Содержание
- 1. Обзор продукта
- 2. Углубленное рассмотрение технических параметров
- 2.1 Электрические / оптические характеристики (Ta=25°C)
- 2.2 Абсолютные максимальные номиналы
- 3. Объяснение системы группировки (бинирования)
- 3.1 Группировка по напряжению
- 3.2 Группировка по длине волны
- 3.3 Группировка по силе света
- 4. Анализ кривых производительности
- 5. Информация о механических характеристиках и упаковке
- 5.1 Габаритные размеры корпуса
- 5.2 Транспортная лента и катушка
- 5.3 Этикетка и влагозащитный пакет
- 6. Руководство по пайке и сборке
- 6.1 Профиль оплавления при пайке
- 6.2 Ручная пайка
- 6.3 Хранение и сушка
- 7. Информация об упаковке и заказе
- 8. Рекомендации по применению
- 9. Часто задаваемые технические вопросы
- 9.1 Как обращаться с чувствительностью к ESD?
- 9.2 Что делать, если превышено время хранения после вскрытия?
- 9.3 Можно ли управлять светодиодом с помощью ШИМ?
- 9.4 Зачем нужно группировать прямое напряжение?
- 10. Практический пример разработки
- 11. Принцип работы светодиода
- 12. Технологические тренды и перспективы
- 13. Сводка тестов надежности
- Терминология спецификаций LED
- Фотоэлектрическая производительность
- Электрические параметры
- Тепловой менеджмент и надежность
- Упаковка и материалы
- Контроль качества и сортировка
- Тестирование и сертификация
1. Обзор продукта
Этот зелено-желтый SMD светодиод предназначен для общего индикации и отображения. Устройство изготовлено с использованием зелено-желтого чипа и размещается в миниатюрном корпусе 1,6 мм x 0,8 мм x 0,7 мм. Он имеет чрезвычайно широкий угол обзора 140 градусов, что делает его подходящим для приложений, требующих широкой видимости. Светодиод совместим со всеми стандартными процессами SMT сборки и пайки, соответствует требованиям RoHS. Его уровень чувствительности к влаге оценивается как Уровень 3, что требует соблюдения надлежащих условий хранения и обращения.
Основные характеристики включают высокую силу света в диапазоне от 12 мкд до 80 мкд (при 20 мА), выбор доминирующей длины волны от 562,5 нм до 575,0 нм и группы прямого напряжения от 1,8 В до 2,4 В. Продукт идеально подходит для оптических индикаторов, переключателей, символьных дисплеев и общего освещения.
2. Углубленное рассмотрение технических параметров
2.1 Электрические / оптические характеристики (Ta=25°C)
В следующей таблице приведены основные электрические и оптические параметры, измеренные при прямом токе 20 мА, если не указано иное:
- Прямое напряжение (VF):VF разбит на несколько групп: B0 (1,8-2,0 В), C0 (2,0-2,2 В), D0 (2,2-2,4 В). Типичная полуширина спектра составляет 15 нм.
- Доминирующая длина волны (λD):Доступные группы включают A20 (562,5-565 нм), B10 (565,0-567,5 нм), B20 (567,5-570,0 нм), C10 (570,0-572,5 нм), C20 (572,5-575,0 нм).
- Сила света (IV):Группы варьируются от B00 (12-18 мкд), C00 (18-28 мкд), D00 (28-43 мкд), E00 (43-65 мкд) до F10 (65-80 мкд).
- Угол обзора (2θ1/2):Типично 140 градусов при 20 мА.
- Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при VR=5 В.
- Тепловое сопротивление (RTHJ-S):Максимум 450°С/Вт при 20 мА.
2.2 Абсолютные максимальные номиналы
Абсолютные максимальные номиналы не должны превышаться во время работы, чтобы избежать необратимого повреждения:
- Рассеиваемая мощность (Pd): 72 мВт
- Прямой ток (IF): 30 мА
- Пиковый прямой ток (импульс, 1/10 скважности, 0,1 мс): 60 мА
- ESD (HBM): 2000 В
- Рабочая температура (Topr): от -40°C до +85°C
- Температура хранения (Tstg): от -40°C до +85°C
- Температура перехода (Tj): 95°C
Примечание: все измерения выполняются в стандартизированных условиях. Необходимо следить за тем, чтобы рассеиваемая мощность не превышала максимальное значение. Максимальный прямой ток следует определять на основе фактической температуры корпуса и рассеивания тепла, чтобы температура перехода оставалась ниже предела.
3. Объяснение системы группировки (бинирования)
3.1 Группировка по напряжению
Прямое напряжение сортируется по трем основным группам: B0 (1,8-2,0 В), C0 (2,0-2,2 В) и D0 (2,2-2,4 В). Это позволяет заказчикам выбирать устройства, подходящие для их схемы управления, минимизируя изменение тока при использовании фиксированного резистора.
3.2 Группировка по длине волны
Доминирующая длина волны разбита на интервалы по 5 нм: A20 (562,5-565 нм), B10 (565-567,5 нм), B20 (567,5-570 нм), C10 (570-572,5 нм), C20 (572,5-575 нм). Это обеспечивает постоянство цвета для приложений, требующих точного соответствия оттенков.
3.3 Группировка по силе света
Сила света сортируется по шести группам: B00 (12-18 мкд), C00 (18-28 мкд), D00 (28-43 мкд), E00 (43-65 мкд), F10 (65-80 мкд). Разработчики могут выбрать соответствующую группу для достижения желаемого уровня яркости.
4. Анализ кривых производительности
Типичные кривые оптических характеристик предоставляют ценную информацию для проектирования схем:
- Прямое напряжение в зависимости от прямого тока (Рис. 1-6):Показывает экспоненциальную зависимость; при 20 мА типичное VF составляет около 2,0 В.
- Прямой ток в зависимости от относительной интенсивности (Рис. 1-7):Относительная светоотдача увеличивается с током до 30 мА. Насыщение начинается при более высоких токах.
- Температура вывода в зависимости от относительной интенсивности (Рис. 1-8):С повышением температуры относительная интенсивность снижается (~20% падение от 25°C до 85°C). Тепловое управление критически важно.
- Температура вывода в зависимости от прямого тока (Рис. 1-9):Показывает необходимую деградацию для предотвращения теплового разгона.
- Прямой ток в зависимости от доминирующей длины волны (Рис. 1-10):Длина волны незначительно смещается с током (приблизительно 1-2 нм в диапазоне).
- Относительная интенсивность в зависимости от длины волны (Рис. 1-11):Спектральный пик находится около 570 нм (зелено-желтый).
- Диаграмма излучения (Рис. 1-12):Диаграмма направленности близка к ламбертовой с углом половинной мощности ±70°.
5. Информация о механических характеристиках и упаковке
5.1 Габаритные размеры корпуса
Светодиод имеет размеры 1,6 мм (длина) x 0,8 мм (ширина) x 0,7 мм (высота). На виде снизу показаны две контактные площадки катода/анода. Полярность обозначена скошенным углом корпуса. Рекомендуемая схема паяльных площадок: 0,8 мм x 0,8 мм с расстоянием между площадками 2,4 мм. Допуски составляют ±0,2 мм, если не указано иное.
5.2 Транспортная лента и катушка
Стандартная упаковка: 4 000 штук на катушку. Шаг транспортной ленты 4,00 мм, ширина 8,00 мм, имеется маркировка полярности. Наружный диаметр катушки 178±1 мм, внутренняя ступица 60±1 мм, толщина фланца 13,0±0,5 мм.
5.3 Этикетка и влагозащитный пакет
На каждую катушку наклеивается этикетка с номером детали, номером спецификации, номером партии, кодом группы (включая световой поток, хроматический бин, прямое напряжение, длину волны), количеством и датой. Катушка запечатывается во влагозащитный пакет с осушителем и индикатором влажности.
6. Руководство по пайке и сборке
6.1 Профиль оплавления при пайке
Рекомендуемый профиль оплавления соответствует стандартам JEDEC с пиковой температурой 260°C в течение максимум 10 секунд. Предварительный нагрев от 150°C до 200°C в течение 60-120 секунд. Скорость нагрева ≤3°C/с, скорость охлаждения ≤6°C/с. Общее время от 25°C до пика должно быть ≤8 минут. Пайку не следует выполнять более двух раз, а если интервал между двумя оплавлениями превышает 24 часа, требуется сушка для предотвращения повреждения влагой.
6.2 Ручная пайка
При необходимости ручной пайки используйте температуру паяльника ниже 300°C не более 3 секунд. Разрешена только одна операция ручной пайки.
6.3 Хранение и сушка
Перед вскрытием герметичного пакета светодиод следует хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤75% в течение не более одного года. После вскрытия устройства должны быть использованы в течение 168 часов (≤30°C, ≤60% RH). Если эти условия не соблюдены, проведите сушку при 60±5°C в течение ≥24 часов.
7. Информация об упаковке и заказе
Стандартное количество на катушке: 4 000 штук. Внешний размер картонной коробки стандартный для SMD катушек. Этикетка содержит всю необходимую информацию для отслеживания. Конкретный код заказа, кроме номера детали RF-GSB190TS-BC, не предусмотрен; заказчики указывают требуемые группы для VF, длины волны и интенсивности.
8. Рекомендации по применению
Типичные применения включают оптические индикаторы (например, индикаторы состояния), подсветку переключателей, символьные дисплеи и общую индикацию в бытовой электронике, автомобильных интерьерах и промышленных панелях управления. Благодаря широкому углу обзора светодиод подходит для панелей с торцевой подсветкой и фонового освещения, где требуется равномерное распределение света. Разработчики всегда должны включать токоограничивающий резистор для предотвращения перегрузки по току. Тепловое проектирование критически важно — рекомендуется использовать достаточную площадь медной фольги на PCB и радиаторы при работе вблизи максимальных номиналов. Светодиод не следует подвергать воздействию среды с концентрацией серы более 100 ppm, а также материалов, выделяющих галогены (бром: 900 ppm, хлор: 900 ppm, общее содержание: 1500 ppm), чтобы избежать коррозии серебряной рамки. Летучие органические соединения из клеев или компаундов могут обесцветить силиконовый инкапсулянт; рекомендуется проверка совместимости.<900 ppm,<900 ppm,<1500 ppm,
9. Часто задаваемые технические вопросы
9.1 Как обращаться с чувствительностью к ESD?
Этот светодиод имеет класс ESD 2000 В (HBM). Следует использовать стандартные меры предосторожности от ESD (заземленные рабочие места, проводящие коврики, антистатические браслеты) во время обращения и сборки.
9.2 Что делать, если превышено время хранения после вскрытия?
Если срок нахождения на воздухе (168 часов) превышен, перед пайкой необходимо просушить устройства при 60±5°C в течение ≥24 часов, чтобы избежать эффекта попкорна.
9.3 Можно ли управлять светодиодом с помощью ШИМ?
Да, но убедитесь, что пиковый ток не превышает 60 мА (ширина импульса 0,1 мс, скважность 1/10). Для обычного ШИМ может потребоваться деградация в зависимости от среднего тока.
9.4 Зачем нужно группировать прямое напряжение?
Группировка позволяет точно контролировать VF для обеспечения одинаковой яркости в последовательно-параллельных матрицах. Использование одной группы VF обеспечивает равномерное распределение тока.
10. Практический пример разработки
Рассмотрим индикатор для бытовой техники. Заказчику требуется зелено-желтый светодиод с доминирующей длиной волны около 570 нм и силой света 20-30 мкд. Выбор группы C00 для интенсивности и B20 для длины волны обеспечивает постоянство цвета и яркости. Резистор 120 Ом при напряжении питания 5 В ограничивает ток примерно до 20 мА (при VF ~2,0 В). Разводка PCB включает тепловые переходы под контактными площадками светодиода, чтобы температура перехода оставалась ниже 85°C даже в герметичном корпусе. Сборка выполняется по рекомендованному профилю оплавления и проходит тесты надежности в течение 1000 часов при 25°C.
11. Принцип работы светодиода
Этот зелено-желтый светодиод основан на полупроводниковом чипе InGaN (нитрид индия-галлия) или GaP (фосфид галлия). При прямом смещении электроны и дырки рекомбинируют в активной области, излучая фотоны с энергией, соответствующей ширине запрещенной зоны. Конкретный состав чипа дает пиковую длину волны около 570 нм, воспринимаемую как зелено-желтый цвет. Силиконовый инкапсулянт защищает чип и действует как линза, увеличивая извлечение света и определяя диаграмму направленности.
12. Технологические тренды и перспективы
Рыночная тенденция для миниатюрных SMD светодиодов продолжает движение в сторону меньших размеров (например, 1,0x0,5 мм), более высокой эффективности и более широкого цветового охвата. Корпус 1,6x0,8 мм остается популярным благодаря балансу размера и простоты обращения. Будущие разработки могут включать улучшенное тепловое управление (меньшее RTHJ-S) и более высокую устойчивость к ESD. Для зелено-желтых светодиодов появляются конструкции с люминофорным преобразованием для достижения более насыщенных цветов, но чипы с прямым излучением, как этот, обеспечивают лучшую эффективность и простоту.
13. Сводка тестов надежности
Светодиод прошел квалификацию по стандартным тестам надежности согласно JEDEC: оплавление (260°C, 2 раза), термоциклы (от -40°C до 100°C, 100 циклов), тепловой удар (от -40°C до 100°C, 300 циклов), хранение при высокой температуре (100°C, 1000 ч), хранение при низкой температуре (-40°C, 1000 ч) и испытание на срок службы (25°C, 20 мА, 1000 ч). Критерии оценки допускают увеличение VF до 1,1x USL, IR до 2x USL и падение светового потока не ниже 0,7x LSL.
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. |