Содержание
- 1. Обзор продукта
- 1.1 Общее описание
- 1.2 Особенности
- 1.3 Применения
- 2. Размеры корпуса
- 2.1 Расположение контактных площадок для пайки
- 3. Технические параметры
- 3.1 Электрические и оптические характеристики (при Ts=25°C, IF=350мА)
- 3.2 Абсолютные максимальные номиналы
- 4. Диапазон бинов и цветность
- 4.1 Бины прямого напряжения и светового потока (IF=350мА)
- 4.2 Бины цветности
- 5. Типовые кривые оптических характеристик
- 5.1 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока
- 5.2 Относительный световой поток в зависимости от прямого тока
- 5.3 Температурные эффекты
- 5.4 Диаграмма излучения
- 5.5 Спектральное распределение
- 5.6 Сдвиг координат цветности
- 6. Информация об упаковке
- 6.1 Размеры ленты и катушки
- 6.2 Этикетка и влагозащитный пакет
- 7. Испытания на надежность и квалификация
- 8. Руководство по пайке оплавлением SMT
- 9. Меры предосторожности при обращении и хранении
- 9.1 Меры предосторожности при обращении
- 9.2 Условия хранения
- 10. Примечания по применению
- 11. Рекомендации по проектированию
- 12. Техническое сравнение
- 13. Часто задаваемые вопросы
- 14. Примеры реальных применений
- 15. Принцип работы
- 16. 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
Данный продукт представляет собой мощный янтарный светодиод с керамической корпусной структурой, предназначенный для высокой надежности в требовательных приложениях наружного автомобильного освещения. Устройство имеет размеры 1.65 мм x 1.25 мм x 0.80 мм, что делает его компактным для модулей с ограниченным пространством. Он обеспечивает отличные тепловые характеристики и длительный срок службы в условиях автомобильных нагрузок.
1.2 Особенности
- Керамический корпус для превосходного отвода тепла и надежности.
- Высокая мощность и высокая яркость.
- Совместимость с бессвинцовой пайкой оплавлением.
- Уровень влагочувствительности: Уровень 2.
- Соответствие директивам RoHS и REACH.
- Квалифицирован по стандарту AEC-Q102 Stress Test Qualification для автомобильных дискретных полупроводников.
1.3 Применения
Наружное автомобильное освещение, включая дневные ходовые огни, фары и противотуманные фары. Прочный керамический корпус и высокая световая эффективность делают его идеальным для требовательных автомобильных сред.
2. Размеры корпуса
Светодиодный корпус имеет размеры 1,65 мм (длина) x 1,25 мм (ширина) x 0,80 мм (высота). Все допуски составляют ±0,2 мм, если не указано иное. На виде снизу показаны два анод/катод контакта с маркировкой полярности. Рекомендуемая схема пайки обеспечивает оптимальное тепловое и электрическое соединение.
2.1 Расположение контактных площадок для пайки
Рекомендуемые размеры контактных площадок: 0,45 мм x 0,76 мм с каждой стороны, с расстоянием 0,30 мм между площадками. Правильная конструкция площадок обеспечивает хороший теплоотвод и механическую стабильность.
3. Технические параметры
3.1 Электрические и оптические характеристики (при Ts=25°C, IF=350мА)
| Параметр | Символ | Мин | Тип | Макс | Ед. изм. |
|---|---|---|---|---|---|
| Прямое напряжение | VF | 2.8 | — | 3.4 | V |
| Обратный ток | IR | — | — | 10 | мкА |
| Световой поток | Φ | 90 | — | 135 | лм |
| Угол обзора | 2θ1/2 | — | 120 | — | град |
| Тепловое сопротивление (катушка) | RTHJ-S катушка | — | 7.6 | 8.3 | °C/Вт |
| Тепловое сопротивление (электрическое) | RTHJ-S эл | — | 5.1 | 5.6 | °C/Вт |
Примечание: Эффективность фотоэлектрического преобразования в импульсном режиме при 25°C составляет 42%. Значения теплового сопротивления измерены при 1000 мА и 25°C.
3.2 Абсолютные максимальные номиналы
| Параметр | Символ | Значение | Ед. изм. |
|---|---|---|---|
| Рассеиваемая мощность | PD | 2380 | мВт |
| Прямой ток | IF | 700 | мА |
| Пиковый прямой ток (1/10 скважность, 10 мс) | IFP | 1000 | мА |
| Обратное напряжение | VR | 5 | V |
| Электростатический разряд (HBM) | ESD | 8000 | V |
| Рабочая температура | TOPR | -40 ~ +125 | °C |
| Температура хранения | TSTG | -40 ~ +125 | °C |
| Температура перехода | TJ | 150 | °C |
Необходимо соблюдать осторожность, чтобы не превышать эти пределы. Максимальный ток должен определяться с учетом фактического теплоотвода, а температура перехода должна оставаться ниже 150°C.
4. Диапазон бинов и цветность
4.1 Бины прямого напряжения и светового потока (IF=350мА)
Светодиод сортируется по бинам прямого напряжения и светового потока. Бины напряжения: G0 (2,8-3,0 В), H0 (3,0-3,2 В), I0 (3,2-3,4 В). Бины светового потока: AC (90-105 лм), AD (105-120 лм), AE (120-135 лм). Эта система сортировки позволяет клиентам выбрать желаемый диапазон производительности.
4.2 Бины цветности
Определены два бина цветности: AM1 и AM2. Их координаты приведены в техническом описании, охватывая янтарную область диаграммы CIE 1931. Центр бина AM1 находится около x=0,57, y=0,42, а центр AM2 - около x=0,58, y=0,41. Это обеспечивает постоянство цвета для автомобильных осветительных приложений.
5. Типовые кривые оптических характеристик
5.1 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока
Прямое напряжение увеличивается с ростом прямого тока, как и ожидается для типичного светодиода. При 350 мА напряжение находится в диапазоне от 2,8 В до 3,4 В. Разработчики должны учитывать эту вариацию при проектировании драйверов с постоянным током.
5.2 Относительный световой поток в зависимости от прямого тока
Относительный световой поток увеличивается нелинейно с током. При более высоких токах скорость увеличения потока замедляется из-за тепловых эффектов. Работа рядом с максимальным номинальным током требует тщательного теплового управления.
5.3 Температурные эффекты
Температура перехода сильно влияет на световой поток: при повышении температуры поток уменьшается. Кривая показывает, что при температуре перехода 150°C относительный поток падает примерно до 70% от значения при 25°C. Аналогично, прямое напряжение сдвигается в отрицательную сторону с температурой.
5.4 Диаграмма излучения
Светодиод имеет широкий угол обзора 120 градусов (FWHM), что подходит для приложений, требующих широкого освещения, таких как противотуманные фары и дневные ходовые огни. Диаграмма излучения симметрична.
5.5 Спектральное распределение
Спектр янтарного светодиода имеет пик около 590-595 нм с узкой полушириной. Это типично для янтарных светодиодов на основе InGaAlP, используемых в автомобильной сигнализации.
5.6 Сдвиг координат цветности
Координаты цветности незначительно смещаются как с температурой перехода, так и с прямым током. Сдвиги находятся в допустимых пределах для наружного автомобильного освещения, обеспечивая постоянство цвета в рабочем диапазоне.
6. Информация об упаковке
6.1 Размеры ленты и катушки
Светодиоды упаковываются в ленту с размерами: A0=1,50 мм, B0=1,80 мм, K0=1,00 мм, шаг P0=4,00 мм, P1=2,00 мм, P2=2,00 мм, ширина W=8,00 мм. Катушка имеет внешний диаметр 180±2 мм, диаметр ступицы 60±1 мм и ширину 12±0,3 мм. Каждая катушка содержит 4000 шт.
6.2 Этикетка и влагозащитный пакет
Катушка запечатывается во влагозащитный пакет с осушителем и индикатором влажности. На этикетке указаны номер детали, номер спецификации, номер партии, код бина, бин светового потока и цветности, бин прямого напряжения, количество и дата.
7. Испытания на надежность и квалификация
Продукт квалифицирован по стандарту AEC-Q102. Ключевые испытания включают: предварительную подготовку MSL2 с оплавлением, термоудар (-40°C до 125°C, 1000 циклов), испытание на срок службы при 120°C с током 350 мА в течение 1000 часов, а также испытание на срок службы при высокой температуре и влажности (85°C/85%RH, 350 мА, 1000 часов). Критерии приемки: изменение прямого напряжения<10% от начального максимального значения, обратный ток<200% от максимального значения, деградация светового потока<30% от начального минимального значения.
8. Руководство по пайке оплавлением SMT
Следуйте рекомендуемому профилю оплавления: предварительный нагрев от 150°C до 200°C в течение 60-120 секунд, скорость подъема ≤3°C/с, время выше 217°C 60-120 секунд, пиковая температура 260°C не более 10 секунд, скорость охлаждения ≤6°C/с. Не выполняйте оплавление более двух раз. Если между пайками прошло более 24 часов, светодиоды необходимо просушить. Не прикладывайте нагрузки во время нагрева. Ремонт не рекомендуется; если неизбежен, используйте двусторонний паяльник.
9. Меры предосторожности при обращении и хранении
9.1 Меры предосторожности при обращении
- Избегайте механического воздействия на поверхность силиконовой линзы.
- Не устанавливайте на деформированные печатные платы и не изгибайте плату после пайки.
- Не прикладывайте механическую силу или вибрацию во время охлаждения.
- Требуется защита от электростатического разряда: светодиод чувствителен к разряду до 8 кВ HBM.
- Содержание сернистых соединений в окружающей среде должно быть менее 100 ppm; содержание брома и хлора - менее 900 ppm каждого, суммарно менее 1500 ppm.
- Летучие органические соединения из материалов оснастки могут обесцветить светодиод; перед использованием проверьте совместимость.
- Используйте соответствующие токоограничивающие резисторы; никогда не превышайте абсолютные максимальные номиналы.
- Тепловое проектирование критически важно: учитывайте тепловыделение, чтобы избежать падения светового потока и сдвига цвета.
9.2 Условия хранения
Перед вскрытием алюминиевого пакета: хранить при ≤30°C и ≤75% относительной влажности до одного года. После вскрытия: использовать в течение 24 часов при ≤30°C и ≤60% относительной влажности. Если срок хранения превышен, просушить при 60±5°C не менее 24 часов. Не используйте, если влагозащитный пакет поврежден.
10. Примечания по применению
Этот янтарный светодиод идеально подходит для наружного автомобильного освещения, такого как дневные ходовые огни, фары и противотуманные фары. Керамический корпус обеспечивает отличную теплопроводность, позволяя работать при высоком токе с надлежащим теплоотводом. Рекомендуется использовать драйвер с постоянным током и достаточным запасом по мощности. Для параллельных цепочек обеспечьте равномерное распределение тока. Широкий угол обзора 120° подходит для сигнальных огней. Продукт соответствует требованиям AEC-Q102, обеспечивая надежность в суровых автомобильных условиях.
11. Рекомендации по проектированию
При проектировании печатной платы используйте тепловую площадку под светодиодом для эффективного отвода тепла. Следуйте схеме контактных площадок, приведенной в техническом описании, для достижения оптимальных тепловых и электрических характеристик. Рекомендуется использовать 4-слойную печатную плату с тепловыми переходами, если это возможно. Цепь драйвера должна обеспечивать только прямое напряжение; необходимо предотвратить повреждение обратным напряжением. При высоких температурах учитывайте снижение потока, показанное на характеристических кривых. Всегда проверяйте светодиод в конечной оснастке для подтверждения тепловых и оптических характеристик.
12. Техническое сравнение
По сравнению со светодиодами в пластиковом корпусе, этот светодиод в керамическом корпусе обладает более высокой теплопроводностью, лучшей устойчивостью к термоциклированию и более низким тепловым сопротивлением, что делает его более подходящим для автомобильных применений. Квалификация AEC-Q102 дополнительно отличает его от стандартных коммерческих светодиодов. Система сортировки обеспечивает более жесткий контроль цвета и потока, что необходимо для равномерного освещения в транспортных средствах.
13. Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Какой рекомендуемый рабочий ток?Ответ: Типичный рабочий ток составляет 350 мА, но допускается до 700 мА при надлежащем тепловом управлении. Для увеличения срока службы рекомендуется придерживаться 350 мА или ниже.
Вопрос: Можно ли использовать этот светодиод в указателях поворота?Ответ: Да, янтарный цвет и высокая яркость делают его подходящим для указателей поворота при условии, что оптическая конструкция соответствует требованиям.
Вопрос: Как очищать светодиод после пайки?Ответ: Используйте изопропиловый спирт. Не используйте ультразвуковую очистку, так как это может повредить устройство.
Вопрос: Каков срок службы этого светодиода?Ответ: В техническом описании не указан срок службы, но на основании испытаний AEC-Q102 ожидается, что он превысит 10 000 часов при номинальных условиях.
14. Примеры реальных применений
В одном случае модуль дневных ходовых огней использовал 12 таких светодиодов, работающих при 350 мА каждый, обеспечивая более 800 люмен с диаграммой направленности, соответствующей требованиям ECE. Керамический корпус позволил модулю работать при температуре окружающей среды 85°C без активного охлаждения. Другая конструкция противотуманной фары использовала 6 светодиодов с общим потоком 600 люмен, успешно прошедших испытания на термоудар от -40°C до 125°C.
15. Принцип работы
Этот светодиод основан на системе материалов InGaAlP, которая излучает янтарный свет посредством электролюминесценции. При прямом смещении электроны и дырки рекомбинируют в активной области, высвобождая фотоны. Керамическая подложка обеспечивает эффективный отвод тепла, поддерживая температуру перехода в допустимых пределах.
16. Тенденции развития
Автомобильное освещение движется в сторону более высокой эффективности и меньших корпусов. Керамические светодиоды с квалификацией AEC-Q102 становятся стандартом для наружного освещения. Будущие тенденции включают интеграцию с интеллектуальными драйверами и адаптивными системами освещения. Данный продукт хорошо подходит для удовлетворения текущих и будущих автомобильных требований.
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. |