Содержание
- 1. Обзор продукта
- 1.1 Общее описание
- 1.2 Особенности
- 1.3 Применения
- 1.4 Габаритные размеры корпуса
- 1.5 Параметры продукта
- 1.5.1 Электрические/оптические характеристики (Ts=25°C, I_F=20 мА)
- 1.5.2 Абсолютные максимальные номиналы (Ts=25°C)
- 1.6 Типовые кривые оптических характеристик
- 2. Упаковка
- 2.1 Спецификация упаковки
- 2.2 Влагозащитная упаковка
- 2.3 Картонная коробка
- 2.4 Элементы и условия испытаний на надежность
- 2.5 Критерии оценки повреждений
- 3. Инструкции по пайке оплавлением для SMT
- 3.1 Профиль пайки оплавлением
- 3.2 Паяльник
- 3.3 Ремонт
- 3.4 Меры предосторожности
- 4. Меры предосторожности при обращении
- 4.1 Экологические соображения
- 4.2 Проектирование схемы
- 4.3 Тепловое проектирование
- 4.4 Условия хранения
- 4.5 Защита от ESD и EOS
- 5. Рекомендации по применению
- 6. Техническое сравнение
- 7. Часто задаваемые вопросы
- 8. Физический принцип
- 9. 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
RF-AUB190TS-CA представляет собой поверхностно-монтируемый янтарный светодиод, изготовленный на основе янтарного чипа. Его компактные размеры корпуса составляют 1,6 мм x 0,8 мм x 0,7 мм, что делает его идеальным для применений с ограниченным пространством. Светодиод излучает свет в янтарном диапазоне длин волн (600–610 нм) и предназначен для индикации общего назначения и дисплеев.
1.2 Особенности
- Чрезвычайно широкий угол обзора: 140° (типичный)
- Подходит для всех процессов SMT сборки и пайки
- Уровень чувствительности к влаге: Уровень 3 (MSL 3)
- Соответствует RoHS
- Несколько вариантов бинирования по прямому напряжению, доминирующей длине волны и силе света
1.3 Применения
- Оптические индикаторы (например, индикаторы состояния, подсветка)
- Переключатели и символьные дисплеи
- Общее освещение и декоративные применения
1.4 Габаритные размеры корпуса
Корпус светодиода имеет размеры 1,60 мм x 0,80 мм x 0,70 мм (Д x Ш x В). Рекомендуемая схема контактных площадок для пайки приведена в техническом описании (Рис. 1-5). Допуски составляют ±0,2 мм, если не указано иное. Полярность обозначена меткой катода на виде снизу. Корпус предназначен для стандартной SMT-пайки.
1.5 Параметры продукта
1.5.1 Электрические/оптические характеристики (Ts=25°C, I_F=20 мА)
| Параметр | Символ | Мин | Тип | Макс | Единица |
|---|---|---|---|---|---|
| Спектральная полуширина | Δλ | – | 15 | – | нм |
| Прямое напряжение (Бин B1) | V_F | 1.8 | – | 1.9 | V |
| Прямое напряжение (Бин B2) | V_F | 1.9 | – | 2.0 | V |
| Прямое напряжение (Бин C1) | V_F | 2.0 | – | 2.1 | V |
| Прямое напряжение (Бин C2) | V_F | 2.1 | – | 2.2 | V |
| Прямое напряжение (Бин D1) | V_F | 2.2 | – | 2.3 | V |
| Прямое напряжение (Бин D2) | V_F | 2.3 | – | 2.4 | V |
| Доминирующая длина волны (Бин A10) | λ_D | 600.0 | – | 602.5 | нм |
| Доминирующая длина волны (Бин A20) | λ_D | 602.5 | – | 605.0 | нм |
| Доминирующая длина волны (Бин B10) | λ_D | 605.0 | – | 607.5 | нм |
| Доминирующая длина волны (Бин B20) | λ_D | 607.5 | – | 610.0 | нм |
| Сила света (Бин 1DW) | I_V | 70 | – | 90 | мкд |
| Сила света (Бин 1AP) | I_V | 90 | – | 120 | мкд |
| Сила света (Бин G20) | I_V | 120 | – | 150 | мкд |
| Сила света (Бин 1AW) | I_V | 150 | – | 200 | мкд |
| Сила света (Бин 1AT) | I_V | 200 | – | 260 | мкд |
| Угол обзора | 2θ1/2 | – | 140 | – | град |
| Обратный ток (V_R=5 В) | I_R | – | – | 10 | мкА |
| Тепловое сопротивление (переход-припой) | RRthJ-S | – | – | 450 | °C/Вт |
1.5.2 Абсолютные максимальные номиналы (Ts=25°C)
| Параметр | Символ | Номинал | Единица |
|---|---|---|---|
| Рассеиваемая мощность | Pd | 72 | мВт |
| Прямой ток | I_F | 30 | мА |
| Пиковый прямой ток (импульсный) | I_FP | 60 | мА |
| Обратное напряжение | V_r | 5 | V |
| Электростатический разряд (HBM) | ESD | 2000 | V |
| Рабочая температура | TT_opr | -40 до +85 | °C |
| Температура хранения | TT_stg | -40 до +85 | °C |
| Температура перехода | Tj | 95 | °C |
Примечания: Импульсные условия: коэффициент заполнения 1/10, длительность импульса 0,1 мс. Допуск измерения прямого напряжения составляет ±0,1 В. Допуск измерения доминирующей длины волны составляет ±2 нм. Допуск измерения силы света составляет ±10%. Следует соблюдать осторожность, чтобы не превышать абсолютный максимальный номинал. Максимальный ток следует определять на основе температуры корпуса, чтобы температура перехода не превышала максимальную.
1.6 Типовые кривые оптических характеристик
В техническом описании представлены несколько характеристических кривых, измеренных при 25°C:
- Прямое напряжение в зависимости от прямого тока (Рис. 1-6):Показывает типичную вольт-амперную характеристику. При увеличении прямого тока прямое напряжение незначительно возрастает. При 20 мА V_F составляет около 2,0 В (в зависимости от бина).
- Прямой ток в зависимости от относительной интенсивности (Рис. 1-7):Относительная сила света увеличивается с прямым током, приблизительно линейно при низких токах, затем насыщается. При 30 мА относительная интенсивность примерно в 1,3 раза выше, чем при 20 мА.
- Температура контакта в зависимости от относительной интенсивности (Рис. 1-8):При увеличении температуры точки пайки относительная интенсивность снижается. При 100°C интенсивность падает примерно до 70% от значения при 25°C.
- Температура контакта в зависимости от прямого тока (Рис. 1-9):Эта кривая показывает допустимый прямой ток как функцию температуры точки пайки. При более высоких температурах максимальный допустимый ток должен быть снижен.
- Прямой ток в зависимости от доминирующей длины волны (Рис. 1-10):Доминирующая длина волны незначительно смещается с током. При более высоких токах длина волны может сместиться в сторону более длинных волн (красное смещение). При 30 мА смещение составляет около 1-2 нм по сравнению с 20 мА.
- Относительная интенсивность в зависимости от длины волны (Рис. 1-11):Спектральное распределение узкое с полушириной около 15 нм. Пик приходится примерно на 605 нм (типичный янтарный).
- Характеристики излучения (Рис. 1-12):Полярная диаграмма излучения показывает широкий угол обзора 140°. Интенсивность относительно равномерна в пределах ±70°.
2. Упаковка
2.1 Спецификация упаковки
Светодиоды упаковываются в катушки по 4000 штук на катушку. Размеры несущей ленты стандартные: ширина 8 мм с указанием направления подачи. Катушка имеет диаметр 178±1 мм и ширину 8,0±0,1 мм. Этикетки содержат номер детали, номер спецификации, номер партии, код бина (световой поток, бина по цветности, прямое напряжение, длина волны), количество и код даты.
2.2 Влагозащитная упаковка
Каждая катушка помещается во влагозащитный пакет с осушителем и индикатором влажности. Затем пакет запечатывается и помещается в картонную коробку. Уровень MSL 3 означает, что время нахождения после вскрытия пакета составляет 168 часов при контролируемых условиях (≤30°C, ≤60% относительной влажности). Если пакет был открыт дольше, требуется сушка (60±5°C в течение ≥24 часов).
2.3 Картонная коробка
Внешняя картонная коробка содержит несколько катушек. Коробка маркируется информацией о продукте и мерах предосторожности при обращении.
2.4 Элементы и условия испытаний на надежность
Светодиод прошел квалификационные испытания на надежность (все пройдены с 0 отказами на 22 образцах):
- Пайка оплавлением: макс. 260°C, 10 сек, 2 раза (JESD22-B106)
- Циклическое изменение температуры: -40°C до 100°C, 100 циклов (JESD22-A104)
- Термоудар: -40°C до 100°C, 300 циклов (JESD22-A106)
- Хранение при высокой температуре: 100°C, 1000 ч (JESD22-A103)
- Хранение при низкой температуре: -40°C, 1000 ч (JESD22-A119)
- Испытание на срок службы: 25°C, 20 мА, 1000 ч (JESD22-A108)
2.5 Критерии оценки повреждений
После испытаний на надежность светодиод считается неисправным, если:
- Прямое напряжение (V_F при 20 мА) превышает первоначальный верхний предел спецификации в 1,1 раза.
- Обратный ток (I_R при 5 В) превышает первоначальный верхний предел спецификации в 2,0 раза.
- Световой поток падает ниже 70% от первоначального нижнего предела спецификации.
3. Инструкции по пайке оплавлением для SMT
3.1 Профиль пайки оплавлением
Рекомендуемый профиль пайки оплавлением следующий:
- Средняя скорость нагрева (от Tsmin до Tp): макс. 3°C/с
- Диапазон температуры предварительного нагрева: 150°C до 200°C
- Время предварительного нагрева (Tsmin до Tsmax): 60-120 секунд
- Время выше 217°C: макс. 60 секунд
- Пиковая температура (Tp): 260°C
- Время в пределах 5°C от пиковой температуры: макс. 30 секунд
- Скорость охлаждения: макс. 6°C/с
- Время от 25°C до пиковой температуры: макс. 8 минут
Пайку оплавлением не следует выполнять более двух раз. Если между двумя проходами пайки прошло более 24 часов, светодиод может быть поврежден из-за поглощения влаги. Не прикладывайте механическое напряжение во время нагрева.
3.2 Паяльник
Для ручной пайки используйте температуру паяльника ниже 300°C в течение менее 3 секунд. Допускается только одна операция ручной пайки.
3.3 Ремонт
Ремонт после пайки не рекомендуется. Если это неизбежно, используйте двусторонний паяльник и убедитесь, что характеристики светодиода не будут повреждены.
3.4 Меры предосторожности
- Не устанавливайте светодиоды на деформированные печатные платы. После пайки избегайте изгиба платы.
- Не прикладывайте механическое усилие или вибрацию во время охлаждения до комнатной температуры.
- Не подвергайте устройство быстрому охлаждению после пайки.
4. Меры предосторожности при обращении
4.1 Экологические соображения
Рабочая среда и сопрягаемые материалы должны содержать менее 100 ppm сернистых соединений для предотвращения коррозии. Кроме того, содержание брома по отдельности должно быть менее 900 ppm, хлора менее 900 ppm, а общее содержание брома и хлора менее 1500 ppm. Летучие органические соединения из материалов оснастки могут проникать в силиконовый герметик и вызывать обесцвечивание под воздействием тепла и света, что приводит к потере светоотдачи. Рекомендуется проверить все материалы на совместимость со светодиодом.
4.2 Проектирование схемы
Каждый светодиод не должен превышать свой абсолютный максимальный номинальный ток. Используйте токоограничивающие резисторы, чтобы предотвратить большие изменения тока из-за небольших сдвигов напряжения. Схема управления должна подавать прямое напряжение только в состояниях включения/выключения. Обратное напряжение может вызвать миграцию и повреждение светодиода.
4.3 Тепловое проектирование
Управление теплом имеет решающее значение. Тепловыделение может привести к снижению яркости и изменению цвета. В проекте системы следует предусмотреть надлежащий теплоотвод и снижение номинальных параметров.
4.4 Условия хранения
| Условие | Температура | Влажность | Время |
|---|---|---|---|
| Перед вскрытием алюминиевого пакета | ≤30°C | ≤75% относительной влажности | В течение 1 года с даты |
| После вскрытия пакета | ≤30°C | ≤60% относительной влажности | 168 часов (7 дней) |
| Сушка (при необходимости) | 60±5°C | – | ≥24 часа |
Если влагопоглощающий материал изменил цвет или превышено время хранения, требуется сушка. Если упаковка повреждена, обратитесь в службу поддержки.
4.5 Защита от ESD и EOS
Как и большинство твердотельных устройств, светодиоды чувствительны к электростатическому разряду (ESD) и электрическим перегрузкам (EOS). Необходимо соблюдать надлежащие меры предосторожности при обращении и сборке.
5. Рекомендации по применению
Типичные применения включают оптические индикаторы, переключатели и символьные дисплеи, а также общее использование. При проектировании с этим янтарным светодиодом учитывайте следующее: Широкий угол обзора (140°) делает его подходящим для индикаторов, которые должны быть видны с разных углов. Бинирование прямого напряжения позволяет выбирать определенные диапазоны напряжения для обеспечения постоянной яркости в последовательных цепочках. Для ответственных применений снижайте ток в зависимости от температуры окружающей среды, используя предоставленные кривые снижения номиналов. Обеспечьте достаточное рассеивание тепла, особенно при плотном расположении нескольких светодиодов.
6. Техническое сравнение
По сравнению со стандартными янтарными светодиодами, эта модель предлагает более широкий угол обзора (140° против обычно 120°) и более точные варианты бинирования по длине волны и интенсивности. Уровень MSL 3 допускает умеренное время нахождения вне упаковки, но необходим тщательный контроль влажности. Светодиод соответствует RoHS, удовлетворяя экологическим требованиям.
7. Часто задаваемые вопросы
- Какой рекомендуемый рабочий ток?20 мА — это условие испытаний и типичная рабочая точка. Максимальный непрерывный ток составляет 30 мА.
- Могу ли я использовать этот светодиод при более высоких токах?Да, до 30 мА, но убедитесь, что температура перехода не превышает 95°C.
- Как долго можно хранить светодиод после вскрытия пакета?168 часов при ≤30°C и ≤60% относительной влажности. Если превышено, требуется сушка при 60±5°C в течение 24 часов.
- Какова типичная сила света?Зависит от выбранного бина, в диапазоне от 70 мкд до 260 мкд при 20 мА.
- Устойчив ли светодиод к сере?Окружающая среда должна содержать менее 100 ppm сернистых соединений.
8. Физический принцип
Янтарный светодиод излучает свет за счет электролюминесценции в полупроводниковом материале (вероятно, AlGaInP или аналогичном) с шириной запрещенной зоны, соответствующей янтарному свету (600–610 нм). При прямом смещении электроны рекомбинируют с дырками в активной области, высвобождая фотоны. Широкий угол обзора достигается за счет конструкции корпуса, которая рассеивает свет через рассеивающий герметик.
9. Тенденции развития
Индустрия светодиодов продолжает повышать эффективность и снижать стоимость. Для янтарных светодиодов тенденции включают более высокую световую отдачу, более узкую спектральную ширину для лучшей цветовой чистоты и улучшенное управление теплом, позволяющее использовать более высокие рабочие токи в меньших корпусах. Этот продукт представляет собой баланс между производительностью и компактным размером, подходящим для современной SMT-сборки.
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. |