Технический даташит светодиода Top View в корпусе P-LCC-2 - Ярко-красный - 20 мА - 120 мВт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики поверхностно-монтируемого светодиода с верхним излучением в корпусе P-LCC-2. Устройство имеет белый корпус и прозрачное бесцветное окно, обеспечивая широкий угол обзора, идеальный для индикаторных применений. Оно спроектировано для совместимости с современными процессами сборки, включая пайку оплавлением в паровой фазе, инфракрасную пайку оплавлением и волновую пайку, и подходит для использования с автоматическим монтажным оборудованием. Продукт поставляется на 8-мм ленте в катушке и соответствует требованиям по отсутствию свинца (Pb-free) и директиве RoHS.

Основное назначение данной серии светодиодов — использование в качестве оптического индикатора. Его широкий угол обзора и оптимизированная световая связь, достигнутые благодаря конструкции внутреннего отражателя, делают его особенно подходящим для работы со световодами. Низкое требование к прямому току также делает его отличным выбором для портативных электронных устройств с питанием от батарей или чувствительных к энергопотреблению.

2. Технические параметры

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Устройство не должно эксплуатироваться за пределами этих пределов, так как это может привести к необратимому повреждению.

• Обратное напряжение (V_R):5 В
• Постоянный прямой ток (I_F):50 мА
• Пиковый прямой ток (I_FP):100 мА (Скважность 1/10, 1 кГц)
• Рассеиваемая мощность (P_d):120 мВт
• Электростатический разряд (ESD) HBM:2000 В
• Рабочая температура (T_opr):-40°C до +85°C
• Температура хранения (T_stg):-40°C до +90°C
• Температура пайки (T_sol):Оплавление: 260°C в течение 10 сек; Ручная: 350°C в течение 3 сек.

2.2 Электрооптические характеристики (T_a= 25°C)

Типичные параметры, измеренные в стандартных условиях испытаний.

• Сила света (I_v):360 - 900 мкд (I_F= 20мА)
• Угол обзора (2θ_1/2):120° (I_F= 20мА)
• Пиковая длина волны (λ_p):632 нм (I_F= 20мА)
• Доминирующая длина волны (λ_d):621 - 631 нм (I_F= 20мА)
• Спектральная ширина (Δλ):20 нм (I_F= 20мА)
• Прямое напряжение (V_F):1.75 - 2.35 В (I_F= 20мА)
• Обратный ток (I_R):10 мкА макс. (V_R= 5В)

Примечания:Допуски указаны как ±11% для силы света, ±1нм для доминирующей длины волны и ±0.1В для прямого напряжения.

3. Система бинов

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве устройства сортируются по бинам на основе ключевых параметров.

3.1 Биннинг по силе света

Бины определяются кодом (например, T2, U1) с минимальным и максимальным значениями силы света при I_F=20мА.

• T2:360 - 450 мкд
• U1:450 - 565 мкд
• U2:565 - 715 мкд
• V1:715 - 900 мкд

3.2 Биннинг по доминирующей длине волны

Длина волны группируется для контроля воспринимаемого цвета (оттенка) красного света.

• Группа F, код FF1:621 - 626 нм
• Группа F, код FF2:626 - 631 нм

3.3 Биннинг по прямому напряжению

Прямое напряжение разбито на бины для помощи в проектировании схемы регулирования тока.

• Группа B, код 0:1.75 - 1.95 В
• Группа B, код 1:1.95 - 2.15 В
• Группа B, код 2:2.15 - 2.35 В

4. Анализ характеристических кривых

Графические данные дают представление о поведении устройства в различных условиях.

4.1 Относительная сила света в зависимости от прямого тока

Кривая показывает, как световой выход увеличивается с ростом прямого тока. Обычно она нелинейна, и эффективность может снижаться при очень высоких токах. Конструкторам следует выбирать рабочую точку, которая балансирует яркость с энергопотреблением и долговечностью устройства.

4.2 Сила света в зависимости от температуры окружающей среды

Эта кривая демонстрирует тепловое снижение светового выхода. Сила света обычно уменьшается с ростом температуры окружающей среды. Для применений с высокими температурами окружающей среды необходимо учитывать это снижение, чтобы обеспечить достаточную яркость.

4.3 Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

Вольт-амперная характеристика характерна для диода. Прямое напряжение имеет положительный температурный коэффициент, что означает его небольшое снижение с ростом температуры при заданном токе.

4.4 Спектральное распределение

Спектральный график подтверждает монохроматическую природу света с центром вокруг пиковой длины волны 632 нм, которая находится в области ярко-красного цвета видимого спектра. Узкая полоса пропускания указывает на хорошую чистоту цвета.

4.5 Диаграмма направленности

Полярная диаграмма иллюстрирует широкий угол обзора 120°, показывая почти ламбертовское излучение. Это подтверждает пригодность устройства для применений, требующих широкой видимости.

4.6 Кривая снижения прямого тока

Этот график определяет максимально допустимый постоянный прямой ток как функцию температуры окружающей среды. Чтобы предотвратить перегрев, ток должен быть уменьшен при работе выше определенной температуры (обычно начиная примерно с 60-70°C).

5. Механическая информация и упаковка

5.1 Габаритные размеры корпуса

Корпус P-LCC-2 имеет определенные механические контуры и расположение контактных площадок. Критические размеры включают общую длину, ширину и высоту, а также расположение маркировки катода. Все неуказанные допуски составляют ±0.1 мм. Конструкторы должны обращаться к подробному чертежу с размерами для создания посадочного места на печатной плате.

5.2 Определение полярности

Катод обычно идентифицируется визуальным маркером на корпусе, таким как выемка, точка или срезанный угол. Правильная ориентация имеет решающее значение для работы схемы.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Профиль групповой пайки оплавлением

Устройство рассчитано на пиковую температуру оплавления 260°C в течение максимум 10 секунд. Применимы стандартные профили IPC/JEDEC J-STD-020 для бессвинцовой сборки. Необходим точный контроль времени выше температуры ликвидуса, чтобы предотвратить тепловое повреждение эпоксидного корпуса.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, температура жала паяльника не должна превышать 350°C, а время контакта на вывод должно быть ограничено 3 секундами или менее.

6.3 Чувствительность к влаге и хранение

Продукт поставляется во влагозащитной упаковке (алюминиевый пакет с осушителем). После вскрытия герметичного пакета компоненты должны быть использованы в течение указанного периода времени (явно не указано, но стандартная практика — 168 часов для уровня 3 при ≤30°C/60% относительной влажности) или просушены согласно стандартным процедурам перед оплавлением, чтобы предотвратить "эффект попкорна".

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация на ленте и в катушке

Устройство поставляется на 8-мм несущей ленте. Стандартное количество в катушке — 2000 штук. Другие минимальные упаковочные количества включают 250, 500 и 1000 штук на катушку. Подробные размеры несущей ленты и катушки предоставлены для настройки автоматического оборудования.

7.2 Расшифровка маркировки

Этикетка на катушке содержит несколько кодов:

• CAT:Соответствует коду бина силы света (например, V1).
• HUE:Соответствует коду бина доминирующей длины волны (например, FF1).
• REF:Соответствует коду бина прямого напряжения (например, 1).

Эти коды позволяют отслеживать и выбирать конкретные классы производительности.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типовые сценарии применения

• Телекоммуникационное оборудование:Индикаторы состояния и подсветка клавиш или дисплеев в телефонах, факсах и маршрутизаторах.
• Потребительская электроника:Индикаторы питания, отключения звука или подключения в аудио/видео аппаратуре, компьютерах и периферийных устройствах.
• Промышленные системы управления:Панельные индикаторы состояния оборудования, аварийные сигналы или режимы работы.
• Применения со световодами:Широкий угол обзора и оптимизированная связь делают его идеальным для использования с формованными световодами для передачи света с печатной платы на переднюю панель или дисплей.
• Универсальная индикация:Любое применение, требующее яркого, надежного, маломощного визуального индикатора.

8.2 Особенности проектирования

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный резистор или драйвер постоянного тока, чтобы ограничить прямой ток безопасным значением, обычно 20мА для стандартной яркости, не превышая абсолютный максимум 50мА.
• Тепловой режим:В условиях высокой температуры окружающей среды или при работе на более высоких токах обеспечьте достаточную медную разводку на печатной плате или другой теплоотвод, чтобы поддерживать температуру перехода в пределах, ссылаясь на кривую снижения.
• Защита от ЭСР:Хотя устройство рассчитано на 2000В HBM, во время сборки и обращения следует соблюдать стандартные меры предосторожности по защите от электростатического разряда.
• Оптическое проектирование:Для применений со световодами учитывайте диаграмму направленности светодиода и конструкцию точки входа световода для максимизации эффективности связи.

9. Надежность и гарантия качества

Продукт проходит комплексный набор испытаний на надежность, проводимых с уровнем достоверности 90% и LTPD 10%. Пункты и условия испытаний включают:

• Стойкость к пайке оплавлением:260°C ±5°C минимум 10 секунд.
• Температурные циклы:300 циклов между -40°C и +100°C.
• Термоудар:300 циклов между -10°C и +100°C.
• Хранение при высокой и низкой температуре:1000 часов при +100°C и -40°C соответственно.
• Срок службы при постоянном токе:1000 часов при 20мА, 25°C.
• Высокая температура/высокая влажность (85/85):1000 часов при 85°C и 85% относительной влажности.

Эти испытания подтверждают надежность устройства в типичных условиях окружающей среды и рабочих нагрузках, встречающихся в электронных продуктах.

10. Техническое сравнение и отличия

Данный светодиод P-LCC-2 отличается в нескольких ключевых областях, актуальных для индикаторных применений. По сравнению с более простыми чип-светодиодами, формованный корпус P-LCC обеспечивает превосходную механическую защиту, более удобную обработку для автоматов установки и более стабильный оптический интерфейс. Широкий угол обзора 120 градусов является значительным преимуществом перед светодиодами с узким углом, когда требуется видимость вне оси. Использование полупроводникового материала AlGaInP для красного чипа обеспечивает более высокую световую эффективность и лучшую температурную стабильность по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP, что приводит к более яркому и стабильному красному световому потоку. Комплексная система бинов по интенсивности, длине волны и напряжению позволяет добиться более точного соответствия цвета и яркости в конечных продуктах, что критически важно для многоканальных индикаторных панелей или эстетических применений.

11. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

11.1 Какой рекомендуемый рабочий ток?

Стандартное условие испытаний и типичный рабочий ток — 20мА. Это обеспечивает хороший баланс яркости и эффективности. Устройство может работать до своего абсолютного максимума 50мА, но это приведет к большему выделению тепла и снижению долгосрочной надежности, если не реализовано надлежащее тепловое управление.

11.2 Как расшифровать коды бинов на этикетке?

Код CAT (например, V1) указывает диапазон силы света. Код HUE (например, FF1) указывает диапазон доминирующей длины волны, контролируя точный оттенок красного. Код REF (например, 1) указывает диапазон прямого напряжения. Для обеспечения постоянства характеристик нескольких устройств в сборке указывайте или запрашивайте компоненты с одинаковыми кодами бинов.

11.3 Можно ли использовать этот светодиод без токоограничивающего резистора?

No.Светодиоды — это устройства с токовым управлением. Прямое подключение к источнику напряжения вызовет чрезмерный ток, что может мгновенно разрушить светодиод. Последовательный резистор или активная схема постоянного тока обязательны.

11.4 Подходит ли этот светодиод для уличного использования?

Диапазон рабочих температур составляет от -40°C до +85°C, что охватывает многие уличные условия. Однако длительное прямое воздействие ультрафиолетового солнечного света и погодных условий (дождь, влажность) не оговорено. Для уличного использования светодиод должен быть размещен за защитной линзой или крышкой, а вся сборка должна быть соответствующим образом герметизирована и рассчитана на воздействие окружающей среды.

12. Практический пример проектирования

Сценарий:Проектирование панели индикаторов состояния для сетевого коммутатора с 24 портами, каждый из которых требует красный светодиод связи/активности. Светодиоды должны быть видны под широким углом, иметь одинаковый цвет и яркость, а конструкция должна быть энергоэффективной.

Реализация:

1. Выбор компонента:Данный ярко-красный светодиод P-LCC-2 выбран из-за его широкого угла обзора 120°, низкого тока управления 20мА и доступности в узких бинах производительности.
2. Проектирование схемы:Каждый светодиод управляется выводом GPIO микроконтроллера через последовательный резистор 100 Ом (рассчитан для питания 3.3В и типичного V_F2.0В, что дает ~13мА). Это ниже контрольной точки 20мА, но обеспечивает достаточную яркость при экономии энергии.
3. Разводка печатной платы:Светодиоды размещены в сетке. Используется рекомендуемое посадочное место с даташита. Под светодиодом сохранена небольшая запретная зона для предотвращения подъема припоя.
4. Оптическое проектирование:Спроектирован формованный массив световодов для направления света от каждого SMD светодиода на печатной плате к отдельным прозрачным окнам на передней панели. Широкий угол обзора светодиода обеспечивает эффективную связь со световодом.
5. Биннинг:Для обеспечения единообразного внешнего вида в заказе указаны светодиоды из одного бина силы света (например, U2) и одного бина доминирующей длины волны (например, FF1).
6. Тепловой режим:При возможном одновременном включении 24 светодиодов общая мощность низкая (~0.75Вт). На печатной плате не требуется специального теплового управления.

Этот пример показывает, как характеристики светодиода напрямую информируют и позволяют создать успешную, пригодную для производства конструкцию.

13. Принцип работы

Этот светодиод является полупроводниковым фотонным устройством. Его сердцевина — чип, изготовленный из эпитаксиальных слоев фосфида алюминия-галлия-индия (AlGaInP), выращенных на подложке. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее порог включения диода (примерно 1.8В), электроны и дырки инжектируются через p-n переход. Эти носители заряда рекомбинируют в активной области полупроводника, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный состав сплава AlGaInP определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую диктует длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае ярко-красный около 632 нм. Затем генерируемый свет извлекается через поверхность чипа, формируется и направляется внутренним отражателем и прозрачной эпоксидной линзой корпуса P-LCC для достижения желаемого широкого угла обзора.

14. Технологические тренды

Рынок индикаторных светодиодов продолжает развиваться. Общие тенденции включают стремление к еще более высокой световой отдаче (больше светового потока на ватт электрической мощности), что позволяет создавать более яркие индикаторы при меньших токах для повышения энергоэффективности портативных и IoT-устройств. Также наблюдается тенденция к миниатюризации, причем корпуса меньше P-LCC-2 становятся обычными для применений с ограниченным пространством. Повышенная надежность при более высоких температурах оплавления — еще одна область внимания, соответствующая передовым процессам сборки печатных плат. Кроме того, растущей тенденцией является интеграция управляющей электроники, такой как драйверы постоянного тока или даже простой логики, непосредственно в корпус светодиода ("умные светодиоды"), что упрощает проектирование схем для конечного пользователя. Хотя данное конкретное устройство представляет собой зрелую и надежную технологию, эти продолжающиеся разработки в области материалов, корпусов и интеграции формируют будущий ландшафт индикаторных компонентов.