Содержание
- 1. Обзор продукта
- 1.1 Общее описание
- 1.2 Особенности
- 1.3 Применение
- 2. Размеры корпуса и схемы пайки
- 2.1 Механические размеры
- 2.2 Рекомендуемая схема пайки
- 3. Электрические и оптические характеристики
- 3.1 Биннинг прямого напряжения
- 3.2 Биннинг доминантной длины волны
- 3.3 Биннинг силы света
- 3.4 Угол обзора и обратный ток
- 3.5 Тепловое сопротивление
- 4. Абсолютные максимальные номинальные значения
- 5. Типовые кривые оптических характеристик
- 5.1 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока
- 5.2 Прямой ток в зависимости от относительной интенсивности
- 5.3 Температура вывода в зависимости от относительной интенсивности
- 5.4 Прямой ток в зависимости от доминантной длины волны
- 5.5 Относительная интенсивность в зависимости от длины волны
- 5.6 Диаграмма направленности
- 6. Информация об упаковке
- 6.1 Размеры транспортной ленты
- 6.2 Размеры катушки
- 6.3 Информация на этикетке
- 6.4 Влагозащитная упаковка
- 6.5 Картонная коробка
- 7. Элементы и критерии испытаний на надежность
- 7.1 Испытания на надежность
- 7.2 Критерии отказа
- 8. Инструкции по пайке оплавлением SMT
- 8.1 Профиль оплавления
- 8.2 Ручная пайка
- 8.3 Ремонт
- 8.4 Меры предосторожности
- 9. Меры предосторожности при обращении и хранении
- 9.1 Экологические соображения
- 9.2 Летучие органические соединения (ЛОС)
- 9.3 Проектирование схемы
- 9.4 Тепловое проектирование
- 9.5 Условия хранения
- 9.6 Защита от электростатического разряда (ESD)
- Терминология спецификаций LED
- Фотоэлектрическая производительность
- Электрические параметры
- Тепловой менеджмент и надежность
- Упаковка и материалы
- Контроль качества и сортировка
- Тестирование и сертификация
1. Обзор продукта
1.1 Общее описание
Данный продукт представляет собой янтарный SMD светодиод, изготовленный на основе янтарного кристалла. Размеры корпуса составляют 1,6 мм x 0,8 мм x 0,7 мм, что делает его подходящим для компактных электронных сборок. Светодиод имеет чрезвычайно широкий угол обзора 140°, обеспечивая равномерное распределение света в индикаторных и дисплейных приложениях.
1.2 Особенности
- Чрезвычайно широкий угол обзора 140°.
- Совместимость со всеми процессами SMT сборки и пайки.
- Уровень чувствительности к влажности: Уровень 3 (по IPC/JEDEC J-STD-020).
- Соответствие требованиям RoHS.
1.3 Применение
- Оптические индикаторы.
- Переключатели, символы и дисплеи.
- Общее освещение и сигнализация.
2. Размеры корпуса и схемы пайки
2.1 Механические размеры
Корпус светодиода имеет прямоугольную форму с размерами 1,6 мм (длина) x 0,8 мм (ширина) x 0,7 мм (высота). Вид сверху показывает расположение излучающей области, а вид снизу указывает на две контактные площадки с маркировкой полярности. Размеры указаны в миллиметрах с допуском ±0,2 мм, если не указано иное.
Вид сбоку иллюстрирует высоту 0,7 мм и небольшую фаску на одном углу для идентификации полярности. Полярность также указана маркировкой на нижней стороне.
2.2 Рекомендуемая схема пайки
Для оптимальной надежности паяных соединений предоставляется рекомендуемый рисунок контактных площадок на печатной плате. Схема состоит из двух прямоугольных площадок, расположенных на расстоянии 0,8 мм друг от друга, каждая шириной 0,8 мм, общей шириной 2,4 мм. Трафарет для паяльной пасты должен быть разработан соответствующим образом для достижения правильного объема припоя.
3. Электрические и оптические характеристики
3.1 Биннинг прямого напряжения
При испытательном токе 20 мА и температуре Ts=25°C прямое напряжение (VF) подразделяется на три бина:
- Бин B0: 1,8 В до 2,0 В (типичное 1,9 В)
- Бин C0: 2,0 В до 2,2 В (типичное 2,1 В)
- Бин D0: 2,2 В до 2,4 В (типичное 2,3 В)
Допуск измерения прямого напряжения составляет ±0,1 В. Эти бины позволяют заказчикам выбирать светодиоды с постоянным напряжением для параллельных или последовательных конфигураций.
3.2 Биннинг доминантной длины волны
Доминантная длина волны (λD) измеряется при 20 мА и 25°C, с двумя бинами, покрывающими янтарный спектр:
- Бин A00: 600 нм до 605 нм
- Бин B00: 605 нм до 610 нм
Допуск измерения составляет ±2 нм. Полуширина спектра обычно составляет 15 нм, что указывает на относительно узкий цветовой спектр, подходящий для монохроматических индикаторов.
3.3 Биннинг силы света
Сила света (IV) разделена на четыре группы при 20 мА:
- F20: 80 до 100 мкд
- G10: 100 до 120 мкд
- G20: 120 до 150 мкд
- H10: 150 до 180 мкд
Допуск измерения ±10%.
3.4 Угол обзора и обратный ток
Угол обзора (2θ1/2) обычно составляет 140°, что обеспечивает широкую диаграмму направленности. Обратный ток при VR=5 В составляет максимум 10 мкА, что указывает на хорошее качество p-n перехода.
3.5 Тепловое сопротивление
Тепловое сопротивление от перехода к точке пайки (RTHJ-S) составляет максимум 450°C/Вт. Этот параметр важен для терморегулирования в приложениях с высоким током.
4. Абсолютные максимальные номинальные значения
Светодиод не должен эксплуатироваться при превышении следующих абсолютных максимальных номиналов при Ts=25°C:
- Рассеиваемая мощность: 72 мВт
- Прямой ток: 30 мА (непрерывный)
- Пиковый прямой ток (импульсный): 60 мА (коэффициент заполнения 1/10, длительность импульса 0,1 мс)
- Электростатический разряд (HBM): 2000 В
- Рабочая температура: от -40 до +85 °C
- Температура хранения: от -40 до +85 °C
- Температура перехода: 95 °C
Необходимо соблюдать осторожность, чтобы продукт не превышал этих пределов, так как это может привести к необратимому повреждению.
5. Типовые кривые оптических характеристик
Следующие кривые иллюстрируют типовую производительность светодиода в различных условиях (все измерения выполнены при Ts=25°C, если не указано иное):
5.1 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока
При увеличении прямого тока от 0 до 30 мА прямое напряжение возрастает приблизительно линейно от 1,8 В до 2,4 В (в зависимости от бина). Эта зависимость важна для проектирования драйвера.
5.2 Прямой ток в зависимости от относительной интенсивности
Относительная сила света возрастает с увеличением прямого тока почти линейно до 30 мА, с некоторым насыщением при более высоких токах.
5.3 Температура вывода в зависимости от относительной интенсивности
При более высоких температурах вывода относительная интенсивность уменьшается. Кривая показывает, что при 85°C интенсивность может упасть до 70% от значения при 25°C.
5.4 Прямой ток в зависимости от доминантной длины волны
Доминантная длина волны незначительно смещается с изменением прямого тока. При 20 мА длина волны находится в пределах указанного бина, но при более высоких токах может произойти небольшой красный сдвиг.
5.5 Относительная интенсивность в зависимости от длины волны
Спектральное распределение показывает пик интенсивности около 605 нм с полушириной примерно 15 нм.
5.6 Диаграмма направленности
Диаграмма направленности близка к ламбертовской с широким углом обзора 140°. Относительная интенсивность падает до 50% при отклонении от оси на 70°.
6. Информация об упаковке
6.1 Размеры транспортной ленты
Светодиоды упаковываются в транспортную ленту шириной 8,0 мм и шагом карманов 4,0 мм. В каждом кармане находится один светодиод с маркировкой ориентации полярности. Лента запечатана верхней крышкой. Размеры: ширина 8,00 мм, шаг карманов 4,00 мм, глубина кармана 0,95 мм, расстояние до отверстия звездочки 2,00 мм.
6.2 Размеры катушки
Каждая катушка имеет диаметр 178 мм ±1 мм, ширину 8,0 мм ±0,1 мм, диаметр ступицы 60 мм ±1 мм и диаметр центрального отверстия 13,0 мм ±0,5 мм. Катушка содержит 4000 светодиодов.
6.3 Информация на этикетке
Этикетка включает номер детали, номер спецификации, номер партии, код бина (включая световой поток, цветность, прямое напряжение, длину волны), количество и дату. Код бина кодирует конкретную категорию производительности для отслеживаемости.
6.4 Влагозащитная упаковка
Катушки помещаются во влагозащитный пакет с осушителем и индикатором влажности. Пакет запечатывается и маркируется. Уровень чувствительности к влажности 3, что означает срок годности светодиодов после вскрытия пакета 168 часов при условиях ≤30°C и ≤60% относительной влажности.
6.5 Картонная коробка
Запечатанные пакеты упаковываются в картонные коробки для отгрузки. Коробка обеспечивает механическую защиту и возможность штабелирования.
7. Элементы и критерии испытаний на надежность
7.1 Испытания на надежность
Светодиод прошел квалификацию в ходе различных испытаний на надежность в соответствии со стандартами JEDEC. Они включают:
- Пайка оплавлением: макс. 260°C в течение 10 секунд, 2 раза
- Температурный цикл: от -40°C до 100°C, 100 циклов
- Тепловой удар: от -40°C до 100°C, 300 циклов
- Хранение при высокой температуре: 100°C в течение 1000 часов
- Хранение при низкой температуре: -40°C в течение 1000 часов
- Испытание на срок службы: 25°C, 20 мА в течение 1000 часов
Все испытания проводились на 22 образцах с критериями приемки: 0 отказов и 1 брак.
7.2 Критерии отказа
После воздействия стресса светодиод считается отказавшим, если:
- Прямое напряжение превышает 1,1-кратное верхнее предельное значение.
- Обратный ток превышает 2,0-кратное верхнее предельное значение.
- Световой поток падает ниже 0,7-кратного нижнего предельного значения.
8. Инструкции по пайке оплавлением SMT
8.1 Профиль оплавления
Рекомендуемый профиль пайки оплавлением следующий (по JEDEC J-STD-020):
- Средняя скорость нарастания температуры (Tsmax до TP): макс. 3°C/с
- Предварительный нагрев: от 150°C до 200°C в течение 60-120 секунд
- Время выше 217°C (TL): макс. 60 секунд
- Пиковая температура (TP): 260°C
- Время в пределах 5°C от пика: макс. 30 секунд
- Скорость охлаждения: макс. 6°C/с
- Время от 25°C до пика: макс. 8 минут
Пайка оплавлением не должна выполняться более двух раз. Если между двумя процессами пайки прошло более 24 часов, светодиоды могут поглотить влагу и потребуют сушки.
8.2 Ручная пайка
При необходимости ручной пайки температура жала должна быть ниже 300°C, а время контакта менее 3 секунд. Ручная пайка допускается только один раз.
8.3 Ремонт
Ремонт после оплавления не рекомендуется. Если это неизбежно, следует использовать двусторонний паяльник, и необходимо проверить влияние на характеристики светодиода.
8.4 Меры предосторожности
- Не устанавливайте светодиоды на искривленные участки печатной платы.
- Не прилагайте механического усилия или вибрации во время охлаждения после пайки.
- Не подвергайте устройство быстрому охлаждению.
9. Меры предосторожности при обращении и хранении
9.1 Экологические соображения
Рабочая среда и контактирующие материалы должны содержать менее 100 PPM серы и ее соединений для предотвращения коррозии посеребренного выводного каркаса. Кроме того, содержание брома и хлора по отдельности должно быть менее 900 PPM, а их общее содержание - менее 1500 PPM.
9.2 Летучие органические соединения (ЛОС)
ЛОС, выделяемые из материалов осветительной арматуры, могут проникать в силиконовый герметик и вызывать обесцвечивание под воздействием тепла и света, что приводит к значительной потере света. Производитель рекомендует не использовать химические вещества, которые могут отрицательно повлиять на работу устройства. Рекомендуется проводить тестирование на совместимость всех материалов, контактирующих со светодиодом.
9.3 Проектирование схемы
Ток через каждый светодиод не должен превышать абсолютного максимального номинала. Для предотвращения повреждения из-за небольших колебаний напряжения следует использовать токоограничивающий резистор. Схема должна подавать только прямое напряжение во время работы; обратное напряжение может вызвать миграцию и повреждение.
9.4 Тепловое проектирование
Терморегулирование имеет решающее значение, поскольку выделение тепла снижает световую эффективность и смещает цвет. Для поддержания температуры перехода ниже максимального номинала 95°C необходимы адекватный теплоотвод и конструкция печатной платы.
9.5 Условия хранения
- Перед вскрытием алюминиевого пакета: хранить при ≤30°C и ≤75% относительной влажности до 1 года с даты изготовления.
- После вскрытия: хранить при ≤30°C и ≤60% относительной влажности до 168 часов.
- Если условия хранения превышены или пакет поврежден, перед использованием сушить при 60±5°C в течение ≥24 часов.
9.6 Защита от электростатического разряда (ESD)
Светодиоды чувствительны к электростатическому разряду и электрическим перегрузкам. Во время обращения и сборки следует использовать надлежащие меры контроля ESD (например, заземленные рабочие места, антистатические пакеты).
Для получения дополнительной информации обратитесь к соответствующим примечаниям производителя.
Терминология спецификаций LED
Полное объяснение технических терминов LED
Фотоэлектрическая производительность
| Термин | Единица/Обозначение | Простое объяснение | Почему важно |
|---|---|---|---|
| Световая отдача | лм/Вт (люмен на ватт) | Световой выход на ватт электроэнергии, выше означает более энергоэффективный. | Прямо определяет класс энергоэффективности и стоимость электроэнергии. |
| Световой поток | лм (люмен) | Общий свет, излучаемый источником, обычно называется "яркостью". | Определяет, достаточно ли свет яркий. |
| Угол обзора | ° (градусы), напр., 120° | Угол, где интенсивность света падает наполовину, определяет ширину луча. | Влияет на диапазон освещения и равномерность. |
| Цветовая температура | K (Кельвин), напр., 2700K/6500K | Теплота/холодность света, низкие значения желтоватые/теплые, высокие беловатые/холодные. | Определяет атмосферу освещения и подходящие сценарии. |
| Индекс цветопередачи | Безразмерный, 0–100 | Способность точно передавать цвета объектов, Ra≥80 хорошо. | Влияет на аутентичность цвета, используется в местах с высоким спросом, таких как торговые центры, музеи. |
| Допуск по цвету | Шаги эллипса МакАдама, напр., "5-шаговый" | Метрика постоянства цвета, меньшие шаги означают более постоянный цвет. | Обеспечивает равномерный цвет по всей партии светодиодов. |
| Доминирующая длина волны | нм (нанометры), напр., 620нм (красный) | Длина волны, соответствующая цвету цветных светодиодов. | Определяет оттенок красных, желтых, зеленых монохромных светодиодов. |
| Спектральное распределение | Кривая длина волны против интенсивности | Показывает распределение интенсивности по длинам волн. | Влияет на цветопередачу и качество цвета. |
Электрические параметры
| Термин | Обозначение | Простое объяснение | Соображения по проектированию |
|---|---|---|---|
| Прямое напряжение | Vf | Минимальное напряжение для включения светодиода, как "порог запуска". | Напряжение драйвера должно быть ≥Vf, напряжения складываются для последовательных светодиодов. |
| Прямой ток | If | Значение тока для нормальной работы светодиода. | Обычно постоянный ток, ток определяет яркость и срок службы. |
| Максимальный импульсный ток | Ifp | Пиковый ток, допустимый в течение коротких периодов, используется для диммирования или вспышек. | Ширина импульса и коэффициент заполнения должны строго контролироваться, чтобы избежать повреждения. |
| Обратное напряжение | Vr | Максимальное обратное напряжение, которое светодиод может выдержать, сверх может вызвать пробой. | Схема должна предотвращать обратное соединение или скачки напряжения. |
| Тепловое сопротивление | Rth (°C/W) | Сопротивление теплопередаче от чипа к припою, ниже лучше. | Высокое тепловое сопротивление требует более сильного рассеивания тепла. |
| Устойчивость к ЭСР | В (HBM), напр., 1000В | Способность выдерживать электростатический разряд, выше означает менее уязвимый. | В производстве необходимы антистатические меры, особенно для чувствительных светодиодов. |
Тепловой менеджмент и надежность
| Термин | Ключевой показатель | Простое объяснение | Влияние |
|---|---|---|---|
| Температура перехода | Tj (°C) | Фактическая рабочая температура внутри светодиодного чипа. | Каждое снижение на 10°C может удвоить срок службы; слишком высокая вызывает спад света, смещение цвета. |
| Спад светового потока | L70 / L80 (часов) | Время, за которое яркость падает до 70% или 80% от начальной. | Прямо определяет "срок службы" светодиода. |
| Поддержание светового потока | % (напр., 70%) | Процент яркости, сохраняемый после времени. | Указывает на сохранение яркости при долгосрочном использовании. |
| Смещение цвета | Δu′v′ или эллипс МакАдама | Степень изменения цвета во время использования. | Влияет на постоянство цвета в сценах освещения. |
| Термическое старение | Деградация материала | Ухудшение из-за длительной высокой температуры. | Может вызвать падение яркости, изменение цвета или отказ разомкнутой цепи. |
Упаковка и материалы
| Термин | Распространенные типы | Простое объяснение | Особенности и применение |
|---|---|---|---|
| Тип корпуса | EMC, PPA, Керамика | Материал корпуса, защищающий чип, обеспечивающий оптический/тепловой интерфейс. | EMC: хорошая термостойкость, низкая стоимость; Керамика: лучшее рассеивание тепла, более длительный срок службы. |
| Структура чипа | Фронтальный, Flip Chip | Расположение электродов чипа. | Flip chip: лучшее рассеивание тепла, более высокая эффективность, для высокой мощности. |
| Фосфорное покрытие | YAG, Силикат, Нитрид | Покрывает синий чип, преобразует часть в желтый/красный, смешивает в белый. | Различные фосфоры влияют на эффективность, CCT и CRI. |
| Линза/Оптика | Плоская, Микролинза, TIR | Оптическая структура на поверхности, контролирующая распределение света. | Определяет угол обзора и кривую распределения света. |
Контроль качества и сортировка
| Термин | Содержимое бинов | Простое объяснение | Цель |
|---|---|---|---|
| Бин светового потока | Код, напр. 2G, 2H | Сгруппировано по яркости, каждая группа имеет минимальные/максимальные значения люменов. | Обеспечивает равномерную яркость в той же партии. |
| Бин напряжения | Код, напр. 6W, 6X | Сгруппировано по диапазону прямого напряжения. | Облегчает согласование драйвера, улучшает эффективность системы. |
| Бин цвета | 5-шаговый эллипс МакАдама | Сгруппировано по цветовым координатам, обеспечивая узкий диапазон. | Гарантирует постоянство цвета, избегает неравномерного цвета внутри устройства. |
| Бин CCT | 2700K, 3000K и т.д. | Сгруппировано по CCT, каждый имеет соответствующий диапазон координат. | Удовлетворяет различным требованиям CCT сцены. |
Тестирование и сертификация
| Термин | Стандарт/Тест | Простое объяснение | Значение |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Тест поддержания светового потока | Долгосрочное освещение при постоянной температуре, запись спада яркости. | Используется для оценки срока службы светодиода (с TM-21). |
| TM-21 | Стандарт оценки срока службы | Оценивает срок службы в реальных условиях на основе данных LM-80. | Обеспечивает научный прогноз срока службы. |
| IESNA | Общество инженеров по освещению | Охватывает оптические, электрические, тепловые методы испытаний. | Признанная отраслью основа для испытаний. |
| RoHS / REACH | Экологическая сертификация | Гарантирует отсутствие вредных веществ (свинец, ртуть). | Требование доступа на рынок на международном уровне. |
| ENERGY STAR / DLC | Сертификация энергоэффективности | Сертификация энергоэффективности и производительности для освещения. | Используется в государственных закупках, программах субсидий, повышает конкурентоспособность. |