Содержание
- 1. Обзор продукта
- 1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок
- 2. Подробный анализ технических параметров
- 2.1 Предельные эксплуатационные параметры
- 2.2 Электрооптические характеристики (Ta=25°C)
- 3. Объяснение системы бинирования
- 4. Анализ характеристических кривых
- 4.1 Кривые чипа UY (Ярко-желтый)
- 4.2 Кривые чипа SYG (Ярко-желто-зеленый)
- 5. Механическая информация и информация о корпусе
- 5.1 Габаритные размеры корпуса
- 5.2 Идентификация полярности
- 6. Рекомендации по пайке и монтажу
- 6.1 Формовка выводов
- 6.2 Параметры пайки
- 6.3 Условия хранения
- 7. Информация об упаковке и заказе
- 7.1 Спецификация упаковки
- 7.2 Расшифровка маркировки
- 8. Рекомендации по применению
- 8.1 Типичные сценарии применения
- 8.2 Соображения при проектировании
- 9. Техническое сравнение и дифференциация
- 10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)
- 11. Практический пример проектирования и использования
- 12. Введение в принцип работы
- 13. Технологические тренды
1. Обзор продукта
Серия 1259-7 представляет собой компактный светодиодный индикатор, предназначенный для использования в качестве индикатора и подсветки. В одном корпусе интегрированы два согласованных полупроводниковых чипа на основе AlGaInP, что обеспечивает равномерный световой поток и широкий угол обзора 40 градусов. Продукт доступен в двух основных конфигурациях: двухцветные и биполярные типы. Двухцветные лампы обычно объединяют два разных цвета (например, ярко-желтый и ярко-желто-зеленый) в рассеивающем корпусе, в то время как биполярные лампы имеют один цвет (прозрачный белый или прозрачный цветной) в прозрачном корпусе. Эта конструкция обеспечивает твердотельную надежность, длительный срок службы и низкое энергопотребление, что делает ее подходящей для интеграции в современные электронные устройства.
1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок
Ключевые преимущества этого светодиода включают в себя двухчиповую архитектуру для стабильной яркости, совместимость с низковольтными интегральными схемами и соответствие основным экологическим нормам, таким как RoHS, EU REACH и стандарты, исключающие использование галогенов (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Его основными целевыми рынками являются потребительская электроника и компьютерная периферия, где надежные, компактные индикаторы имеют важное значение.
2. Подробный анализ технических параметров
В этом разделе представлен детальный, объективный анализ ключевых характеристик светодиода, определенных в спецификации.
2.1 Предельные эксплуатационные параметры
Устройство не должно эксплуатироваться за пределами этих пределов во избежание необратимого повреждения. Для обоих чипов UY (Ярко-желтый) и SYG (Ярко-желто-зеленый) максимальный постоянный прямой ток (IF) составляет 25 мА. Максимальное обратное напряжение (VR) равно 5 В. Рассеиваемая мощность (Pd) для каждого чипа ограничена 60 мВт. Диапазон рабочих температур (Topr) составляет от -40°C до +85°C, а диапазон температур хранения (Tstg) — от -40°C до +100°C. Температура пайки (Tsol) указана для процессов оплавления при 260°C в течение максимум 5 секунд.
2.2 Электрооптические характеристики (Ta=25°C)
Эти параметры определяют производительность светодиода в типичных условиях. Прямое напряжение (VF) для обоих чипов обычно составляет 2,0 В, с диапазоном от 1,7 В до 2,4 В при испытательном токе 20 мА. Максимальный обратный ток (IR) составляет 10 мкА при 5 В. Сила света (IV) является ключевым показателем: чип UY имеет типичное значение 125 мкд (мин. 63 мкд), в то время как чип SYG имеет типичное значение 80 мкд (мин. 40 мкд). Угол обзора (2θ1/2) для обоих типично составляет 40 градусов. Доминирующая длина волны (λd) чипа UY обычно равна 589 нм (пиковая λp на 591 нм), а чипа SYG — 573 нм (пиковая λp на 575 нм). Спектральная ширина полосы (Δλ) составляет 15 нм для UY и 20 нм для SYG. Отмечены погрешности измерений для прямого напряжения (±0,1 В), силы света (±10%) и доминирующей длины волны (±1,0 нм).
3. Объяснение системы бинирования
В спецификации упоминается система бинирования для ключевых параметров, обозначаемая метками, такими как CAT (ранг силы света), HUE (ранг доминирующей длины волны) и REF (ранг прямого напряжения). Эта система обеспечивает согласованность цвета и яркости в пределах производственной партии. Конструкторам необходимо обратиться к подробным таблицам бинирования производителя (не приведены в данном отрывке), чтобы выбрать соответствующие коды в соответствии с требованиями к допускам по цвету и яркости для их приложения.
4. Анализ характеристических кривых
Графические данные дают более глубокое понимание поведения светодиода в различных условиях.
4.1 Кривые чипа UY (Ярко-желтый)
Кривая "Относительная интенсивность в зависимости от длины волны" показывает узкий пик излучения с центром около 591 нм. Диаграмма направленности подтверждает угол обзора 40 градусов. Кривая "Прямой ток в зависимости от прямого напряжения" (I-V) демонстрирует типичную экспоненциальную зависимость диода. Кривая "Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока" показывает, что световой выход линейно увеличивается с током вплоть до номинального максимума. Кривая "Относительная интенсивность в зависимости от температуры окружающей среды" указывает на снижение выхода при повышении температуры, что является общей характеристикой светодиодов. Кривая "Прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды" при постоянном напряжении показала бы увеличение тока с температурой из-за отрицательного температурного коэффициента диода.
4.2 Кривые чипа SYG (Ярко-желто-зеленый)
Аналогичные кривые предоставлены для чипа SYG, с пиком излучения около 575 нм. Включена дополнительная кривая "Цветовые координаты в зависимости от прямого тока", которая имеет решающее значение для понимания любого потенциального сдвига цвета, который может произойти при работе светодиода на токах, отличных от испытательного условия (20 мА).
5. Механическая информация и информация о корпусе
5.1 Габаритные размеры корпуса
Светодиод выполнен в стандартном круглом корпусе с радиальными выводами диаметром 5 мм. Ключевые размеры включают диаметр корпуса, расстояние между выводами и общую высоту. Высота фланца указана менее 1,5 мм. Стандартные допуски на размеры составляют ±0,25 мм, если не указано иное. Подробный чертеж с размерами необходим для проектирования посадочного места на печатной плате.
5.2 Идентификация полярности
Для биполярных светодиодов более длинный вывод обычно обозначает анод (+). Для двухцветных светодиодов стандартной является конфигурация с общим катодом, где средний вывод является общим катодом, а два внешних вывода — анодами для двух чипов разного цвета. Для подтверждения точной распиновки необходимо обратиться к диаграмме в спецификации.
6. Рекомендации по пайке и монтажу
Правильное обращение критически важно для надежности.
6.1 Формовка выводов
Изгиб должен производиться на расстоянии не менее 3 мм от основания эпоксидной линзы. Формовка должна быть выполнена до пайки и при комнатной температуре, чтобы избежать повреждений или трещин, вызванных механическим напряжением. Совмещение отверстий на печатной плате должно быть точным, чтобы предотвратить монтажное напряжение.
6.2 Параметры пайки
Для ручной пайки: температура жала паяльника ≤300°C (макс. 30 Вт), время ≤3 секунды, с минимальным расстоянием 3 мм от места пайки до линзы. Для волновой/погружной пайки: предварительный нагрев ≤100°C в течение ≤60 сек, температура ванны припоя ≤260°C в течение ≤5 сек, с тем же правилом расстояния 3 мм. Рекомендуется однократный проход пайки. График температурного профиля пайки предполагает последовательность нагрева, пика и охлаждения для минимизации термического удара.
6.3 Условия хранения
Светодиоды должны храниться при температуре ≤30°C и влажности ≤70%. Срок годности с момента отгрузки составляет 3 месяца. Для более длительного хранения (до 1 года) используйте герметичный контейнер с азотной атмосферой и осушителем. Избегайте резких перепадов температуры во влажной среде, чтобы предотвратить конденсацию.
7. Информация об упаковке и заказе
7.1 Спецификация упаковки
Светодиоды упакованы в антистатические пакеты (200-500 шт./пакет). Пять пакетов помещаются во внутреннюю коробку, а десять внутренних коробок упаковываются во внешний транспортный короб. Упаковочные материалы являются влагостойкими.
7.2 Расшифровка маркировки
Маркировка на упаковке включает: CPN (номер детали заказчика), P/N (номер детали производителя), QTY (количество), CAT (бин силы света), HUE (бин доминирующей длины волны), REF (бин прямого напряжения) и LOT No. (код для отслеживания).
8. Рекомендации по применению
8.1 Типичные сценарии применения
Основные области применения включают индикаторы состояния для телевизоров, мониторов, телефонов и компьютеров. Двухцветная версия подходит для сигнализации двух состояний (например, включено/ожидание), в то время как высокояркие прозрачные версии идеальны для подсветки панелей.
8.2 Соображения при проектировании
Всегда используйте токоограничивающий резистор, включенный последовательно со светодиодом. Рассчитайте номинал резистора на основе напряжения питания, прямого напряжения светодиода (используйте типичное или максимальное значение в зависимости от запаса по проекту) и желаемого прямого тока (≤20 мА для нормальной работы). Учитывайте снижение параметров светодиода с температурой при проектировании для сред с высокой температурой окружающей среды. Убедитесь, что разводка печатной платы обеспечивает достаточный зазор вокруг линзы светодиода в соответствии с рекомендациями по пайке.
9. Техническое сравнение и дифференциация
Ключевым отличием серии 1259-7 является ее конструкция с двумя чипами в одном корпусе для реализации двухцветной функции или равномерности яркости в стандартном формате 5 мм. По сравнению с одночиповыми светодиодами 5 мм, она предлагает гибкость проектирования (два цвета) или более равномерную картину свечения. Ее технология AlGaInP обеспечивает высокую эффективность в желто-зеленом спектре по сравнению со старыми технологиями. Соответствие современным экологическим нормам (RoHS, REACH, без галогенов) является стандартным требованием, но остается ключевым критерием выбора.
10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)
В: Могу ли я непрерывно питать этот светодиод током 25 мА?
О: Хотя предельный максимальный ток составляет 25 мА, электрооптические характеристики указаны для 20 мА. Для надежной долгосрочной работы и управления температурой перехода рекомендуется работать при токе 20 мА или ниже.
В: В чем разница между доминирующей длиной волны и пиковой длиной волны?
О: Пиковая длина волны (λp) — это точка максимальной спектральной мощности. Доминирующая длина волны (λd) — это длина волны монохроматического света, соответствующая воспринимаемому цвету светодиода. λd более актуальна для спецификации цвета в приложениях.
В: Как интерпретировать бин силы света (CAT)?
О: Код CAT соответствует определенному диапазону значений в мкд. Вы должны запросить у производителя документ по бинированию, чтобы узнать точные минимальные/максимальные значения для каждого кода CAT, чтобы убедиться, что ваши требования к яркости соблюдены.
11. Практический пример проектирования и использования
Пример: Двухцветный индикатор состояния для сетевого маршрутизатора.Конструктор использует двухцветный светодиод 1259-7 (UY/SYG) для индикации сетевой активности (мигающий зеленый) и состояний ошибки (постоянный желтый). Он использует микроконтроллер для переключения тока между двумя анодными выводами (с общим катодом). На каждом анодном выводе используется резистор 100 Ом при питании 5 В, что дает ток примерно (5В - 2,0В)/100Ом = 30 мА. Чтобы придерживаться рекомендации в 20 мА, он увеличивает резистор до 150 Ом, получая ~20 мА. Широкий угол обзора обеспечивает видимость с различных углов.
12. Введение в принцип работы
Этот светодиод основан на полупроводниковом материале AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия). Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны и дырки рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный состав сплава AlGaInP определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны (цвету) излучаемого света — желтый (~589 нм) или желто-зеленый (~573 нм). Эпоксидная линза формирует световой поток и обеспечивает механическую и экологическую защиту.
13. Технологические тренды
Тренд в индикаторных светодиодах направлен в сторону повышения эффективности (больше люмен на ватт), уменьшения размеров корпусов (например, SMD 0402, 0201) и интегрированных решений (например, светодиоды со встроенными ИС для последовательного включения или управления). В то время как корпуса с радиальными выводами, такие как 5 мм, остаются популярными для некоторых навесных применений, корпуса для поверхностного монтажа (SMD) доминируют в новых разработках благодаря их меньшей занимаемой площади и пригодности для автоматизированной сборки. Соответствие экологическим нормам и расширение цветового охвата продолжают оставаться ключевыми драйверами развития.
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. |