Техническая спецификация синего светодиода P-LCC-2 - Корпус 3.2x2.8x1.9мм - Прямое напряжение 2.7-3.5В - Сила света до 285мкд

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики поверхностно-монтируемого (SMD) светодиода в корпусе P-LCC-2. Основная функция компонента — использование в качестве оптического индикатора или источника подсветки. Его ключевые преимущества обусловлены компактным белым корпусом с бесцветным прозрачным окном, что обеспечивает широкий угол обзора в 120 градусов. Конструкция с оптимизированным внутренним отражателем для сопряжения света делает его особенно подходящим для применений со световодами и светопроводами. Целевые рынки включают телекоммуникационное оборудование (для индикаторов в телефонах/факсах), потребительскую электронику для подсветки ЖК-дисплеев, подсветки переключателей и общего индикаторного применения, где требуется надежный и стабильный световой поток.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельно допустимые режимы эксплуатации

Устройство предназначено для надежной работы в следующих абсолютных пределах, превышение которых может привести к необратимому повреждению. Максимальное обратное напряжение (V_R) составляет 5В. Непрерывный прямой ток (I_F) не должен превышать 25мА, в то время как импульсный прямой ток (I_FP) в 100мА допустим в импульсном режиме (скважность 1/10 на частоте 1кГц). Максимальная рассеиваемая мощность (P_d) — 95мВт. Компонент выдерживает электростатический разряд (ESD) 2000В по модели человеческого тела (HBM). Рабочий диапазон температур (T_opr) — от -40°C до +85°C, а диапазон температур хранения (T_stg) — от -40°C до +90°C. Ограничения по температуре пайки определены для оплавления (260°C в течение 10 секунд) и ручной пайки (350°C в течение 3 секунд).

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измеряются при стандартных условиях испытаний: I_F = 20мА и температуре окружающей среды (T_a) 25°C. Сила света (I_V) имеет типичный диапазон, с минимальным значением 90 милликандел (мкд) и максимальным 285 мкд, как определено системой сортировки. Доминирующая длина волны (λ_d) для синего варианта указана в диапазоне от 464 нм до 472 нм, с типичной пиковой длиной волны (λ_p) около 468 нм. Ширина спектральной полосы (Δλ) обычно составляет 25 нм. Прямое напряжение (V_F), необходимое для работы светодиода при 20мА, варьируется от минимума 2.70В до максимума 3.50В. Указаны допуски: ±11% для силы света, ±0.1В для прямого напряжения и ±1нм для пиковой длины волны.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения стабильности производства светодиоды сортируются по группам (бинаризация) на основе ключевых параметров производительности.

3.1 Сортировка по силе света

Световой поток классифицируется на пять групп (Q2, R1, R2, S1, S2), с минимальными значениями от 90 мкд (Q2) до 225 мкд (S2) и максимальными значениями от 112 мкд (Q2) до 285 мкд (S2), все измерено при I_F=20мА.

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Синий цвет (Группа F) дополнительно разделен на четыре группы по длине волны: AA1 (464-466 нм), AA2 (466-468 нм), AA3 (468-470 нм) и AA4 (470-472 нм). Это позволяет разработчикам выбирать светодиоды с очень специфичными цветовыми точками.

3.3 Сортировка по прямому напряжению

Прямое напряжение разделено на четыре группы (10, 11, 12, 13) в общем диапазоне от 2.70В до 3.50В, каждая группа охватывает диапазон 0.2В (например, Группа 10: 2.70-2.90В). Это критически важно для проектирования эффективных токоограничивающих цепей и обеспечения равномерной яркости в массивах из нескольких светодиодов.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации представлены несколько характеристических кривых, иллюстрирующих поведение устройства в различных условиях.

4.1 Относительная сила света в зависимости от прямого тока

Эта кривая показывает, что световой выход увеличивается с ростом прямого тока, но не линейно. Она помогает разработчикам понять компромисс в эффективности при работе светодиода выше или ниже стандартных 20мА.

4.2 Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды

Сила света уменьшается с ростом температуры окружающей среды. Эта кривая необходима для применений, работающих в условиях высоких температур, так как она указывает на необходимость снижения номинальных параметров для поддержания производительности и долговечности.

4.3 Кривая снижения номинала прямого тока

Этот график определяет максимально допустимый непрерывный прямой ток как функцию температуры окружающей среды. Для предотвращения перегрева и обеспечения надежности ток должен быть уменьшен при работе выше 25°C.

4.4 Прямой ток в зависимости от прямого напряжения

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) изображает экспоненциальную зависимость между током и напряжением, что является основополагающим для выбора подходящей топологии драйвера (постоянный ток vs. на основе резистора).

4.5 Спектральное распределение

Спектральный график подтверждает монохроматический синий свет с центром около 468 нм и определенной шириной полосы, что важно для применений, чувствительных к цвету.

4.6 Диаграмма направленности

Эта полярная диаграмма наглядно подтверждает широкую, ламбертовскую диаграмму направленности с углом обзора 120°, показывая, как интенсивность света распределяется в пространстве.

5. Механическая информация и упаковка

5.1 Габаритные размеры корпуса

Корпус P-LCC-2 имеет компактные размеры. Ключевые размеры включают длину корпуса примерно 3.2мм, ширину 2.8мм и высоту 1.9мм. Катод идентифицируется выемкой или зеленой меткой на корпусе. Подробные чертежи содержат рекомендации по разводке контактных площадок для проектирования печатной платы, включая посадочное место и определение паяльной маски, со стандартными допусками ±0.1мм, если не указано иное.

5.2 Размеры катушки и ленты

Компонент поставляется на 8-миллиметровой несущей ленте для автоматизированной сборки методом "pick-and-place". Указаны размеры катушки и спецификации ячеек ленты для обеспечения совместимости со стандартным SMT-оборудованием. Каждая катушка содержит 2000 штук.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Светодиод совместим с процессами пайки оплавлением в парах флюса, инфракрасного оплавления и волновой пайки. Критический параметр для пайки оплавлением — пиковая температура 260°C в течение максимум 10 секунд. Для ручной пайки температура жала паяльника не должна превышать 350°C, а время контакта должно быть ограничено 3 секундами на контактную площадку. Крайне важно избегать механических нагрузок на корпус во время и после пайки. Устройство соответствует требованиям бессвинцовой технологии и директиве RoHS.

7. Упаковка и информация для заказа

Светодиоды упакованы в влагозащитные барьерные пакеты с осушителем для защиты от влаги во время хранения и транспортировки, так как они относятся к устройствам, чувствительным к влаге (MSD). Этикетка на катушке содержит коды для ранга силы света (CAT), ранга доминирующей длины волны (HUE) и ранга прямого напряжения (REF), которые напрямую соответствуют информации о сортировке. Артикул 67-11/BHC-FQ2S1F/2T кодирует эти выборки групп (например, F для группы длины волны, Q2/S1 для силы света и т.д.).

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Индикаторы состояния:Идеально подходят для индикаторов питания, связи или функциональных индикаторов в потребительской электронике, телекоммуникационных устройствах и промышленных панелях.
• Подсветка:Подходят для краевой или прямой подсветки небольших ЖК-дисплеев, символов клавиатуры или мембранных переключателей.
• Световоды/Светопроводы:Широкий угол обзора и прозрачный корпус делают его отличным точечным источником для пластиковых световодов, направляющих свет на лицевую панель.
• Общее освещение:Могут использоваться в массивах для декоративного или функционального освещения низкого уровня.

8.2 Соображения при проектировании

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный резистор или драйвер постоянного тока для установки прямого тока. Рассчитайте номинал резистора на основе напряжения питания и максимального V_F из выбранной группы (например, 3.5В), чтобы гарантировать, что ток ни при каких условиях не превысит 25мА.
• Тепловой менеджмент:Для непрерывной работы при высоких температурах окружающей среды или близко к максимальному току, рассмотрите возможность использования тепловых переходов на печатной плате и избегайте размещения других источников тепла поблизости. Соблюдайте кривую снижения номинала тока.
• Оптическое проектирование:Используйте преимущество угла обзора 120°. Для применений со световодами убедитесь, что материал и геометрия световода спроектированы для эффективного захвата и передачи этого широкого излучения.
• Защита от ЭСР:Хотя устройство имеет встроенную защиту от ЭСР (2000В HBM), все же рекомендуется применять стандартные меры предосторожности против ЭСР во время обращения и сборки.

9. Техническое сравнение

По сравнению со старыми типами светодиодов, такими как 5-миллиметровые выводные, этот SMD светодиод P-LCC-2 предлагает значительные преимущества: гораздо меньшие размеры, позволяющие создавать более плотные компоновки; совместимость с полностью автоматизированной сборкой, снижающая стоимость; и меньшая высота для более тонких конечных продуктов. Его широкий угол обзора является ключевым отличием от SMD светодиодов с узким углом, что делает его превосходным для применений, требующих видимости под большими углами без вторичной оптики. Определенная структура сортировки обеспечивает более жесткий контроль параметров по сравнению с несортированными светодиодами, гарантируя постоянство цвета и яркости в производственных партиях.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я питать этот светодиод напрямую от источника 5В?

О: Нет. Прямое напряжение составляет всего 2.7-3.5В. Подключение напрямую к 5В вызовет чрезмерный ток и разрушит светодиод. Вы должны использовать токоограничивающий резистор. Например, при питании 5В и типичном V_F 3.2В, для достижения I_F=20мА требуется резистор (5В - 3.2В) / 0.02А = 90 Ом.

В: Почему такой широкий диапазон силы света (от 90 до 285 мкд)?

О: Этот диапазон представляет общий разброс по всем производственным группам. Указывая конкретную группу (например, S1: 180-225 мкд) при заказе, вы можете гарантировать получение светодиодов в гораздо более узком диапазоне яркости для вашего применения.

В: Требуется ли радиатор?

О: Для работы при 20мА или ниже в указанном температурном диапазоне, для одного светодиода, как правило, не требуется отдельный радиатор. Однако, тепловой менеджмент через медные контактные площадки на печатной плате становится важным для массивов или работы при повышенных температурах окружающей среды.

В: Как определить катод?

О: Катод отмечен на корпусе. Обратитесь к чертежу габаритных размеров корпуса, на котором показан идентификационный признак (обычно зеленая точка или выемка со стороны катода).

11. Практический пример использования

Сценарий: Проектирование панели индикаторов состояния для сетевого маршрутизатора.На панели есть четыре значка (Питание, Интернет, Wi-Fi, Ethernet), которые необходимо подсветить сзади с помощью световодов. Разработчик выбирает этот синий светодиод P-LCC-2. Он выбирает группу S1 по силе света для обеспечения достаточной яркости и группу AA2 по длине волны для получения однородного синего оттенка. На печатной плате четыре светодиода размещаются непосредственно под точками входа литых световодов. Выбирается постоянный ток 18мА (чуть ниже максимума 20мА для запаса) с помощью простого расчета резистора на основе напряжения питания 3.3В и максимального V_F из выбранной группы по напряжению. Широкий угол обзора 120° обеспечивает эффективное введение света в световод, создавая равномерную подсветку значка с хорошей видимостью под углом. SMD корпус позволяет реализовать компактную компоновку печатной платы и автоматизированную сборку.

12. Введение в принцип работы

Данный светодиод основан на полупроводниковом чипе из нитрида индия-галлия (InGaN). Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее пороговое значение диода, электроны и дырки рекомбинируют в активной области полупроводникового материала. Этот процесс рекомбинации высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава InGaN определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны (цвету) излучаемого света — в данном случае, синему. Свет, генерируемый в чипе, затем выводится через корпус. Бесцветная прозрачная эпоксидная смола действует как линза, а внутренняя отражающая структура (упомянутая как "внутренний отражатель") помогает направить больше внутренне генерируемого света из верхней части корпуса, повышая эффективность и создавая широкий угол обзора.

13. Тенденции развития

Тенденция для индикаторных светодиодов, подобных этому, продолжается в направлении повышения эффективности (больше светового потока на мА тока), что снижает энергопотребление и тепловыделение. Размеры корпусов также продолжают уменьшаться, позволяя создавать еще более миниатюрную электронику. Растет акцент на более жесткой сортировке и лучшем постоянстве цвета для удовлетворения требований таких применений, как потребительская электроника, где критически важна однородность внешнего вида. Кроме того, интеграция электроники драйвера или защитных функций непосредственно в корпус светодиода является областью постоянного развития, направленной на упрощение схемотехники для конечных пользователей. Базовая технология InGaN для синих светодиодов является зрелой, но продолжает совершенствоваться для повышения надежности и производительности при экстремальных температурах.