Содержание
- 1. Обзор продукта
- 1.1 Общее описание
- 1.2 Особенности
- 1.3 Применение
- 2. Технические параметры
- 2.1 Электрические и оптические характеристики
- 2.2 Абсолютные максимальные номиналы
- 3. Система бинов
- 3.1 Бины по прямому напряжению
- 3.2 Бины по длине волны
- 3.3 Бины по силе света
- 4. Анализ кривых характеристик
- 4.1 Прямое напряжение от прямого тока (Рис. 1-6)
- 4.2 Прямой ток от относительной интенсивности (Рис. 1-7)
- 4.3 Температурная зависимость (Рис. 1-8 и 1-9)
- 4.4 Спектральное распределение (Рис. 1-11)
- 4.5 Диаграмма излучения (Рис. 1-12)
- 5. Механические данные и информация об упаковке
- 5.1 Габаритные размеры корпуса
- 5.2 Транспортная лента и катушка
- 6. Руководство по пайке и сборке
- 6.1 Профиль пайки оплавлением
- 6.2 Ручная пайка паяльником
- 6.3 Меры предосторожности
- 7. Информация об упаковке и заказе
- 7.1 Спецификация упаковки
- 7.2 Влагозащитная упаковка
- 7.3 Картонная коробка
- 8. Рекомендации по применению
- 9. Техническое сравнение
- 10. Часто задаваемые вопросы
- 10.1 Какой рекомендуемый ток возбуждения?
- 10.2 Как бороться с чувствительностью к электростатическому разряду?
- 10.3 Можно ли чистить светодиод после пайки?
- 11. Практические примеры применения
- 12. Введение в принцип работы
- 13. Тенденции развития
- 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
Этот поверхностно-монтируемый светодиод изготовлен с использованием зеленого кристалла и упакован в компактный корпус размером 2,0 мм x 1,25 мм x 0,7 мм. Он излучает зеленый свет с доминирующей длиной волны от 510 до 525 нм. Корпус имеет широкий угол обзора 140 градусов, что делает его подходящим для приложений, требующих широкого распределения света.
1.2 Особенности
- Чрезвычайно широкий угол обзора (типично 140°)
- Подходит для всех процессов SMT сборки и пайки
- Уровень чувствительности к влаге: Уровень 3 (MSL 3)
- Соответствует требованиям RoHS
1.3 Применение
Типичные области применения включают оптические индикаторы, переключатели и символы, дисплеи и общее освещение.
2. Технические параметры
2.1 Электрические и оптические характеристики
Светодиод тестируется при IF=20 мА и Ts=25°C. Основные параметры:
- Прямое напряжение (VF): от 2,8 В до 3,5 В в зависимости от бина (от G1 до J2)
- Доминирующая длина волны (λD): от 510 до 525 нм (бины C10–E20)
- Сила света (IV): от 260 мкд до 1000 мкд (бины 1AU–LB0)
- Спектральная полуширина: типично 15 нм
- Угол обзора: типично 140°
- Обратный ток: макс. 10 мкА при VR=5 В
- Тепловое сопротивление: макс. 450 °C/Вт
2.2 Абсолютные максимальные номиналы
Максимальные номиналы не должны превышаться ни при каких условиях эксплуатации:
- Рассеиваемая мощность: 105 мВт
- Прямой ток: 30 мА
- Пиковый прямой ток (импульс): 60 мА (скважность 1/10, длительность импульса 0,1 мс)
- ESD (HBM): 1000 В
- Рабочая температура: от -40°C до +85°C
- Температура хранения: от -40°C до +85°C
- Температура перехода: 95°C
3. Система бинов
Светодиод классифицируется по нескольким бинам на основе прямого напряжения, доминирующей длины волны и силы света для обеспечения стабильных характеристик.
3.1 Бины по прямому напряжению
При IF=20 мА прямое напряжение сортируется по бинам от G1 (2,8–2,9 В) до J2 (3,3–3,4 В). Каждый бин имеет окно 0,1 В.
3.2 Бины по длине волны
Бины доминирующей длины волны охватывают зеленый спектр: C10 (510–512,5 нм), C20 (512,5–515 нм), D10 (515–517,5 нм), D20 (517,5–520 нм), E10 (520–522,5 нм), E20 (522,5–525 нм).
3.3 Бины по силе света
Диапазоны бинов по интенсивности: от 1AU (260–330 мкд) до LB0 (900–1000 мкд). Каждый бин имеет определенный диапазон мин/макс.
4. Анализ кривых характеристик
Спецификация включает несколько типичных кривых оптических характеристик для облегчения проектирования.
4.1 Прямое напряжение от прямого тока (Рис. 1-6)
ВАХ (вольт-амперная характеристика) показывает типичную экспоненциальную зависимость. При прямом токе 20 мА прямое напряжение находится в пределах бина. Кривая помогает определить требуемое напряжение питания для заданного тока.
4.2 Прямой ток от относительной интенсивности (Рис. 1-7)
Относительная оптическая мощность увеличивается с ростом прямого тока, но нелинейно. При низких токах эффективность выше; при более высоких токах тепловые эффекты снижают скорость роста.
4.3 Температурная зависимость (Рис. 1-8 и 1-9)
Относительная интенсивность снижается с ростом температуры окружающей среды. Максимально допустимый прямой ток должен быть снижен при повышении температуры контакта. При температуре контакта 100°C рекомендуемый прямой ток значительно ниже, чем при 25°C.
4.4 Спектральное распределение (Рис. 1-11)
Кривая зависимости относительной интенсивности от длины волны показывает узкий пик около 520 нм, что типично для зеленых светодиодов. Спектральная полуширина составляет около 15 нм, что указывает на хорошую цветовую чистоту.
4.5 Диаграмма излучения (Рис. 1-12)
Диаграмма излучения показывает широкий угол луча около 140°, с равномерным распределением интенсивности по углу обзора.
5. Механические данные и информация об упаковке
5.1 Габаритные размеры корпуса
Корпус светодиода имеет размеры 2,0 мм x 1,25 мм x 0,7 мм (длина x ширина x высота). На виде сверху показан прямоугольный контур с двумя контактными площадками. На виде снизу указаны размеры контактных площадок: 1,00 мм x 1,20 мм для площадки 1 и аналогично для площадки 2. Полярность обозначена точкой или выемкой. Рекомендуемый рисунок для пайки предусматривает площадку 3,20 мм x 1,20 мм с зазором 0,80 мм.
5.2 Транспортная лента и катушка
Светодиоды поставляются на транспортной ленте с шагом 4,0 мм и шириной 8,0 мм. Лента имеет маркировку полярности и верхнюю покровную ленту. Катушка имеет диаметр 178 мм (стандартная 7-дюймовая) с диаметром ступицы 60 мм и шириной ленты 8,0 мм. Каждая катушка содержит 4000 штук.
6. Руководство по пайке и сборке
6.1 Профиль пайки оплавлением
Рекомендуемый профиль оплавления: скорость подъема температуры не более 3°C/с, предварительный нагрев от 150°C до 200°C в течение 60–120 с, затем подъем до пиковой температуры 260°C не более 10 с. Скорость охлаждения должна быть не более 6°C/с. Общее время от 25°C до пика не должно превышать 8 минут.
6.2 Ручная пайка паяльником
При необходимости ручной пайки температура жала должна быть ниже 300°C, а время контакта менее 3 секунд. Допускается только одна ручная пайка.
6.3 Меры предосторожности
Инкапсуляция светодиода выполнена из мягкого силикона; избегайте давления на поверхность линзы при подхвате и установке. Не устанавливайте на деформированные платы и не подвергайте механическим нагрузкам после пайки. Быстрое охлаждение после оплавления не рекомендуется.
7. Информация об упаковке и заказе
7.1 Спецификация упаковки
Стандартная упаковка: 4000 штук на катушку. Размеры транспортной ленты и катушки подробно указаны в спецификации. На катушку наклеивается этикетка с номером детали, номером спецификации, номером партии, кодом бина, световым потоком, хроматическим бином, прямым напряжением, длиной волны, количеством и датой.
7.2 Влагозащитная упаковка
Катушка помещается во влагозащитный пакет вместе с осушителем и индикатором влажности. Пакет вакуумно запечатан и маркирован предупреждением о статическом электричестве. Максимальный срок хранения до вскрытия: 1 год при ≤30°C и ≤75% относительной влажности. После вскрытия компоненты должны быть использованы в течение 168 часов (≤30°C, ≤60% относительной влажности) или просушены при 60±5°C в течение >24 часов, если срок превышен.
7.3 Картонная коробка
Запечатанные пакеты упаковываются в картонные коробки для транспортировки. На каждой коробке указаны инструкции по обращению.
8. Рекомендации по применению
Этот зеленый светодиод идеально подходит для оптических индикаторов, подсветки переключателей и панелей дисплеев благодаря широкому углу обзора и высокой яркости. Разработчики должны обеспечить надлежащий отвод тепла, чтобы температура перехода оставалась ниже 95°C. Для предотвращения перегрузки по току необходимо использовать последовательный токоограничивающий резистор. При импульсной работе необходимо соблюдать скважность и пиковый ток в пределах абсолютных максимальных номиналов.
9. Техническое сравнение
По сравнению со стандартными зелеными светодиодами, данный компонент обеспечивает чрезвычайно широкий угол обзора 140°, что является преимуществом для приложений, требующих равномерного распределения света. Компактный размер 2,0x1,25 мм позволяет размещать компоненты с высокой плотностью. Множество вариантов бинов обеспечивают гибкость при подборе цвета и яркости в массивах.
10. Часто задаваемые вопросы
10.1 Какой рекомендуемый ток возбуждения?
Типичный тестовый ток составляет 20 мА, но максимальный непрерывный прямой ток равен 30 мА. Для лучшей эффективности и надежности рекомендуется 20 мА. При необходимости более высокой яркости можно использовать импульсный режим с током 60 мА и скважностью 10%.
10.2 Как бороться с чувствительностью к электростатическому разряду?
Светодиод рассчитан на электростатический разряд 1000 В (HBM). При обращении и сборке необходимо соблюдать стандартные меры защиты от статического электричества (заземленные рабочие станции, антистатические браслеты, проводящая упаковка).
10.3 Можно ли чистить светодиод после пайки?
Да, но следует использовать только одобренные растворители, такие как изопропиловый спирт. Ультразвуковая очистка не рекомендуется, так как может повредить светодиод. Силиконовый герметик мягкий и может притягивать пыль; очистку следует проводить осторожно.
11. Практические примеры применения
- Автомобильные индикаторы салона: широкий угол обеспечивает видимость с нескольких мест.
- Бытовая электроника: используется в качестве индикатора включения в портативных устройствах.
- Промышленные панели управления: высокая яркость позволяет читать информацию при сильном внешнем освещении.
12. Введение в принцип работы
Светодиод излучает зеленый свет за счет электролюминесценции в полупроводнике на основе галлия (вероятно, GaN или InGaN). При прямом смещении электроны и дырки рекомбинируют в активном слое, высвобождая фотоны с энергией, соответствующей зеленой длине волны (510–525 нм). Длина волны определяется шириной запрещенной зоны материала.
13. Тенденции развития
Зеленые светодиоды продолжают улучшать эффективность и стабильность цвета. Тенденции включают более компактные корпуса (например, 0603, 0402), более высокую яркость для работы на открытом воздухе и лучшее управление теплом. Данный корпус 2,0x1,25 мм уже компактен и подходит для миниатюрных конструкций.
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. |