов для монтажа в отверстия.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Формовка выводов и обращение

• Изгибайте выводы в точке не менее чем в 3 мм от основания линзы светодиода.Неиспользуйте основание корпуса в качестве точки опоры.
• Формовка выводов должна производиться при комнатной температуре идо soldering.
• пайки. Используйте минимальное усилие при обжиме выводов на плате, чтобы избежать механических напряжений.

6.2 Процесс пайки

• Соблюдайте минимальное расстояние 2 мм от основания линзы до точки пайки. Избегайте погружения линзы в припой.
• Избегайте приложения внешних усилий к выводам, пока светодиод горячий после пайки.
• Инфракрасная оплавка не подходитдля данного светодиода для монтажа в отверстия.

Рекомендуемые условия пайки:

• Паяльник:Макс. 300°C в течение макс. 3 секунд (только один раз).
• Волновая пайка:Предварительный нагрев до макс. 100°C в течение макс. 60 сек, затем волна припоя при макс. 260°C в течение макс. 10 сек.

Чрезмерная температура или время могут деформировать линзу или вызвать катастрофический отказ.

6.3 Очистка и хранение

• Очистка:При необходимости используйте спиртосодержащие растворители, такие как изопропиловый спирт.
• Хранение:Храните в среде, не превышающей 30°C и 70% относительной влажности. Светодиоды, извлеченные из оригинальной упаковки, должны быть использованы в течение трех месяцев. Для длительного хранения используйте герметичный контейнер с осушителем или в атмосфере азота.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки

• Упаковочный пакет: 1000, 500 или 250 штук в пакете.
• Внутренняя коробка: 10 пакетов в коробке (всего 10 000 шт.).
• Внешняя коробка: 8 внутренних коробок во внешней коробке (всего 80 000 шт.).
• Примечание: В каждой отгрузочной партии только последняя упаковка может быть неполной.

7.2 Номер детали

Конкретный номер детали, охватываемый данным техническим описанием, -LTL1CHTBK5. Линза прозрачная, источник света - InGaN, излучаемый цвет - синий.

8. Рекомендации по проектированию приложений

8.1 Проектирование схемы управления

Светодиоды - это устройства, управляемые током. Для обеспечения равномерной яркости при параллельном включении нескольких светодиодовнастоятельно рекомендуетсяиспользовать токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым светодиодом (Схема A). Прямое параллельное включение светодиодов (Схема B) не рекомендуется, поскольку незначительные различия в характеристиках прямого напряжения (V_F) между отдельными светодиодами могут привести к значительным различиям в распределении тока и, как следствие, воспринимаемой яркости.

Значение последовательного резистора (R_s) можно рассчитать по закону Ома: R_s= (V_{питания}- V_F) / I_F, где V_F - типичное прямое напряжение (например, 3.8В), а I_F - желаемый рабочий ток (например, 20мА).

8.2 Защита от электростатического разряда (ЭСР)

Данный светодиод чувствителен к повреждению от электростатического разряда. Необходимо принимать меры предосторожности:

• Операторы должны носить токопроводящие браслеты или антистатические перчатки.
• Все оборудование, рабочие столы и стеллажи для хранения должны быть правильно заземлены.
• Используйте ионизатор для нейтрализации статического заряда, который может накапливаться на пластиковой линзе из-за трения при обращении.

8.3 Область применения и предостережения

Данный светодиод предназначен для обычного электронного оборудования (офисного, коммуникационного, бытового). Он не предназначен для применений, где отказ может поставить под угрозу жизнь или здоровье (например, авиация, медицинские системы жизнеобеспечения, критические устройства безопасности) без предварительной консультации и специальной квалификации.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со светодиодами синего цвета старой технологии (например, на основе карбида кремния), данный светодиод на основе InGaN предлагает значительно более высокую световую отдачу и более низкое энергопотребление при заданном световом потоке. Диаметр 3.1 мм является распространенным отраслевым стандартом, обеспечивающим хороший баланс между световым потоком и занимаемым местом на плате. Его ключевыми отличительными особенностями являются сочетание относительно узкого угла обзора (30°), обеспечивающего более направленный свет, и наличие точной сортировки как по интенсивности, так и по длине волны, что позволяет добиться более точного соответствия цвета и яркости в приложениях с несколькими светодиодами.

10. Часто задаваемые вопросы (ЧЗВ)

10.1 В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?

Пиковая длина волны (λ_P)) - это физическая длина волны, на которой спектральная мощность излучения максимальна (468 нм).Доминирующая длина волны (λ_d)) - это расчетное значение (470 нм) из науки о цвете, которое наилучшим образом представляет единственную длину волны цвета, воспринимаемого человеческим глазом. Для монохроматических светодиодов, таких как этот синий, они часто близки, но не идентичны.

10.2 Могу ли я управлять этим светодиодом без последовательного резистора?

No.Зависимость тока от напряжения у светодиода экспоненциальная. Небольшое увеличение напряжения выше его прямого напряжения может вызвать очень большое, потенциально разрушительное увеличение тока. Последовательный резистор необходим для стабильной, безопасной и предсказуемой работы от источника напряжения.

10.3 Почему существует допуск ±15% на силу света?

Этот допуск учитывает нормальные вариации в процессах производства полупроводников и упаковки. Система сортировки реализована для разделения светодиодов на более узкие группы (например, бины K, L, M) в рамках этого общего разброса, чтобы удовлетворить конкретные потребности приложений в единообразии яркости.

10.4 Что означает "совместим с ИС"?

Это означает, что электрические характеристики светодиода, в частности его низкие требования к прямому току (например, 20 мА), делают его подходящим для прямого управления выходами многих стандартных интегральных схем (ИС) и микроконтроллеров, которые обычно могут выдавать или принимать токи в этом диапазоне.

11. Пример практического применения при проектировании

Сценарий:Проектирование панели индикации состояния, требующей 10 равномерно ярких синих индикаторов.

1. Выбор сортировки:Укажите светодиоды из одного бина силы света (например, все из бина 'M') и одного бина доминирующей длины волны (например, все B09), чтобы обеспечить визуальную однородность.
2. Проектирование схемы:Используйте источник питания 5В. Рассчитайте последовательный резистор: R_s= (5В - 3.8В) / 0.020А = 60 Ом. Подойдет стандартный резистор 62 Ом или 68 Ом. Реализуйте этот резистор последовательно скаждымиз 10 светодиодов, подключив их параллельно к шине 5В.
3. Компоновка и сборка:Размещайте светодиоды с длиной вывода не менее 3 мм до изгиба для снятия механических напряжений. Убедитесь, что пайка выполняется в соответствии с рекомендациями по волновой пайке, сохраняя расстояние от жала паяльника или волны до линзы >2 мм.
4. Снижение риска ЭСР:Убедитесь, что сборочная линия защищена от ЭСР. Храните и обращайтесь со светодиодами в их оригинальной упаковке до готовности к использованию.

12. Введение в принцип технологии

Данный светодиод основан на полупроводниковом материале InGaN (нитрид индия-галлия). Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны и дырки инжектируются в активную область, где они рекомбинируют. Энергия, выделяемая при этой рекомбинации, излучается в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава InGaN определяет энергию запрещенной зоны, которая напрямую диктует длину волны (цвет) излучаемого света. Для синего излучения используется определенное соотношение индия и галлия. Прозрачная эпоксидная линза служит для защиты полупроводникового кристалла, формирования выходного светового пучка (угол обзора 30°) и повышения эффективности вывода света из корпуса.

13. Отраслевые тенденции и разработки

Хотя это стандартный компонент для монтажа в отверстия, лежащая в его основе технология InGaN постоянно развивается. Тенденции в более широкой индустрии светодиодов включают:

• Повышение эффективности:Постоянные улучшения в эпитаксиальном росте и конструкции кристалла приводят к более высокой световой отдаче (больше светового потока на ватт электрической мощности).
• Цветовая однородность:Достижения в управлении производством и алгоритмах сортировки позволяют добиться более жестких допусков на доминирующую длину волны и интенсивность, что критически важно для таких применений, как полноцветные дисплеи.
• Корпусирование:Хотя монтаж в отверстия остается популярным для определенных применений, корпуса для поверхностного монтажа (SMD) доминируют в новых разработках благодаря их меньшим размерам и пригодности для автоматизированной сборки. Однако светодиоды для монтажа в отверстия, подобные этому, сохраняют актуальность в приложениях, требующих более высокой механической прочности, более простого ручного прототипирования или определенных оптических характеристик радиального корпуса.
• Надежность:Улучшения в материалах (например, эпоксидных смолах, выводных рамках) и методах корпусирования продолжают увеличивать срок службы и стабильность светодиодов в различных условиях окружающей среды.