Содержание
- 1. Обзор продукта
- 2. Интерпретация технических параметров
- 2.1 Электрические/оптические характеристики (при Ts=25°C)
- 2.2 Абсолютные максимальные значения
- 3. Система сортировки
- 3.1 Сортировка по длине волны
- 3.2 Сортировка по силе света
- 3.3 Сортировка по прямому напряжению
- 4. Анализ характеристических кривых
- 4.1 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока (Рис. 1-6)
- 4.2 Прямой ток в зависимости от относительной интенсивности (Рис. 1-7)
- 4.3 Влияние температуры (Рис. 1-8, Рис. 1-9)
- 4.4 Прямой ток в зависимости от доминирующей длины волны (Рис. 1-10)
- 4.5 Спектральное распределение (Рис. 1-11)
- 4.6 Диаграмма направленности (Рис. 1-12)
- 5. Механическая информация и информация об упаковке
- 5.1 Габаритные размеры корпуса
- 5.2 Упаковочная лента и катушка
- 5.3 Информация на этикетке
- 6. Рекомендации по пайке и сборке
- 6.1 Профиль оплавления припоя
- 6.2 Ручная пайка
- 6.3 Хранение и контроль влажности
- 7. Рекомендации по применению
- 7.1 Типичные применения
- 7.2 Конструктивные соображения
- 8. Надежность и испытания
- 9. Принцип работы
- 10. 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
RF-YU0402TS-CE-B - это компактный желтый SMD светодиод, предназначенный для индикации общего назначения и подсветки. Корпус миниатюрный 1.0 мм x 0.5 мм x 0.4 мм, этот светодиод использует высокоэффективный желтый чип для обеспечения доминирующей длины волны от 585 нм до 595 нм. Благодаря очень широкому углу обзора 140° и совместимости со стандартными процессами поверхностного монтажа (SMT), он подходит для конструкций с ограниченным пространством, где требуется надежная оптическая производительность. Светодиод имеет уровень чувствительности к влаге 3 и соответствует требованиям RoHS.
2. Интерпретация технических параметров
2.1 Электрические/оптические характеристики (при Ts=25°C)
Светодиод характеризуется при испытательном токе 5 мА. Основные параметры включают:
- Прямое напряжение (VF):Разделено на несколько групп от 1.7 В до 2.4 В, что позволяет точно подбирать напряжение для последовательных/параллельных схем. Примеры корзин: A2 (1.7-1.8В), B1 (1.8-1.9В), C1 (1.9-2.0В), D1 (2.2-2.3В) и т.д.
- Доминирующая длина волны (λD):Диапазон от 585 нм до 595 нм, с подгруппами, такими как D10 (585-587.5 нм), D20 (587.5-590 нм), E10 (590-592.5 нм), E20 (592.5-595 нм). Это обеспечивает стабильность цвета при производстве.
- Сила света (IV):Разделено на шесть групп: A00 (8-12 мкд), B00 (12-18 мкд), C00 (18-28 мкд), D00 (28-43 мкд), E00 (43-65 мкд), F00 (65-100 мкд). Разработчики могут выбрать подходящую корзину яркости для своего приложения.
- Угол обзора (2θ1/2):Типичное значение 140°, что обеспечивает широкий конус излучения, подходящий для индикаторных ламп.
- Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при VR=5В, обеспечивая низкую утечку.
- Тепловое сопротивление (RTHJ-S):450°C/Вт (типичное), что необходимо учитывать при управлении температурным режимом.
2.2 Абсолютные максимальные значения
- Рассеиваемая мощность (Pd):48 мВт
- Прямой ток (IF):20 мА (непрерывный)
- Пиковый прямой ток (IFP):60 мА (коэффициент заполнения 1/10, длительность импульса 0.1 мс)
- Электростатический разряд (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
Необходимо следить, чтобы температура перехода не превышала максимальное значение, особенно при высоких температурах окружающей среды или когда несколько светодиодов работают близко к своим пределам.
3. Система сортировки
3.1 Сортировка по длине волны
Доминирующая длина волны разделена на четыре основные корзины: D10, D20, E10, E20, каждая охватывает интервалы по 2.5 нм от 585 нм до 595 нм. Такая узкая сортировка обеспечивает постоянство цвета в пределах одной катушки.
3.2 Сортировка по силе света
Шесть корзин яркости (A00 - F00) охватывают диапазон от 8 мкд до 100 мкд, причем каждая корзина имеет коэффициент примерно 1.5x. Это позволяет разработчикам выбирать подходящий уровень яркости без перегрузки светодиода.
3.3 Сортировка по прямому напряжению
Напряжение разделено на 12 групп от 1.7В до 2.4В (например, A2, B1, B2, C1, C2, D1, D2). Подбор корзин напряжения в параллельных цепях помогает сбалансировать распределение тока.
4. Анализ характеристических кривых
4.1 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока (Рис. 1-6)
Кривая показывает типичную экспоненциальную зависимость. При испытательном токе 5 мА VF составляет приблизительно 2.0 В, увеличиваясь до примерно 2.8 В при 25 мА. Разработчики должны учитывать это изменение напряжения при выборе токоограничивающих резисторов.
4.2 Прямой ток в зависимости от относительной интенсивности (Рис. 1-7)
Относительная интенсивность увеличивается почти линейно с прямым током до 7.5 мА, с тенденцией к насыщению при более высоких токах. Работа вблизи испытательного тока (5 мА) обеспечивает хороший баланс между яркостью и эффективностью.
4.3 Влияние температуры (Рис. 1-8, Рис. 1-9)
При повышении температуры окружающей среды или контактов относительная интенсивность снижается (примерно на 10% от 25°C до 75°C). Максимальный прямой ток должен быть снижен при высоких температурах, чтобы не превысить предельную температуру перехода.
4.4 Прямой ток в зависимости от доминирующей длины волны (Рис. 1-10)
Доминирующая длина волны незначительно смещается с током (примерно на 1 нм в диапазоне 25 мА), что характерно для желтых светодиодов на основе InGaN. Для большинства индикаторных приложений это смещение незначительно.
4.5 Спектральное распределение (Рис. 1-11)
Пик излучения находится около 590 нм с полной шириной на полувысоте (FWHM) примерно 15 нм. Узкий спектр обеспечивает хорошую чистоту цвета для желтых индикаторов.
4.6 Диаграмма направленности (Рис. 1-12)
Диаграмма направленности показывает типичное ламбертовское распределение с широкой угловой однородностью. Относительная интенсивность остается выше 0,6 при ±40°, что подтверждает угол обзора 140°.
5. Механическая информация и информация об упаковке
5.1 Габаритные размеры корпуса
Светодиод имеет размеры 1.0 мм (длина) x 0.5 мм (ширина) x 0.4 мм (высота). На виде снизу показаны две контактные площадки: Площадка 1 (катод) и Площадка 2 (анод). Полярность обозначена выемкой на верхнем виде. Рекомендуемые посадочные места: площадки 0.5 мм x 0.6 мм с шагом 0.6 мм.
5.2 Упаковочная лента и катушка
Каждая катушка содержит 6 000 штук. Размеры упаковочной ленты: ширина 8 мм, шаг подачи 2.00 мм, с маркировкой полярности. Диаметр катушки 178 мм (7 дюймов), диаметр ступицы 60 мм, ширина 8.0 мм.
5.3 Информация на этикетке
Этикетки содержат номер детали, номер спецификации, номер партии, код сортировки (по световому потоку, цветности, VF, длине волны), количество и код даты.
6. Рекомендации по пайке и сборке
6.1 Профиль оплавления припоя
Рекомендуемый профиль: предварительный нагрев от 150°C до 200°C в течение 60-120 секунд, скорость подъема температуры ≤3°C/с, пиковая температура 260°C (макс. 10 секунд), скорость охлаждения ≤6°C/с. Светодиод выдерживает до 2 циклов оплавления, но более 2 могут привести к повреждению.
6.2 Ручная пайка
При необходимости ручной пайки температура паяльника не должна превышать 300°C, а время воздействия не более 3 секунд. Разрешена только одна операция ручной пайки.
6.3 Хранение и контроль влажности
Хранить невскрытые пакеты при 30°C/75% относительной влажности до 1 года. После вскрытия использовать в течение 168 часов при 30°C/60% относительной влажности. Если воздействие влаги превысило пределы, перед использованием просушить при 60±5°C в течение 24 часов.
7. Рекомендации по применению
7.1 Типичные применения
- Оптические индикаторы в бытовой электронике, приборах и автомобильных панелях
- Подсветка переключателей и символов
- Сигнальные лампы общего назначения и аварийные световые индикаторы
- Малоформатные дисплеи и вывески
7.2 Конструктивные соображения
- Всегда используйте токоограничивающие резисторы для предотвращения перегрузки по току; небольшое изменение напряжения может вызвать значительное изменение тока.
- Обеспечьте надлежащее управление температурой: поддерживайте температуру перехода ниже 95°C, особенно при работе вблизи максимального тока.
- Избегайте воздействия на светодиод сред с высоким содержанием серы (>100 ppm) для предотвращения потускнения внутренних компонентов.
- Минимизируйте выделение ЛОС из клеев и заливочных материалов, чтобы избежать обесцвечивания силиконового инкапсулянта.
- Защищайте от электростатического разряда (ESD) – светодиод рассчитан на 2000 В по модели человеческого тела (HBM), но рекомендуется соблюдать меры предосторожности при обращении и монтаже.
8. Надежность и испытания
Светодиод прошел испытания на надежность, включая термоциклирование (от -40°C до 100°C, 100 циклов), термический 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 долговечность (25°C, 5 мА, 1000 ч). Критерии приемки: прямое напряжение в пределах 1.1x верхнего предела спецификации, обратный ток в пределах 2.0x верхнего предела, световой поток выше 0.7x нижнего предела спецификации.
9. Принцип работы
Этот светодиод использует полупроводниковый чип, излучающий желтый свет, обычно на основе системы материалов InGaN (нитрид индия-галлия) с соответствующим люминофором или прямым излучением для достижения длины волны 585–595 нм. При прямом смещении электроны и дырки рекомбинируют в p-n-переходе, испуская фотоны. Малый размер чипа и эффективная конструкция обеспечивают высокую яркость при низком токе, что делает его идеальным для устройств с батарейным питанием.
10. Тенденции развития
Миниатюризация SMD светодиодов продолжается, корпуса 0402 становятся стандартом для конструкций с высокой плотностью монтажа. Будущие тенденции включают дальнейшее повышение световой отдачи, расширение цветовой гаммы и улучшение управления температурой. Использование бессвинцовых и соответствующих требованиям RoHS материалов теперь является стандартом. Кроме того, передовые методы сортировки позволяют более строго контролировать цвет и яркость, обеспечивая более однородные световые массивы.
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. |