Техническая документация светодиода ELCH07-5070J6J7294310-N8 - Корпус 7.0x7.0x?мм - Прямое напряжение 2.95-4.35В - Световой поток 240лм - Белый 6000K

1. Обзор продукта

ELCH07-5070J6J7294310-N8 — мощный белый светодиодный компонент, предназначенный для применений, требующих высокой светоотдачи и надежности. Он относится к серии CHIN и характеризуется компактным корпусом для поверхностного монтажа. Устройство предназначено для массового производства, что указывает на его зрелость и стабильность для крупносерийного изготовления.

Основная технология основана на полупроводниковых материалах InGaN (нитрид индия-галлия), которые сконструированы для излучения белого света. Этот светодиод не предназначен для работы в обратном смещении, что является критически важным соображением для разработчиков схем.

2. Подробный анализ технических характеристик

В этом разделе представлен детальный объективный анализ ключевых технических параметров, указанных в спецификации.

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Абсолютные максимальные параметры определяют пределы, за которыми может произойти необратимое повреждение устройства. Непрерывная работа на этих пределах или вблизи них настоятельно не рекомендуется.

• Постоянный прямой ток (I_F)F): 350 мА. Это максимальный непрерывный прямой ток, который светодиод может выдержать.
• Пиковый импульсный ток (I_{F Pulse})): 1500 мА. Этот высокий ток допустим только при определенных импульсных условиях: максимальная длительность импульса 400 мс и максимальный коэффициент заполнения 10% (например, 400 мс ВКЛ, 3600 мс ВЫКЛ). Этот режим типичен для применений в качестве вспышки камеры.
• Устойчивость к ЭСР (V_B)ESD): 8000 В (модель человеческого тела). Этот высокий рейтинг указывает на надежную защиту от электростатического разряда, что крайне важно при сборке и в конечном применении.
• Температура перехода (T_J)J): 125 °C. Максимально допустимая температура самого полупроводникового перехода.
• Термическое сопротивление (R_θ)θJ-L): 10 °C/Вт (переход-вывод). Этот параметр жизненно важен для проектирования теплового режима. Он указывает, что на каждый ватт рассеиваемой мощности температура перехода будет повышаться на 10°C относительно температуры вывода (контактной площадки). Для поддержания T_JJ в пределах необходима эффективная теплоотводящая подложка.
• Рабочая и температура хранения: -40°C до +85°C / -40°C до +110°C, соответственно.
• Рассеиваемая мощность (импульсный режим): 6 Вт. Это максимальная мощность, которую корпус может выдержать в импульсном режиме, связанная с рейтингом пикового импульсного тока.
• Температура пайки: максимум 260°C, с ограничением в 2 цикла оплавления.
• Угол обзора (2θ_1/2)): 125 градусов (±5°). Этот широкий угол обзора характерен для ламбертовской или близкой к ней диаграммы направленности.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры проверяются в стандартных условиях (T_{solder pad}= 25°C, импульс 50 мс) и представляют типичные характеристики.

• Световой поток (Φ_v)v): 200-300 лм, с типичным значением 240 лм при I_FF= 1000мА. Применяется допуск измерения ±10%. Такая высокая светоотдача делает его пригодным для задач освещения.
• Прямое напряжение (V_F)F): 2.95В до 4.35В при I_FF= 1000мА, с допуском измерения ±0.1В. Широкий диапазон требует тщательного проектирования драйвера и управляется через бининг.
• Коррелированная цветовая температура (CCT): 5000K до 7000K. Типичное значение — 6000K, что помещает его в диапазон "холодного белого" света.
• Оптическая эффективность: 65 лм/Вт при 1000мА. Это ключевой показатель энергоэффективности.

2.3 Надежность и обращение

• Уровень чувствительности к влаге (MSL): Класс 1. Это самый надежный уровень, означающий, что устройство имеет неограниченный срок хранения при ≤30°C/85% относительной влажности и не требует предварительной сушки перед пайкой оплавлением в стандартных условиях.
• Испытание на надежность: Все характеристики подтверждены 1000-часовым испытанием на надежность с критерием деградации светового потока менее 30%.
• Примечание об условиях испытаний: Все данные по надежности и корреляции проверены при "превосходном тепловом управлении" с использованием печатной платы на металлической основе (MCPCB) размером 1.0 x 1.0 см². Фактические характеристики могут отличаться, если тепловое управление менее эффективно.

3. Объяснение системы бининга

Для обеспечения стабильности при массовом производстве светодиоды сортируются (бинируются) по ключевым параметрам. В обозначении типа ELCH07-5070J6J7294310-N8 закодированы некоторые из этих бинов.

3.1 Бининг прямого напряжения

Прямое напряжение разбито на пять кодов (2932, 3235, 3538, 3841, 4143). Код указывает минимальное и максимальное напряжение в десятых долях вольта. Например, бин "2932" охватывает V_FF от 2.95В до 3.25В. "2932" в обозначении типа указывает, что данный конкретный светодиод попадает в этот вольтажный бин.

3.2 Бининг светового потока

Световой поток разбит на два основных кода при 1000мА: J6 (200-250 лм) и J7 (250-300 лм). "J6" в обозначении типа указывает на бин светового потока.

3.3 Бининг цвета (белый)

Белая цветовая точка определяется на цветовой диаграмме CIE 1931 и коррелирует с диапазоном цветовой температуры (CCT). Определены два основных бина:

• Бин 5057: Диапазон CCT 5000K до 5700K. Определяется четырехугольником на диаграмме CIE.
• Бин 5770: Диапазон CCT 5700K до 7000K. Определяется другим четырехугольником.

"72943" в обозначении типа, вероятно, соответствует конкретным цветовым координатам в одном из этих бинов. Допуск измерения для цветовых координат составляет ±0.01.

4. Анализ кривых производительности

В спецификации представлено несколько графиков, иллюстрирующих тенденции производительности. Понимание этих графиков является ключевым для оптимизации конструкции.

4.1 Зависимость прямого напряжения от прямого тока (кривая V_FF-I_FF)

Кривая показывает нелинейную зависимость. V_FF увеличивается с ростом I_FF, начиная примерно с 2.4В при очень низком токе и достигая приблизительно 4.0В при 1500мА. Эта кривая необходима для выбора подходящего драйвера постоянного тока и расчета рассеиваемой мощности (P_dd = V_FF * I_FF).

4.2 Зависимость светового потока от прямого тока

Относительный световой поток увеличивается сублинейно с ростом тока. Хотя выходная мощность растет с током, эффективность (лм/Вт) обычно снижается при более высоких токах из-за увеличения тепловыделения и эффекта "проседания" в полупроводнике. Кривая показывает относительную выходную мощность, где 1000мА является точкой отсчета (1.0 на оси Y).

4.3 Зависимость коррелированной цветовой температуры (CCT) от прямого тока

CCT показывает небольшое изменение в зависимости от тока накачки, увеличиваясь примерно с 5600K при низком токе до около 6000K при 1000мА. Этот сдвиг важен для применений, где критически важна стабильность цвета.

4.4 Кривая снижения номинала прямого тока

Это, пожалуй, самый важный график для надежной работы. Он показывает максимально допустимый непрерывный прямой ток как функцию температуры контактной площадки (T_{solder pad}). Кривая основана на поддержании температуры перехода (T_JJ) на уровне или ниже максимального значения 125°C. Например:

• При T_{solder pad}= 25°C, максимальный ток составляет ~600мА.
• При T_{solder pad}= 75°C, максимальный ток падает до ~300мА.
• При T_{solder pad}= 100°C, максимальный ток близок к 0мА.

Этот график требует эффективного теплового проектирования. Условие испытания 1000мА является импульсным или кратковременным рейтингом, а не точкой непрерывной работы без исключительного охлаждения.

4.5 Относительное спектральное распределение и диаграмма направленности

Спектральный график показывает широкий пик излучения в синей области (около 450 нм) от чипа InGaN, в сочетании с более широким излучением желтого люминофора, что дает белый свет. Графики диаграммы направленности подтверждают ламбертовское распределение (закон косинуса), с одинаковыми диаграммами интенсивности по осям X и Y, обеспечивая широкий равномерный угол обзора 125 градусов.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод выполнен в корпусе для поверхностного монтажа с посадочным местом приблизительно 7.0мм x 7.0мм (как указано "5070" в обозначении типа, вероятно 5.0мм x 7.0мм или 7.0мм x 7.0мм). Точный чертеж размеров показывает ключевые особенности, включая контактные площадки, форму линзы и индикатор полярности. Допуски обычно составляют ±0.1мм, если не указано иное. Корпус включает интегрированную линзу, формирующую угол обзора 125 градусов.

5.2 Идентификация полярности

Корпус включает маркировку или физические особенности (например, скошенный угол) для идентификации анода и катода. Правильная полярность крайне важна при сборке для предотвращения повреждения от обратного подключения.

6. Рекомендации по пайке и сборке

• Пайка оплавлением: Максимальная температура пайки — 260°C. Компонент может выдержать максимум 2 цикла оплавления. Применимы стандартные профили бессвинцовой пайки оплавлением (IPC/JEDEC J-STD-020).
• Тепловое управление: Это первостепенная задача. Низкое термическое сопротивление (10°C/Вт) эффективно только если контактные площадки соединены с достаточно большой теплоотводящей площадкой на печатной плате, которая, в свою очередь, должна быть соединена с радиатором. Использование MCPCB или изолированной металлической подложки (IMS) настоятельно рекомендуется для любого применения, где светодиод работает близко к своим максимальным параметрам.
• Меры предосторожности от ЭСР: Несмотря на рейтинг 8кВ HBM, все равно следует соблюдать стандартные процедуры обращения с ЭСР (заземленные рабочие места, браслеты).
• Хранение: Как устройство уровня MSL 1, оно не требует специального сухого хранения в нормальных заводских условиях.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Упаковка в ленте и на катушке

Светодиоды поставляются в влагозащитной упаковке на эмбоссированных несущих лентах. Каждая катушка содержит 2000 штук. Несущая лента имеет размеры, обеспечивающие надежное удержание и правильную ориентацию (полярность) во время автоматической сборки методом "pick-and-place". Размеры катушки предоставлены для интеграции в автоматическое сборочное оборудование.

7.2 Расшифровка маркировки

Маркировка на упаковке включает несколько ключевых полей:

• P/N (Обозначение типа): Полное обозначение типа (например, ELCH07-5070J6J7294310-N8).
• LOT NO (Номер партии): Код прослеживаемости для производственной партии.
• QTYQTY (Количество)
• : Количество в упаковке.CAT (Бин светового потока)
• : например, J6.HUE (Бин цвета)
• : например, 72943.REF (Бин прямого напряжения)
• : например, 2932.MSL-X (Уровень чувствительности к влаге)

: Уровень чувствительности к влаге.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

1. В спецификации перечислены несколько применений, которые можно расставить по приоритетам на основе характеристик светодиода:Вспышка камеры мобильного телефона / Стробоскоп
2. : Высокий пиковый импульсный ток (1500мА) и высокий световой поток делают это основным применением. Кратковременные мощные импульсы идеально подходят для подсветки сцен при фотографировании.Фонарь для видеокамеры / Портативное освещение
3. : Высокая непрерывная светоотдача (при наличии надлежащего теплоотвода) подходит для ручных видеосветов или фонариков.Специализированное внутреннее/наружное освещение
4. : Включая указательные огни (знаки выхода, подсветка ступеней), декоративное освещение и автомобильную внутреннюю/внешнюю подсветку. Широкий угол обзора полезен для общего освещения помещений.Подсветка TFT-дисплеев

: Для больших дисплеев, требующих высокой яркости, хотя потребуются вторичная оптика для направления света.

• 8.2 Вопросы проектированияВыбор драйвера_F: Обязателен драйвер постоянного тока. Драйвер должен быть способен обеспечивать требуемый ток (с учетом снижения номинала) и выдерживать максимальное V
• F выбранного бина. Для вспышек необходим драйвер, способный выдавать импульсы высокого тока.Тепловое проектирование_F: Это невозможно переоценить. Рассчитайте ожидаемую рассеиваемую мощность (V_FF * I_θF). Используйте термическое сопротивление (R
• θJ-L) и кривую снижения номинала, чтобы определить необходимый теплоотвод для поддержания температуры контактной площадки достаточно низкой, чтобы обеспечить желаемый ток накачки. Для критически важных конструкций рекомендуется тепловое моделирование методом конечных элементов (МКЭ).Оптическое проектирование
• : Ламбертовская диаграмма обеспечивает широкое покрытие. Для сфокусированных лучей (например, в фонарике) потребуется вторичный отражатель или коллимирующая линза.Согласованность бининга

: Для применений, где используется несколько светодиодов вместе (например, в массиве для видеосвета), указывайте узкие бины для прямого напряжения, светового потока и особенно цвета, чтобы обеспечить однородный внешний вид и сбалансированное распределение тока.

9. Техническое сравнение и отличия

• Хотя прямое сравнение с конкурентами не приведено в спецификации, ключевые отличительные особенности этого светодиода можно выделить:Возможность работы с высоким импульсным током
• : Рейтинг импульсного тока 1500мА является выдающейся особенностью, ориентированной на применение в качестве вспышки камеры, на чем многие универсальные мощные светодиоды не акцентируют внимание.Надежная защита от ЭСР
• : 8кВ HBM — это высокий уровень защиты, повышающий надежность при обращении конечным пользователем и сборке.MSL Уровень 1
• : Упрощает управление запасами и процесс сборки по сравнению со светодиодами с более высокими уровнями MSL (3, 2a и т.д.), которые требуют сухой упаковки и предварительной сушки.Явные данные о надежности<: Упоминание 1000-часового испытания с критерием деградации светового потока
• 30% предоставляет количественное заявление о надежности.Комплексный бининг

: Детальная структура бининга по напряжению, потоку и цвету позволяет разработчикам выбирать точный класс производительности, необходимый для их применения, обеспечивая более высокое качество и стабильность конечного продукта.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 Можно ли непрерывно питать этот светодиод током 1000мА?Ответ_{: Нет, без исключительного теплового управления. Рейтинг 1000мА указан при определенных условиях испытаний (импульс 50 мс, T}solder pad

=25°C). Кривая снижения номинала показывает, что для непрерывной работы (DC) максимальный ток значительно ниже — около 600мА при температуре контактной площадки 25°C, и еще ниже при более высоких температурах. Непрерывная работа при 1000мА почти наверняка превысит максимальную температуру перехода, что приведет к быстрой деградации и отказу.

10.2 В чем разница между бинами светового потока J6 и J7?Ответ

: Бин J6 охватывает световой поток от 200 до 250 люмен при 1000мА, в то время как бин J7 охватывает от 250 до 300 люмен. "J6" в обозначении типа указывает, что минимальный гарантированный световой поток для данного конкретного устройства находится в нижнем диапазоне. Для применений, требующих максимальной яркости, необходимо указывать бин J7.

10.3 Как интерпретировать код бина напряжения "2932"?Ответ

: Код "2932" означает, что прямое напряжение светодиодов в этом бине находится в диапазоне от 2.95 вольт ("29" представляет 2.9, а последняя цифра указывает сотые доли) до 3.25 вольт ("32"). Это позволяет разработчикам более точно прогнозировать энергопотребление и необходимый запас по напряжению драйвера.

10.4 Радиатор абсолютно необходим?Ответ_F: Да, для любой работы, кроме очень низких токов. Термическое сопротивление 10°C/Вт означает, что даже при скромных 350мА и V

F 3.5В (рассеивается около 1.23Вт), температура перехода будет на 12.3°C выше температуры контактной площадки. Без радиатора температура контактной площадки быстро возрастет до температуры окружающей среды плюс эта разница, приближая температуру перехода к своему пределу. Правильное тепловое проектирование является обязательным условием для производительности и долговечности.

11. Пример внедрения в проект

1. Сценарий: Проектирование модуля вспышки камеры смартфона.Требование<: Необходима очень яркая вспышка короткой длительности. Предположим длительность импульса 300 мс, с коэффициентом заполнения
2. ≤ 10%.Выбор светодиода
3. : Этот светодиод подходит благодаря рейтингу пикового импульсного тока 1500мА и высокой светоотдаче.Условия накачки_F: Решено питать его током 1200мА во время импульса. Проверяем кривую V_FF-I_FF: V
4. F ~ 4.1В. Импульсная мощность = 4.92 Вт.Проверка теплового режима
5. : Импульс короткий (300 мс), поэтому средняя мощность низкая из-за низкого коэффициента заполнения. Основная тепловая проблема — тепло, накопленное во время серии фотографий. Маленький размер телефона ограничивает возможности теплоотвода. Конструкция должна гарантировать, что температура контактной площадки не превышает, например, 80°C во время фотосессии, согласно кривой снижения номинала.Драйвер
6. : Выбрать компактную микросхему драйвера вспышки, совместимую с литий-ионным аккумулятором, способную выдавать импульсы 1200мА и имеющую таймеры безопасности.Оптика
7. : Использовать простой рассеиватель или отражатель для распределения света и избегания засветки на фотографиях.Бининг

: Указать узкий цветовой бин (например, 5770) и единый вольтажный бин (например, 3538), чтобы обеспечить стабильный цвет вспышки и работу драйвера во всех производимых телефонах.

12. Введение в технические принципыЭтот светодиод генерирует белый свет, используя распространенный и эффективный метод:.

1. Белый свет с конверсией люминофором
2. Полупроводниковый чип из InGaN излучает высокоэнергетический синий свет при прохождении через него электрического тока (электролюминесценция).
3. Этот синий свет частично поглощается слоем желтого (или желтого и красного) люминофорного материала, нанесенного непосредственно на чип или рядом с ним.
4. Люминофор повторно излучает поглощенную энергию в виде низкоэнергетического желтого (и красного) света в процессе, называемом фотолюминесценцией.

Оставшийся непоглощенный синий свет смешивается с излучаемым желтым/красным светом, и человеческий глаз воспринимает эту смесь как белый свет. Точные пропорции определяют коррелированную цветовую температуру (CCT) — больше синего дает "холодный белый" (высокая CCT, например 6000K), а больше желтого/красного дает "теплый белый" (низкая CCT).

Широкий угол обзора достигается за счет инкапсуляции чипа и люминофора в куполообразную силиконовую линзу, которая также обеспечивает защиту от окружающей среды.

13. Тенденции и контекст отрасли

• Эта спецификация отражает несколько текущих тенденций в отрасли мощных светодиодов:Повышенная интеграция для конкретных применений
• : Вместо того чтобы быть универсальным компонентом, этот светодиод явно оптимизирован для вспышки камеры и портативного освещения, где такие параметры, как высокий импульсный ток, имеют приоритет над экстремальными рейтингами непрерывной накачки. Это показывает движение в сторону оптимизации под конкретное применение.Акцент на надежность и количественную оценку<: Включение явных критериев испытаний на надежность (1000 часов, деградация
• 30%) и детальных данных по тепловому снижению номинала отвечает рыночному спросу на предсказуемую долговечность, особенно в потребительской электронике, где затраты на гарантийное обслуживание вызывают беспокойство.Продвинутый бининг для качества
• : Многопараметрический бининг (поток, напряжение, цвет) позволяет добиться более высокого качества и стабильности конечных продуктов. Это крайне важно для применений, таких как подсветка дисплеев или архитектурное освещение, где однородность цвета видна и важна.Надежность для автоматической сборки
• : Особенности, такие как MSL Уровень 1, упаковка в ленте и на катушке, и четкая маркировка полярности, разработаны для совместимости с высокоскоростными автоматическими линиями поверхностного монтажа (SMT), что снижает производственные затраты и процент брака.Тепловое управление как ограничение проектирования первого порядка_θ: Выделение тепловых данных (R