Содержание
- 1. Обзор продукта
- 1.1 Общее описание
- 1.2 Особенности
- 1.3 Применения
- 2. Технические параметры
- 2.1 Электрические и оптические характеристики (при Ts=25°C, IF=350 мА)
- 2.2 Предельные максимальные значения (при Ts=25°C)
- 3. Система сортировки по бинам
- 3.1 Бины прямого напряжения
- 3.2 Бины светового потока
- 3.3 Бины доминантной длины волны
- 4. Кривые характеристик
- 4.1 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока
- 4.2 Прямой ток в зависимости от относительной интенсивности
- 4.3 Температура в зависимости от относительной интенсивности
- 4.4 Максимальный прямой ток в зависимости от Ts
- 4.5 Спектральное распределение
- 4.6 Диаграмма направленности
- 5. Механическая информация и упаковка
- 5.1 Размеры корпуса
- 5.2 Рисунок пайки
- 5.3 Транспортная лента и катушка
- 5.4 Спецификация этикетки
- 5.5 Влагостойкая упаковка
- 6. Рекомендации по пайке и сборке
- 6.1 Профиль оплавления
- 6.2 Ручная пайка
- 6.3 Меры предосторожности
- 7. Упаковка и информация для заказа
- 8. Рекомендации по применению
- 8.1 Тепловое проектирование
- 8.2 Стабилизация тока
- 8.3 Экологическая совместимость
- 8.4 Электростатический разряд
- 9. Техническое сравнение
- 10. Часто задаваемые вопросы
- 11. Пример применения: освещение для роста растений
- 12. 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
Данный светодиод в керамическом корпусе использует технологию InGaN на подложке, обеспечивая яркий синий свет в компактном корпусе 3,45 мм x 3,45 мм x 2,20 мм. Он предназначен для общего освещения и специальных применений, требующих надежной работы и широкого угла обзора.
1.1 Общее описание
Светодиод изготовлен на основе полупроводникового материала InGaN (нитрид индия-галлия), выращенного на подложке, излучает синий свет. Корпус представляет собой керамическую подложку с силиконовым компаундом, обеспечивающую отличное тепловое управление и долговременную стабильность.
1.2 Особенности
- Керамический корпус для превосходного отвода тепла
- Чрезвычайно широкий угол обзора (120°)
- Подходит для всех SMT процессов сборки и оплавления
- Поставляется на ленте и катушке (1000 шт./катушка)
- Уровень чувствительности к влаге: Уровень 1 (MSL1)
- Соответствует требованиям RoHS
1.3 Применения
- Декоративные цветные лампы и световые ленты
- Освещение растений (фотосинтез)
- Ландшафтное и архитектурное освещение
- Сценическое и фотоосвещение
- Внутреннее освещение отелей, магазинов, офисов и жилых помещений
- Освещение общего назначения
2. Технические параметры
2.1 Электрические и оптические характеристики (при Ts=25°C, IF=350 мА)
| Параметр | Обозначение | Min. | Typ. | Max. | Единица | Условия измерения |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Прямое напряжение | VF | 2.6 | - | 3.4 | V | IF=350 мА |
| Световой поток | IV | 20 | - | 40 | лм | IF=350 мА |
| Полный радиационный поток | Φe | 500 | - | 850 | мВт | IF=350 мА |
| Доминантная длина волны | λD | 445 | - | 460 | нм | IF=350 мА |
| Обратный ток | IR | - | - | 10 | мкА | VR=5 В |
| Угол обзора | 2θ1/2 | - | 120 | - | град | IF=350 мА |
2.2 Предельные максимальные значения (при Ts=25°C)
| Параметр | Обозначение | Значение | Единица |
|---|---|---|---|
| Рассеиваемая мощность | PD | 5100 | мВт |
| Прямой ток | IF | 1500 | мА |
| Пиковый прямой ток (1/10 импульс, 0.1 мс) | IFP | 1650 | мА |
| Обратное напряжение | VR | 5 | V |
| Электростатический разряд (HBM) | ESD | 2000 | V |
| Рабочая температура | TOPR | -40 ~ +85 | °C |
| Температура хранения | TSTG | -40 ~ +85 | °C |
| Температура перехода | TJ | 125 | °C |
Примечание: допуск измерения прямого напряжения ±0.1 В. Допуск доминантной длины волны ±1 нм. Допуск силы света ±10%.
3. Система сортировки по бинам
Светодиоды сортируются по бинам для прямого напряжения, светового потока и доминантной длины волны при IF=350 мА, чтобы обеспечить однородность применения.
3.1 Бины прямого напряжения
| Код бина | Диапазон напряжений (В) |
|---|---|
| F0 | 2.6 - 2.8 |
| G0 | 2.8 - 3.0 |
| H0 | 3.0 - 3.2 |
| I0 | 3.2 - 3.4 |
3.2 Бины светового потока
| Код бина | Диапазон потока (лм) |
|---|---|
| FA1 | 20 - 25 |
| FA2 | 25 - 30 |
| FA3 | 30 - 35 |
| FA4 | 35 - 40 |
3.3 Бины доминантной длины волны
| Код бина | Диапазон длины волны (нм) |
|---|---|
| A01 | 445 - 450 |
| A00 | 450 - 455 |
| B00 | 455 - 460 |
4. Кривые характеристик
4.1 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока
На рисунке 1-6 показано увеличение прямого напряжения с ростом прямого тока. При 350 мА типичное VF составляет около 3,0 В. При токе более 1000 мА напряжение возрастает примерно до 3,4 В. Эта кривая необходима для проектирования драйверов с постоянным током.
4.2 Прямой ток в зависимости от относительной интенсивности
Рисунок 1-7 показывает, что относительная световая интенсивность увеличивается с прямым током, но наклон уменьшается при больших токах из-за снижения эффективности. Светодиод достигает максимальной относительной интенсивности около 1750 мА.
4.3 Температура в зависимости от относительной интенсивности
Как показано на рисунке 1-8, относительная интенсивность уменьшается с повышением температуры точки пайки (Ts). При 115°C интенсивность падает примерно до 60% от значения при 25°C. Правильное тепловое управление критически важно.
4.4 Максимальный прямой ток в зависимости от Ts
Рисунок 1-9 предоставляет информацию о снижении номиналов: при Ts=25°C максимальный прямой ток составляет 1500 мА, а при Ts=85°C он снижается до приблизительно 400 мА. Всегда работайте в пределах сниженных номиналов.
4.5 Спектральное распределение
Спектр излучения (рис. 1-10) имеет пик около 455 нм с FWHM около 20-25 нм, что типично для синих светодиодов InGaN. Вторичные пики не наблюдаются.
4.6 Диаграмма направленности
Светодиод имеет ламбертовскую диаграмму направленности с широким углом обзора 120° (полуугол 60°). Относительная интенсивность падает до 50% при ±60° от оптической оси.
5. Механическая информация и упаковка
5.1 Размеры корпуса
Корпус светодиода составляет 3,45 мм × 3,45 мм × 2,20 мм (длина × ширина × высота). Керамическая подложка обеспечивает прочное основание. Вид сверху показывает квадратную область кристалла; вид сбоку указывает высоту 2,20 мм, включая силиконовую линзу. Вид снизу показывает две большие контактные площадки для анода и катода, а также меньшую площадку для теплового соединения. Полярность отмечена вырезом или символом '+' в соответствии с рисунком 1-4.
5.2 Рисунок пайки
Рекомендуемые размеры контактной площадки на печатной плате приведены на рис. 1-5. Площадка анода 3,40 мм × 1,30 мм, катода 3,50 мм × 0,50 мм, с зазором 0,30 мм. Обеспечьте правильную паяльную маску и толщину меди для теплового управления.
5.3 Транспортная лента и катушка
Светодиоды поставляются в транспортной ленте шириной 12 мм с шагом карманов 4,0 мм. Каждая катушка содержит 1000 шт. В ленте имеется 50 пустых карманов в начале и конце. Размеры катушки: внешний диаметр 178±1 мм, внутренний диаметр 59 мм, ширина 14,0±0,5 мм.
5.4 Спецификация этикетки
Каждая катушка маркируется номером детали, номером спецификации, номером партии, кодом бина (поток, длина волны, напряжение), количеством и кодом даты.
5.5 Влагостойкая упаковка
Катушка герметично упакована во влагозащитный пакет с осушителем и индикаторной карточкой влажности. Пакет помещается в картонную коробку для отгрузки.
6. Рекомендации по пайке и сборке
6.1 Профиль оплавления
Рекомендуемый профиль оплавления: скорость подъема ≤3°C/с, предварительный нагрев от 150°C до 200°C в течение 60-120 с, затем подъем до 217°C (TL) и выдержка выше TL в течение >60 с, но<≤120 с, достижение пиковой температуры 260°C в течение макс. 10 с. Скорость охлаждения ≤6°C/с. Общее время от 25°C до пика ≤8 минут.
6.2 Ручная пайка
При необходимости ручной пайки используйте паяльник с температурой ≤300°C не более 3 секунд и только один раз на соединение.
6.3 Меры предосторожности
Силиконовый компаунд мягкий. Не оказывайте давление на линзу во время установки или после пайки. Избегайте деформации печатной платы после пайки. Не охлаждайте светодиод быстро после оплавления.
7. Упаковка и информация для заказа
Стандартная упаковка: 1000 штук на катушку. Несколько катушек упаковываются во влагозащитный пакет, затем в картонную коробку. Условия хранения до вскрытия: температура ≤30°C, влажность ≤75% ОВ в течение до 6 месяцев. После вскрытия: использовать в течение 168 часов при ≤30°C, ≤60% ОВ. Если превышено, просушить при 60±5°C,<≤5% ОВ в течение 24 часов.
Информация для заказа включает номер детали с указанием бинов потока и длины волны. Пожалуйста, обратитесь к производителю для уточнения доступности конкретных бинов.
8. Рекомендации по применению
8.1 Тепловое проектирование
Учитывая высокую мощность, требуется достаточное охлаждение, чтобы температура перехода не превышала 125°C. Используйте тепловые переходы и металлическую печатную плату (MCPCB) для работы с высоким током.
8.2 Стабилизация тока
Всегда используйте источник постоянного тока. Одних резисторов недостаточно для последовательно-параллельных цепочек. Учитывайте разброс бинов VF и применяйте соответствующее выравнивание тока.
8.3 Экологическая совместимость
Избегайте воздействия серосодержащих соединений (>100 ppm), брома и хлора (>900 ppm каждого, общее<≤1500 ppm). Не используйте клеи или заливочные компаунды, выделяющие летучие органические соединения (ЛОС), которые могут обесцветить силикон.
8.4 Электростатический разряд
Эти светодиоды чувствительны к электростатическим разрядам (HBM 2 кВ). Используйте заземленные рабочие станции, антистатические браслеты и ионизаторы при обращении.
9. Техническое сравнение
По сравнению с традиционными PLCC светодиодами, керамический корпус обеспечивает более низкое тепловое сопротивление, более высокую надежность при повышенных температурах и лучшую стойкость к воздействию серы. Широкий угол обзора 120° делает его подходящим для рассеянного освещения. Наличие нескольких бинов потока и цвета позволяет точно настраивать световой выход и цветовую однородность.
10. Часто задаваемые вопросы
В: Каков рекомендуемый прямой ток для оптимальной эффективности?О: При 350 мА светодиод обеспечивает хороший баланс светового потока и эффективности. Более высокие токи увеличивают выход, но снижают эффективность из-за падения.
В: Можно ли использовать эти светодиоды параллельно?О: Да, но каждый светодиод должен иметь собственный токоограничивающий резистор или питаться от источника постоянного тока, чтобы компенсировать разброс VF.
В: Как чистить светодиоды после пайки?О: Рекомендуется изопропиловый спирт. Не используйте ультразвуковую очистку, так как это может повредить светодиод.
В: Каков срок хранения?О: Не вскрытые пакеты могут храниться 6 месяцев при 30°C/75% ОВ. После вскрытия используйте в течение 168 часов или просушите перед использованием.
11. Пример применения: освещение для роста растений
Был разработан светильник для растениеводства с использованием 100 штук данного синего светодиода в комбинации с красными светодиодами для получения спектра, оптимизированного для фотосинтеза. Светодиоды были установлены на алюминиевую MCPCB с тепловыми переходами. При токе 350 мА светильник обеспечивал 4000 люмен синего света с доминантной длиной волны 450 нм, покрывая площадь роста 1 м². Керамический корпус обеспечил стабильную работу при температуре окружающей среды 40°C. Широкий угол обзора исключил необходимость во вторичной оптике в приложениях с близким расположением к растениям.
12. Принцип работы
Данный синий светодиод основан на структуре множественных квантовых ям InGaN/GaN, выращенной на сапфировой или кремниевой подложке. При прямом смещении электроны и дырки рекомбинируют в активной области, высвобождая энергию в виде фотонов. Ширина запрещенной зоны InGaN определяет длину волны излучения, которая для данного устройства находится в синей области (445-460 нм). Керамический корпус обеспечивает электрическую изоляцию и эффективный отвод тепла от кристалла к печатной плате.
13. Тенденции развития
Тенденция в упаковке мощных светодиодов направлена на уменьшение размеров при увеличении токовых возможностей. Керамические корпуса, такие как этот, становятся стандартом для применений, требующих высокой надежности и тепловой производительности. Будущие разработки включают дальнейшее повышение эффективности преобразования, более узкое распределение бинов для лучшей цветовой однородности и интеграцию функций интеллектуального управления непосредственно в корпус.
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. |