Технический паспорт светодиода Top View серии 45-11 - Корпус 3.2x2.8x1.9мм - Напряжение 2.7-3.5В - Синий цвет

1. Обзор продукта

Серия 45-11 представляет собой семейство светодиодов Top View, предназначенных для индикации и подсветки. Эти компоненты размещены в компактном корпусе P-LCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier) с бесцветным прозрачным окном, обеспечивающим широкое и равномерное световое излучение. Основное конструктивное преимущество этой серии — оптимизированная световая связь, достигнутая за счёт интегрированного внутреннего отражателя в корпусе. Эта особенность в сочетании с широким углом обзора делает данные светодиоды особенно подходящими для использования со световодами, где критически важна эффективная передача света от источника к точке отображения.

Серия доступна в нескольких цветах, включая мягкий оранжевый, зелёный, синий и жёлтый, причём данный технический паспорт детально описывает синюю версию. Ключевой характеристикой этих приборов является их низкое потребление тока, что делает их идеальными для энергочувствительных применений, таких как портативная потребительская электроника, ручные устройства и любые системы, где минимизация энергопотребления является приоритетом. Сам корпус белого цвета, что способствует отражению света и общей яркости.

1.1 Ключевые особенности и соответствие стандартам

Прибор включает несколько важных особенностей для современной электронной сборки и надёжности:

• Корпус:P-LCC-2 с белым основанием и бесцветным прозрачным окном.
• Угол обзора:Широкий угол половинной яркости 120 градусов (2θ1/2) обеспечивает видимость с широкого диапазона позиций.
• Совместимость с производством:Компонент полностью совместим с процессами пайки оплавлением в паровой фазе, инфракрасным оплавлением и волновой пайкой. Он также предназначен для использования с автоматическим оборудованием для установки компонентов, поставляется на 8-миллиметровой ленте в катушке для эффективной сборки.
• Соответствие экологическим и нормативным требованиям:Продукт не содержит свинца (Pb-free), соответствует регламенту ЕС REACH и отвечает требованиям по отсутствию галогенов (Бром <900 ppm, Хлор <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Также он квалифицирован в соответствии со стандартом AEC-Q101 для автомобильных компонентов.
• Защита от ЭСР:Встроенная защита от электростатического разряда до 2000В (модель человеческого тела) повышает устойчивость к механическим воздействиям.

1.2 Целевые области применения

Сочетание особенностей определяет широкий спектр применений для серии 45-11:

• Телекоммуникации:Индикаторы состояния и подсветка клавиатуры в телефонах и факсимильных аппаратах.
• Подсветка дисплеев:Плоская подсветка для ЖК-панелей, переключателей и символов.
• Системы со световодами:Оптимизированная световая связь и широкий угол делают его отличным источником для применений со световодами.
• Общее индикаторное применение:Любое применение, требующее надёжного, яркого индикатора.
• Автомобильное внутреннее освещение:В частности, упоминается для применений, таких как подсветка приборной панели, с использованием его квалификации AEC-Q101.

2. Технические параметры: Подробный объективный анализ

В этом разделе представлен детальный объективный анализ ключевых электрических, оптических и тепловых параметров, указанных для синего светодиода 45-11.

2.1 Абсолютные максимальные режимы

Эти режимы определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению прибора. Работа на этих пределах или близко к ним не гарантируется и должна быть исключена при проектировании схемы.

• Обратное напряжение (V_R):5В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать пробой перехода.
• Постоянный прямой ток (I_F):30 мА. Максимальный постоянный ток, который можно прикладывать непрерывно.
• Пиковый прямой ток (I_FP):100 мА. Это допустимо только в импульсном режиме со скважностью 1/10 на частоте 1 кГц. Полезно для мультиплексирования или кратковременных импульсов высокой яркости.
• Рассеиваемая мощность (P_d):120 мВт. Максимальная мощность, которую корпус может рассеивать в виде тепла, рассчитывается как Прямое напряжение (V_F) × Прямой ток (I_F).
• Рабочая температура (T_opr):от -40°C до +85°C. Диапазон температуры окружающей среды, в котором прибор должен работать.
• Температура хранения (T_stg):от -40°C до +90°C.
• Температура пайки:Определяет тепловые профили для сборки: 260°C в течение 10 секунд при оплавлении или 350°C в течение 3 секунд для ручной пайки.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измеряются при стандартных условиях испытаний: температура окружающей среды (T_a) 25°C и прямой ток (I_F) 20 мА, если не указано иное. Допуски чётко определены.

• Сила света (I_v):Диапазон от минимум 225 мкд до максимум 565 мкд, с типичным значением, подразумеваемым системой сортировки. Допуск ±11%.
• Угол обзора (2θ_1/2):120 градусов (типично). Это полный угол, при котором сила света падает до половины своего пикового осевого значения.
• Пиковая длина волны (λ_p):468 нм (типично). Длина волны, на которой спектральное распределение мощности максимально.
• Доминирующая длина волны (λ_d):от 464 нм до 472 нм. Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, определяющая цвет. Допуск ±1 нм.
• Спектральная ширина полосы (Δλ):25 нм (типично). Ширина спектра излучения на половине максимальной интенсивности (FWHM).
• Прямое напряжение (V_F):от 2.70 В до 3.50 В при I_F=20мА. Допуск ±0.05В. Этот диапазон критически важен для проектирования схем ограничения тока.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения стабильности производства светодиоды сортируются по группам производительности. Серия 45-11 использует трёхмерную систему сортировки по силе света, доминирующей длине волны и прямому напряжению.

3.1 Сортировка по силе света

Светодиоды классифицируются на четыре группы (S2, T1, T2, U1) на основе измеренной силы света при 20 мА.

• Группа S2:от 225 мкд (Мин.) до 285 мкд (Макс.)
• Группа T1:от 285 мкд до 360 мкд
• Группа T2:от 360 мкд до 450 мкд
• Группа U1:от 450 мкд до 565 мкд

Конкретный код устройства \"45-11/B7C-FS2U1B14/2T-AFM\" указывает, что оно относится к группе U1 по силе света.

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Синие светодиоды сгруппированы (Группа F) и далее разделены на четыре группы (AA1 до AA4) для точного контроля цвета.

• Группа AA1:от 464 нм до 466 нм
• Группа AA2:от 466 нм до 468 нм
• Группа AA3:от 468 нм до 470 нм
• Группа AA4:от 470 нм до 472 нм

Код \"B7C\", вероятно, соответствует конкретной группе длины волны в Группе F.

3.3 Сортировка по прямому напряжению

Прямое напряжение сортируется на восемь категорий (Группы 34 до 41) в общем диапазоне от 2.70В до 3.50В. Каждая группа имеет шаг 0.1В.

• Пример Группы 34:от 2.70В до 2.80В
• Пример Группы 35:от 2.80В до 2.90В
• ... доГруппа 41:от 3.40В до 3.50В

Код \"B14\" в номере детали указывает группу прямого напряжения.

4. Анализ характеристических кривых

Технический паспорт включает несколько типичных характеристических кривых, которые необходимы для понимания поведения прибора в нестандартных условиях.

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

Эта кривая показывает экспоненциальную зависимость между током и напряжением. Для типичного синего светодиода InGaN напряжение включения составляет около 2.7В-2.8В, после чего ток быстро возрастает при небольшом увеличении напряжения. Это подчёркивает критическую необходимость использования токоограничивающего устройства (например, резистора или драйвера постоянного тока) последовательно со светодиодом для предотвращения теплового разгона из-за перегрузки по току.

4.2 Относительная сила света в зависимости от прямого тока

Этот график демонстрирует, что световой выход приблизительно пропорционален прямому току в типичном рабочем диапазоне (например, до 30-40 мА). Однако эффективность (люмен на ватт) может достигать пика при токе ниже абсолютного максимального режима. Работа выше рекомендуемого тока снижает эффективность и ускоряет деградацию светового потока и старение прибора.

4.3 Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды

Световой выход светодиода зависит от температуры. При увеличении температуры перехода сила света обычно уменьшается. Эта кривая количественно определяет это снижение. Для 45-11 выход остаётся относительно стабильным при низких температурах, но показывает заметное снижение, когда температура окружающей среды приближается к верхнему пределу 85°C. Это необходимо учитывать в конструкциях для высокотемпературных сред, таких как салон автомобиля.

4.4 Спектральное распределение

Спектральный график показывает единственный доминирующий пик с центром около 468 нм, что характерно для синих светодиодов на основе InGaN. FWHM 25 нм указывает на относительно чистый синий цвет. Минимальное излучение в других частях видимого спектра.

4.5 Диаграмма направленности

Полярная диаграмма иллюстрирует пространственное распределение света. Подтверждается широкий угол обзора 120°, показывая близкую к ламбертовой или \"крыло летучей мыши\" диаграмму, характерную для светодиодов Top View с линзой, обеспечивающую хорошую видимость вне оси.

4.6 Кривая снижения прямого тока

Эта кривая определяет максимально допустимый постоянный прямой ток как функцию температуры окружающей среды. При повышении температуры максимально безопасный ток уменьшается, чтобы оставаться в пределах рассеиваемой мощности прибора и предотвратить перегрев. При 85°C максимально допустимый I_Fзначительно ниже номинала 30 мА при 25°C.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Корпус P-LCC-2 имеет следующие ключевые размеры (все в мм, допуск ±0.1мм, если не указано иное):

• Общая длина: 3.2 мм
• Общая ширина: 2.8 мм
• Общая высота: 1.9 мм
• Шаг выводов: 2.54 мм (стандартный шаг 0.1 дюйма)
• Длина вывода: 0.5 мм (минимум)
• Идентификатор катода: На корпусе имеется зелёная метка катода и выемка для указания полярности.

Эти размеры критически важны для проектирования посадочного места на печатной плате, обеспечивая правильное размещение, пайку и зазоры.

5.2 Идентификация полярности

Правильная полярность имеет важное значение. Катод (отрицательный вывод) идентифицируется по:

1. Зелёной маркировке на корпусе рядом с выводом катода.
2. Выемке или вырезу на стороне корпуса рядом с катодом.

Анодный вывод обычно длиннее в упаковке на ленте и катушке, но маркировка на корпусе является основным ориентиром во время сборки и проверки.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Параметры процесса пайки

Прибор рассчитан на распространённые процессы пайки:

• Пайка оплавлением (без свинца):Указана пиковая температура 260°C в течение максимум 10 секунд. Рекомендуемый температурный профиль должен включать предварительный нагрев для активации флюса и минимизации теплового удара.
• Ручная пайка:Максимальная температура жала паяльника 350°C, прикладываемая не более 3 секунд на вывод.
• Критическое ограничение:Пайка оплавлением не должна выполняться более двух раз на одном и том же приборе, чтобы избежать чрезмерного термического напряжения на корпусе и проволочных соединениях.

6.2 Хранение и чувствительность к влаге

Светодиоды упакованы в влагозащитный барьерный пакет с осушителем для предотвращения поглощения атмосферной влаги, которая может вызвать \"вспучивание\" (растрескивание корпуса) во время оплавления.

• До вскрытия:Хранить при ≤30°C и ≤70% относительной влажности (RH). Использовать в течение одного года.
• После вскрытия:Завершить пайку в течение 72 часов (3 дней) в условиях ≤30°C и ≤60% RH.
• Повторная упаковка:Если не использованы в течение 3 дней, неиспользованные детали должны быть повторно запечатаны в оригинальный или эквивалентный влагозащитный пакет со свежим осушителем.
• Прогрев (сушка):Если время хранения превышено или индикатор осушителя показывает насыщение, требуется однократный прогрев при 60°C ±5°C в течение 24 часов для удаления влаги перед пайкой.

6.3 Критические меры предосторожности при использовании

• Защита от перегрузки по току:Внешний токоограничивающий резистор или драйвер постоянного тока обязательны. Экспоненциальная ВАХ светодиода означает, что небольшое увеличение напряжения вызывает большой скачок тока, приводящий к немедленному отказу.
• Механическое напряжение:Избегайте приложения механического напряжения (изгиб, надавливание) на корпус светодиода или выводы во время или после пайки.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации ленты и катушки

Продукт поставляется для автоматической сборки:

• Ширина несущей ленты:8 мм.
• Шаг карманов:4.0 мм.
• Размеры катушки:Стандартная 13-дюймовая катушка с указанными в чертежах техпаспорта размерами ступицы, фланца и общими габаритами.
• Количество на катушке:2000 штук.

7.2 Объяснение маркировки

Этикетка на катушке содержит несколько кодов:

• P/N:Полный номер детали (например, 45-11/B7C-FS2U1B14/2T-AFM).
• LOT No.:Прослеживаемый номер производственной партии.
• QTY:Количество на катушке.
• CAT:Ранг силы света (например, U1).
• HUE:Ранг доминирующей длины волны.
• REF:Ранг прямого напряжения.

8. Рекомендации по применению и соображения при проектировании

8.1 Типовые схемы включения

Самая базовая схема управления — это источник напряжения (V_CC), последовательно с токоограничивающим резистором (R_S) и светодиодом. Значение резистора рассчитывается как: R_S= (V_CC- V_F) / I_F. Например, при питании 5В, V_F3.0В (типично) и желаемом I_F20 мА: R_S= (5 - 3.0) / 0.02 = 100 Ом. Номинальная мощность резистора должна быть I_F²× R_S= 0.04 Вт, поэтому стандартного резистора 1/8Вт (0.125Вт) или 1/10Вт достаточно.

Для применений, требующих стабильной яркости или работы в широком диапазоне напряжений, рекомендуется использовать микросхему драйвера постоянного тока.

8.2 Проектирование для применений со световодами

При сопряжении со световодом:

• Выравнивание:Точно совместите оптический центр светодиода с входной гранью световода.
• Зазор:Поддерживайте небольшой контролируемый воздушный зазор (или используйте оптический клей) между куполом светодиода и световодом для максимизации эффективности световой связи.
• Сортировка:Для массивов из нескольких светодиодов (например, для подсветки панели) используйте светодиоды из одинаковых групп силы света и длины волны, чтобы обеспечить равномерную яркость и цвет по всему дисплею.

8.3 Соображения по тепловому управлению

Хотя корпус мал, эффективный теплоотвод улучшает долговечность и поддерживает яркость:

• Разводка печатной платы:Используйте теплопроводящие переходные отверстия под тепловой площадкой светодиода (если применимо) или подключённые к его выводам для отвода тепла на земляной/силовой слой.
• Температура окружающей среды:Соблюдайте кривую снижения тока. В высокотемпературных средах (например, внутри автомобиля в жаркий день) уменьшите ток управления или обеспечьте адекватную вентиляцию.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Объективно, серия 45-11 предлагает несколько отличительных особенностей по сравнению с обычными светодиодами:

• Широкий угол обзора против узкоугольных светодиодов:Угол 120° превосходит узкоугольные светодиоды, используемые для сфокусированных лучей, в применениях, требующих широкой видимости (приборные панели, индикаторы состояния).
• Корпус P-LCC-2 против выводных:Поверхностный монтаж позволяет создавать более компактные, лёгкие и автоматизируемые конструкции по сравнению с традиционными выводными светодиодами, такими как T-1 3/4.
• Автомобильная квалификация (AEC-Q101):Эта формальная квалификация на надёжность в условиях автомобильных нагрузок (тепловые циклы, влажность и т.д.) отличает его от коммерческих светодиодов, делая пригодным для применений в салоне автомобиля.
• Интегрированный отражатель:Литой внутренний отражатель в корпусе улучшает эффективность извлечения и связи света, что не присутствует во всех базовых SMD-корпусах светодиодов.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В1: Могу ли я управлять этим светодиодом напрямую с вывода микроконтроллера на 3.3В?

О: Не рекомендуется. Прямое напряжение (2.7В-3.5В) очень близко к или превышает напряжение питания 3.3В. Даже если он загорится, ток будет неконтролируемым и очень чувствительным к вариациям V_F, что, вероятно, приведёт к нестабильной яркости или повреждению. Всегда используйте последовательный резистор или драйвер.

В2: В чём разница между пиковой длиной волны и доминирующей длиной волны?

О: Пиковая длина волны (λ_p) — это физический пик спектра излучения (468 нм). Доминирующая длина волны (λ_d) — это психофизическая единственная длина волны, соответствующая воспринимаемому цвету (464-472 нм). Для монохроматических светодиодов, как этот синий, они очень близки. λ_dболее актуальна для спецификации цвета.

В3: Почему процедуры хранения и прогрева так специфичны?

О: Пластиковый корпус поглощает влагу. Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта влага может быстро испаряться, создавая внутреннее давление, которое может расслоить корпус или расколоть кристалл (\"вспучивание\"). Процедуры контролируют воздействие влаги для предотвращения этого вида отказа.

В4: Как интерпретировать номер детали 45-11/B7C-FS2U1B14/2T-AFM?

О: Это закодированный идентификатор. \"45-11\" — серия. \"B7C\", вероятно, указывает на группу цвета/длины волны (Синий, конкретная подгруппа). \"FS2U1\" указывает группы силы света (вероятно, охватывающие диапазон). \"B14\" — группа прямого напряжения. \"2T\" и \"AFM\" могут относиться к типу ленты и другим заводским кодам.

11. Пример практического применения

Сценарий: Проектирование индикатора приборной панели для автомобильного аксессуара.

1. Выбор:Выбран синий светодиод 45-11 из-за его квалификации AEC-Q101, широкого угла обзора (хорошо для видимости водителем) и пригодности для возможной интеграции со световодом за иконкой.
2. Проектирование схемы:Используется номинальная 12-вольтовая система автомобиля. Рассчитывается последовательный резистор. Предполагая наихудший случай V_F3.5В и целевой I_F20 мА: R_S= (12 - 3.5) / 0.02 = 425 Ом. Ближайшее стандартное значение с 5% допуском — 430 Ом. Рассеиваемая мощность: (0.02)²* 430 = 0.172Вт, поэтому выбран резистор на 1/4Вт.
3. Тепловой анализ:Среда приборной панели может достигать 85°C. Согласно кривой снижения, максимальный постоянный ток при 85°C снижается. Необходимо убедиться, что выбранные 20 мА безопасны при этой температуре. Если нет, ток, возможно, потребуется снизить до 15 мА.
4. Разводка печатной платы:Посадочное место соответствует корпусу 3.2x2.8мм с шагом контактных площадок 2.54мм. Вокруг светодиода оставлена небольшая запретная зона для корпуса световода. Добавлены тепловые переходные отверстия под катодной площадкой, подключённые к земляному слою для распределения тепла.
5. Сборка:Светодиоды заказаны на 8-миллиметровой ленте в катушке для автоматической сборки. Профиль оплавления установлен так, чтобы не превышать пиковую температуру 260°C. На производстве соблюдается 72-часовой лимит воздействия после вскрытия влагозащитных пакетов.

Терминология спецификаций LED

Полное объяснение технических терминов LED