Содержание
- 1. Обзор продукта
- 1.1 Особенности
- 1.2 Применения
- 2. Габаритные размеры корпуса
- 3. Параметры продукта
- 3.1 Электрические/оптические характеристики (при Ts = 25 °C)
- 3.2 Абсолютные максимальные значения (при Ts = 25 °C)
- 4. Система сортировки по бинам
- 4.1 Бины прямого напряжения и светового потока (IF = 600 мА)
- 4.2 Бины цветности (CIE 1931)
- 5. Типовые кривые оптических характеристик
- 6. Информация об упаковке
- 6.1 Спецификации упаковки
- 6.2 Этикетка и влагозащитный барьер
- 6.3 Испытания на надежность
- 7. Инструкции по пайке оплавлением SMT
- 8. Меры предосторожности при обращении
- 9. Рекомендации по применению в проектах
- 10. Сравнение с техническими аналогами
- 11. Часто задаваемые вопросы
- 12. Пример применения: блок подсветки ЖК-дисплея
- 13. Принцип генерации белого света
- 14. Отраслевые тенденции и стандарты
- Терминология спецификаций LED
- Фотоэлектрическая производительность
- Электрические параметры
- Тепловой менеджмент и надежность
- Упаковка и материалы
- Контроль качества и сортировка
- Тестирование и сертификация
1. Обзор продукта
Данный белый светодиод изготовлен на основе синего чипа с люминофором для получения холодного белого света. Устройство размещено в корпусе EMC (эпоксидный компаунд) размерами 3,0 мм × 3,0 мм × 0,55 мм, что делает его подходящим для компактных осветительных решений. Он предназначен для всех процессов сборки и пайки SMT и поставляется на ленте и катушке. Уровень чувствительности к влаге — 3, продукт соответствует директиве RoHS.
1.1 Особенности
- Корпус EMC для высокой надежности и тепловых характеристик
- Чрезвычайно широкий угол обзора (типично 120°)
- Подходит для всех процессов сборки и пайки SMT
- Доступен на ленте и катушке (5000 шт./катушка)
- Уровень чувствительности к влаге: Уровень 3
- Соответствие RoHS
1.2 Применения
- Подсветка ЖК-дисплеев, телевизоров или мониторов
- Подсветка переключателей и символов
- Оптический индикатор
- Внутренние дисплеи
- Применение в трубчатых светильниках
- Общее освещение
2. Габаритные размеры корпуса
Корпус светодиода имеет квадратную форму 3,00 мм × 3,00 мм и высоту 0,55 мм. Светоизлучающая область представляет собой круглую линзу диаметром 2,6 мм. На виде снизу показаны два анодных и два катодных контакта, расположенных симметрично. Полярность отмечена на корпусе. Рекомендуемые схемы пайки приведены в паспорте. Все размеры указаны в миллиметрах с допусками ±0,2 мм, если не указано иное.
3. Параметры продукта
3.1 Электрические/оптические характеристики (при Ts = 25 °C)
| Символ | Параметр | Min. | Typ. | Max. | Единица | Условия испытаний |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VF | Прямое напряжение | 2.8 | — | 3.6 | V | IF = 600 мА |
| IR | Обратный ток | — | — | 10 | мкА | VR = 5 В |
| Φ | Световой поток | 140 | — | 220 | лм | IF = 600 мА |
| 2θ1/2 | Угол обзора | — | 120 | — | град. | IF = 600 мА |
| RTHJ-S | Тепловое сопротивление | — | 12 | — | °C/Вт | IF = 600 мА |
3.2 Абсолютные максимальные значения (при Ts = 25 °C)
| Параметр | Символ | Значение | Единица |
|---|---|---|---|
| Рассеиваемая мощность | PD | 2160 | мВт |
| Прямой ток | IF | 600 | мА |
| Максимальный импульсный прямой ток | IFP | 900 | мА |
| Обратное напряжение | VR | 5 | V |
| Электростатический разряд (HBM) | ESD | 2000 | V |
| Рабочая температура | TOPR | −40 ~ +85 | °C |
| Температура хранения | Tstg | −40 ~ +100 | °C |
| Температура перехода | TJ | 115 | °C |
Примечания: (1) Максимальный импульсный прямой ток испытан при скважности 1/10, длительности импульса 0,1 мс. (2) Допуск измерения прямого напряжения ±0,1 В. (3) Допуск измерения координат цветности ±0,005. (4) Допуск измерения силы света ±5%. (5) Необходимо следить, чтобы рассеиваемая мощность не превышала абсолютное максимальное значение. (6) Все измерения выполнены в стандартизированных условиях. (7) При работе светодиодов максимальный ток следует определять после измерения температуры корпуса; температура перехода не должна превышать максимальное значение. (8) Выход по ESD составляет более 90% при 2000 В HBM; необходима защита от ESD при обращении.
4. Система сортировки по бинам
4.1 Бины прямого напряжения и светового потока (IF = 600 мА)
Светодиоды сортируются по прямому напряжению (VF) и световому потоку (Φ). Диапазоны напряжения: от G1 (2,8–2,9 В) до J2 (3,5–3,6 В). Диапазоны светового потока: от T140 (140–145 лм) до T240 (240–245 лм). В таблице приведено соответствие бинов напряжения и потока для выбора устройства.
4.2 Бины цветности (CIE 1931)
Диаграмма цветности CIE показывает цветовые бины D00–D23, H00–H23, K00–K23 и T00–T23, каждый из которых определяется четырьмя угловыми координатами (x, y). Эти бины обеспечивают точное соответствие цвета для белых светодиодов. Типичный сдвиг цветности в зависимости от температуры также задокументирован на кривых оптических характеристик.
5. Типовые кривые оптических характеристик
Технический паспорт содержит несколько характеристических кривых для облегчения схемотехнического и теплового проектирования:
- Прямое напряжение в зависимости от прямого тока: При 600 мА VF составляет примерно 3,0 В; кривая показывает постепенное увеличение с ростом тока.
- Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока: Интенсивность линейно возрастает до 600 мА.
- Относительная интенсивность в зависимости от температуры пайки: Интенсивность незначительно снижается при повышении температуры (примерно на 10% от 25°C до 100°C).
- Прямой ток в зависимости от температуры пайки: Требуется снижение тока выше 25°C для поддержания температуры перехода ниже 115°C.
- Прямое напряжение в зависимости от температуры пайки: VF снижается с повышением температуры (примерно на 0,1 В от 25°C до 100°C).
- Диаграмма излучения: Широкий угол обзора 120° с симметричной диаграммой направленности.
- Координаты цветности в зависимости от температуры пайки: Небольшой сдвиг координат x/y при различных температурах (25°C, 45°C, 65°C, 85°C).
- Спектральное распределение: Широкое излучение с центром около 450 нм (синий) и люминофорным преобразованием в диапазоне 500–700 нм.
6. Информация об упаковке
6.1 Спецификации упаковки
Количество в упаковке: 5000 шт. на катушку. Размеры ленты носителя: A0 = 3,2±0,1 мм, B0 = 3,3±0,1 мм, K0 = 1,4±0,1 мм, P0 = 4,0±0,1 мм, P1 = 4,0±0,1 мм, P2 = 2,0±0,05 мм, T = 0,25±0,02 мм, E = 1,75±0,1 мм, F = 3,5±0,05 мм, D0 = 1,55±0,1 мм, D1 = 1,1±0,1 мм, W = 8,0±0,1 мм. Размеры катушки: A (внутренний диаметр) = 13,3±0,5 мм, B (ширина) = 16,9±0,1 мм, C (наружный диаметр) = 178±1 мм, D (диаметр ступицы) = 59±1 мм.
6.2 Этикетка и влагозащитный барьер
На каждой катушке указаны номер детали, номер спецификации, номер партии, код бина, световой поток, бин цветности, прямое напряжение, длина волны, количество и дата. Катушка помещается во влагозащитный пакет с осушителем и индикатором влажности. Затем пакет упаковывается в картонную коробку для отгрузки.
6.3 Испытания на надежность
| Вид испытания | Условия | Продолжительность | Объем выборки | Принять/Отклонить |
|---|---|---|---|---|
| Пайка оплавлением (макс. 260°C) | 2 раза | — | 20 шт. | 0/1 |
| Термоудар (−40°C ⇔ 100°C) | 15 мин каждый, перенос 10 с | 100 циклов | 20 шт. | 0/1 |
| Хранение при высокой температуре (100°C) | — | 1000 ч | 20 шт. | 0/1 |
| Хранение при низкой температуре (−40°C) | — | 1000 ч | 20 шт. | 0/1 |
| Испытание на срок службы (TA = 25°C, IF = 600 мА) | — | 1000 ч | 10 шт. | 0/1 |
| Испытание при высокой температуре/влажности (60°C/90%RH, IF = 600 мА) | — | 500 ч | 10 шт. | 0/1 |
Критерии отказа: VF > 1,1×U.S.L, IR > 2,0×U.S.L, Φ<0,7×L.S.L.
7. Инструкции по пайке оплавлением SMT
Пайка оплавлением не должна выполняться более двух раз. Если после первой пайки прошло более 24 часов, светодиоды могут быть повреждены. Рекомендуемый профиль оплавления включает:
- Средняя скорость повышения температуры: макс. 3 °C/с
- Предварительный нагрев: от 150°C до 200°C в течение 60–120 с
- Время выше 217°C (TL): макс. 60 с
- Пиковая температура (TP): макс. 260°C, время удержания в пределах 5°C от пика: макс. 10 с
- Скорость охлаждения: макс. 6 °C/с
- Общее время от 25°C до пика: макс. 8 мин
Для ручной пайки: температура паяльника ниже 300°C, время менее 3 секунд, только один раз. Ремонта следует избегать; при необходимости используйте двусторонний паяльник. Не прилагайте усилие во время нагрева. Герметик — силикон, поэтому избегайте сильного давления на верхнюю поверхность. Не устанавливайте компоненты на деформированную печатную плату.
8. Меры предосторожности при обращении
- Рабочая среда должна ограничивать содержание серы в контактирующих материалах до уровня ниже 100 ppm.
- Содержание брома и хлора во внешних материалах должно быть ниже 900 ppm каждого, а общее содержание — ниже 1500 ppm.
- Избегайте ЛОС, которые могут проникать в силиконовые герметики и вызывать обесцвечивание. Используйте клеи, не выделяющие органические пары.
- Берите компоненты за боковые поверхности с помощью пинцета; не прикасайтесь к силиконовой линзе.
- Проектируйте схемы с соответствующими токоограничивающими резисторами для предотвращения превышения абсолютных максимальных значений. Обратное напряжение может вызвать миграцию и повреждение.
- Тепловое проектирование имеет решающее значение; обеспечьте достаточный отвод тепла для поддержания температуры перехода ниже 115°C.
- Силикон притягивает пыль; очищайте изопропиловым спиртом. Ультразвуковая очистка не рекомендуется.
- Условия хранения: до вскрытия алюминиевого пакета хранить при<30°C и<75% относительной влажности до 1 года. После вскрытия использовать в течение 24 часов при<30°C и<60% относительной влажности. При превышении срока хранения сушить при 65±5°C в течение 24 часов.
- Светодиоды чувствительны к ESD и EOS; используйте соответствующие меры предосторожности при обращении.
9. Рекомендации по применению в проектах
Данный белый светодиод идеально подходит для подсветки, индикаторов, внутренних дисплеев и общего освещения, где требуются высокая эффективность и широкий угол обзора. Широкий угол обзора 120° обеспечивает равномерное распределение света. Корпус EMC обеспечивает хорошую теплопроводность, что позволяет управлять светодиодом при токе 600 мА с надлежащим отводом тепла. При проектировании матриц обеспечивайте равномерное распределение тока и достаточную площадь меди для рассеивания тепла. Система сортировки по бинам позволяет выбирать узкие группы напряжения и цвета для стабильной производительности при массовом производстве.
10. Сравнение с техническими аналогами
По сравнению с обычными корпусами PLCC, корпус EMC обеспечивает более высокую надежность при тепловых и механических нагрузках, лучшую устойчивость к воздействию серы и повышенную эффективность извлечения света. Компактный размер 3,0×3,0 мм подходит для плотной компоновки. Типичное тепловое сопротивление 12°C/Вт является конкурентным для светодиодов средней мощности, позволяя работать при более высоких токах без превышения пределов температуры перехода.
11. Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Каков максимальный рабочий ток?Ответ: Абсолютный максимальный прямой ток составляет 600 мА постоянного тока; импульсный ток до 900 мА (скважность 1/10, 0,1 мс).
Вопрос: Можно ли использовать этот светодиод в уличных светильниках?Ответ: Диапазон рабочих температур от −40°C до +85°C, но корпус не предназначен для наружного применения без дополнительной защиты от окружающей среды.
Вопрос: Как интерпретировать коды бинов?Ответ: Бины напряжения (G1–J2) указывают диапазоны прямого напряжения; бины светового потока (T140–T240) указывают диапазоны светового потока в люменах. Бины цветности (D, H, K, T) соответствуют конкретным координатам CIE.
Вопрос: Подходит ли этот светодиод для систем с регулируемой цветовой температурой?Ответ: Это светодиод с фиксированным белым цветом; для регулируемого белого потребуется несколько цветовых бинов или разные CCT.
Вопрос: Какова рекомендуемая схема контактных площадок?Ответ: См. диаграмму контактных площадок (Рис. 1-5) с размерами каждой площадки 1,45 мм × 0,46 мм, расположенных на расстоянии 2,26 мм друг от друга. Используйте площадь меди, достаточную для отвода тепла.
12. Пример применения: блок подсветки ЖК-дисплея
В типичном 7-дюймовом ЖК-дисплее 24 таких белых светодиода, расположенных в матрице 4×6, могут обеспечить яркость 3000 кд/м² при токе 600 мА. Благодаря углу обзора 120° достигается равномерное освещение. Терморегулирование с использованием алюминиевой печатной платы с медью 2 унции обеспечивает температуру перехода ниже 85°C, гарантируя срок службы 50 000 часов. Корпус EMC позволяет производить пайку оплавлением на гибких подложках для конструкций с боковой подсветкой.
13. Принцип генерации белого света
Светодиод использует синий чип InGaN, излучающий на длине волны примерно 450 нм. Чип покрыт желтым люминофором YAG:Ce. Часть синего света поглощается люминофором и преобразуется в желтый; оставшийся синий свет смешивается с желтым, образуя белый свет. Точная точка белого (CCT и Duv) определяется концентрацией и составом люминофора, которые строго контролируются с помощью системы сортировки по бинам.
14. Отраслевые тенденции и стандарты
Осветительная промышленность движется в сторону более высокой эффективности и меньших корпусов. Корпуса EMC все чаще используются для светодиодов средней мощности благодаря их механической прочности и совместимости с автоматизированной сборкой. Тенденция также направлена на более точную сортировку по бинам для обеспечения стабильности цвета, что отражено в детальной структуре бинов CIE данного продукта. Соответствие RoHS и экологические ограничения по галогенам и сере становятся стандартными требованиями. Светодиоды с тепловым сопротивлением ниже 15°C/Вт предпочтительны для применений с высоким световым потоком, чтобы упростить отвод тепла.
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. |