Содержание
- 1. Обзор продукта
- 1.1 Общее описание
- 1.2 Особенности
- 1.3 Применение
- 2. Технические параметры
- 2.1 Габаритные размеры корпуса
- 2.2 Электрические / оптические характеристики (Ts=25°C, IF=20 мА)
- 2.3 Предельно допустимые значения
- 3. Система сортировки
- 4. Анализ рабочих кривых
- 5. Информация о механике и упаковке
- 5.1 Размеры ленты и катушки
- 5.2 Маркировка этикетки
- 5.3 Влагозащитная упаковка
- 6. Руководство по сварке и сборке
- 6.1 Бессвинцовая пайка оплавлением
- 6.2 Ручная пайка и ремонт
- 7. Упаковка и информация для заказа
- 8. Особенности применения
- 8.1 Типичные применения
- 8.2 Меры предосторожности при проектировании
- 9. Надежность и испытания
- 9.1 Виды испытаний на надежность
- 9.2 Критерии отказа
- 10. Меры предосторожности при обращении и хранении
- 11. Часто задаваемые вопросы
- 12. Принцип работы
- 13. Тенденции развития
- 14. Пример применения
- 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
Этот желтый светодиод изготовлен на основе желтого чипа и упакован в компактный поверхностно-монтируемый корпус 1608 с размерами 1.6 мм × 0.8 мм × 0.7 мм. Он предназначен для общего применения в оптической индикации и дисплеях, обеспечивая широкий угол обзора и совместимость со стандартными процессами SMT-сборки.
1.2 Особенности
- Чрезвычайно широкий угол обзора 140°.
- Подходит для всех процессов SMT-сборки и пайки.
- Уровень чувствительности к влаге: Уровень 3 (MSL 3).
- Соответствует директиве RoHS.
1.3 Применение
- Оптические индикаторы
- Переключатели, символы и дисплеи
- Общее применение
2. Технические параметры
2.1 Габаритные размеры корпуса
Корпус светодиода имеет длину 1,6 мм, ширину 0,8 мм и высоту 0,7 мм. На виде сверху и снизу показаны два вывода с маркировкой полярности. Рекомендуемая схема пайки предполагает расположение двух площадок размером 0,8 мм с межцентровым расстоянием 2,4 мм, что обеспечивает надежное формирование паяных соединений.
2.2 Электрические / оптические характеристики (Ts=25°C, IF=20 мА)
| Параметр | Символ | Мин. | Тип. | Макс. | Ед. изм. |
|---|---|---|---|---|---|
| Спектральная полуширина полосы | Δλ | -- | 15 | -- | нм |
| Прямое напряжение (B0) | VF | 1.8 | -- | 2.0 | V |
| Прямое напряжение (C0) | VF | 2.0 | -- | 2.2 | V |
| Прямое напряжение (D0) | VF | 2.2 | -- | 2.4 | V |
| Доминирующая длина волны (2K) | λD | 585 | -- | 590 | нм |
| Доминирующая длина волны (2L) | λD | 590 | -- | 595 | нм |
| Сила света (F20) | IV | 80 | -- | 100 | мкд |
| Сила света (G10) | IV | 100 | -- | 120 | мкд |
| Сила света (G20) | IV | 120 | -- | 150 | мкд |
| Сила света (H10) | IV | 150 | -- | 180 | мкд |
| Сила света (H20) | IV | 180 | -- | 230 | мкд |
| Угол обзора | 2θ1/2 | -- | 140 | -- | град |
| Обратный ток (VR=5 В) | IR | -- | -- | 10 | мкА |
| Тепловое сопротивление | RTHJ-S | -- | -- | 450 | °C/Вт |
2.3 Предельно допустимые значения
| Параметр | Символ | Значение | Ед. изм. |
|---|---|---|---|
| Рассеиваемая мощность | Pd | 72 | мВт |
| Прямой ток | IF | 30 | мА |
| Импульсный прямой ток (1/10 скв., 0,1 мс) | IFP | 60 | мА |
| ESD (человеческое тело, HBM) | ESD | 2000 | V |
| Рабочая температура | Topr | -40 ~ +85 | °C |
| Температура хранения | Tstg | -40 ~ +85 | °C |
| Температура перехода | Tj | 95 | °C |
3. Система сортировки
Светодиод сортируется по различным бинам в зависимости от прямого напряжения, доминирующей длины волны и силы света, чтобы обеспечить стабильные характеристики в приложениях.
- Прямое напряжение (VF): Три бина – B0 (1,8-2,0 В), C0 (2,0-2,2 В), D0 (2,2-2,4 В).
- Доминирующая длина волны (λD): Два бина – 2K (585-590 нм), 2L (590-595 нм).
- Сила света (IV): Пять бинов – F20 (80-100 мкд), G10 (100-120 мкд), G20 (120-150 мкд), H10 (150-180 мкд), H20 (180-230 мкд).
4. Анализ рабочих кривых
Типичные оптические характеристики кривых дают представление о поведении устройства в различных режимах работы.
- Прямое напряжение в зависимости от прямого тока (рис. 1-6): Показывает экспоненциальный рост тока с напряжением, типичный для светодиода. При 20 мА прямое напряжение попадает в указанные бины.
- Прямой ток в зависимости от относительной интенсивности (рис. 1-7): Относительная сила света возрастает почти линейно с током до номинального максимума, что указывает на хорошую эффективность при более низких токах.
- Температура вывода от корпуса в зависимости от относительной интенсивности (рис. 1-8): Повышение температуры вывода снижает светоотдачу; примерно на 20% падение при 85°C по сравнению с 25°C, что подчеркивает необходимость теплового регулирования.
- Температура вывода в зависимости от прямого тока (рис. 1-9): Прямой ток уменьшается при повышении температуры, если приложено постоянное напряжение, что подчеркивает важность стабилизации тока.
- Прямой ток в зависимости от доминирующей длины волны (рис. 1-10): Доминирующая длина волны незначительно смещается в сторону более длинных волн (красное смещение) с увеличением тока, что характерно для желтых светодиодов.
- Относительная интенсивность в зависимости от длины волны (рис. 1-11): Спектральное распределение достигает пика вокруг доминирующей длины волны с полушириной 15 нм, обеспечивая насыщенный желтый цвет.
- Диаграмма излучения (рис. 1-12): Светодиод излучает свет в широком угле 140° с равномерным распределением интенсивности, что подходит для применения в индикаторах и подсветке.
5. Информация о механике и упаковке
5.1 Размеры ленты и катушки
Светодиод упакован в ленту шириной 8,0 мм с шагом карманов 4,0 мм и внутренними размерами кармана 1,8 мм x 0,92 мм. Диаметр катушки 178 мм ±1 мм, диаметр ступицы 60 мм ±1 мм. В каждой катушке содержится 4000 штук.
5.2 Маркировка этикетки
На этикетке указаны: номер детали, номер спецификации, номер партии, код бина (включая бин светового потока, бин цветности, бин прямого напряжения, код длины волны), количество и дата изготовления.
5.3 Влагозащитная упаковка
Катушки герметизируются во влагонепроницаемый пакет вместе с осушителем и индикатором влажности. Уровень чувствительности к влаге — MSL 3, что требует условий хранения ниже 30°C и 60% RH после вскрытия, с временем нахождения на воздухе не более 168 часов.
6. Руководство по сварке и сборке
6.1 Бессвинцовая пайка оплавлением
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Средняя скорость подъема температуры (Tsmax до Tp) | Макс. 3°C/с |
| Температура предварительного нагрева (Tsmin до Tsmax) | 150°C до 200°C |
| Время предварительного нагрева | 60 до 120 секунд |
| Время выше 217°C (tL) | Макс. 60 секунд |
| Пиковая температура (Tp) | 260°C |
| Время в пределах 5°C от пика (tp) | Макс. 10 секунд |
| Скорость охлаждения | Макс. 6°C/с |
| Время от 25°C до Tp | Макс. 8 минут |
Пайка оплавлением не должна превышать двух раз. Если между двумя процессами пайки проходит более 24 часов, светодиоды могут впитать влагу и повредиться. Не допускайте механического напряжения во время нагрева.
6.2 Ручная пайка и ремонт
Ручная пайка допускается только один раз, температура паяльника ниже 300°C и продолжительность менее 3 секунд. Ремонт после пайки не рекомендуется; если неизбежен, используйте двухконтактный паяльник и проверьте целостность светодиода.
7. Упаковка и информация для заказа
Стандартная упаковка — 4000 штук на катушку. Транспортная лента шириной 8 мм соответствует стандарту EIA-481. Катушки упаковываются во влагонепроницаемые пакеты и затем помещаются в картонные коробки для транспортировки. Размеры коробки обеспечивают безопасную перевозку нескольких катушек.
8. Особенности применения
8.1 Типичные применения
Типичное использование включает оптические индикаторы на электронных устройствах, подсветку переключателей, освещение символов и общие дисплейные функции, где требуется яркий желтый индикатор.
8.2 Меры предосторожности при проектировании
- Всегда используйте токоограничивающий резистор, включенный последовательно со светодиодом, чтобы предотвратить неконтролируемый рост тока из-за колебаний напряжения.
- Тепловое проектирование критически важно: обеспечьте достаточное отведение тепла, чтобы температура перехода не превышала 95°C.
- Содержание серы в окружающей среде должно быть ниже 100 ppm; содержание галогенов (бром и хлор) индивидуально ниже 900 ppm и суммарно ниже 1500 ppm.
- Избегайте воздействия летучих органических соединений (ЛОС), которые могут выделяться из клеев или герметиков, так как они могут обесцветить силикон.
- Обеспечьте защиту от электростатического разряда (ЭСР) при обращении и сборке; типичное значение HBM — 2000 В.
9. Надежность и испытания
9.1 Виды испытаний на надежность
| Вид испытания | Условия | Продолжительность/Количество | Приемка/Отказ |
|---|---|---|---|
| Пайка оплавлением | 260°C, 10 с | 2 раза | 0/1 |
| Термоциклирование | -40°C до 100°C, по 30 мин | 100 циклов | 0/1 |
| Термический удар | -40°C до 100°C, 15 мин | 300 циклов | 0/1 |
| Хранение при высокой температуре | 100°C | 1000 ч | 0/1 |
| Хранение при низкой температуре | -40°C | 1000 ч | 0/1 |
| Испытание на срок службы (IF=20 мА, Ta=25°C) | 25°C, 20 мА | 1000 ч | 0/1 |
9.2 Критерии отказа
После испытаний на надежность светодиод считается отказавшим, если: прямое напряжение (при IF=20 мА) превышает U.S.L × 1,1; обратный ток (при VR=5 В) превышает U.S.L × 2,0; световой поток ниже L.S.L × 0,7.
10. Меры предосторожности при обращении и хранении
- Храните невскрытые пакеты при ≤30°C и ≤75% RH до одного года с даты изготовления.
- После вскрытия время нахождения на воздухе составляет 168 часов при ≤30°C и ≤60% RH.
- Если влагонепроницаемый пакет поврежден или индикатор влажности показывает избыточную влажность, выпеките светодиоды при 60±5°C в течение не менее 24 часов перед использованием.
- Обрабатывайте с соблюдением мер защиты от ЭСР: используйте заземленные рабочие места, антистатические браслеты и проводящую упаковку.
- Не изгибайте и не скручивайте печатную плату после пайки; избегайте быстрого охлаждения.
- Не используйте клеи, выделяющие органические пары, вблизи светодиода.
11. Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Почему необходим токоограничивающий резистор?
Ответ: Прямое напряжение светодиода изменяется с температурой и от экземпляра к экземпляру. Небольшое изменение напряжения может вызвать большое изменение тока, потенциально превышая максимально допустимое значение. Последовательный резистор стабилизирует ток.
Вопрос: Можно ли подключать эти светодиоды параллельно?
Ответ: Параллельное подключение светодиодов без индивидуального ограничения тока может вызвать дисбаланс токов из-за разброса VF. Рекомендуется использовать отдельные резисторы или источники постоянного тока для каждой ветви.
Вопрос: Каков типичный срок службы этого светодиода?
Ответ: При стандартных условиях эксплуатации (20 мА, 25°C) светодиод, как ожидается, будет работать более 50 000 часов, хотя точный срок службы зависит от теплового регулирования и условий привода.
12. Принцип работы
Этот желтый светодиод основан на полупроводниковом диоде из желтого излучающего чипа (обычно фосфид галлия или аналогичное соединение). При прямом смещении электроны и дырки рекомбинируют в активной области, высвобождая энергию в виде фотонов. Длина волны излучаемого света (около 585-595 нм) соответствует ширине запрещенной зоны материала, давая желтый цвет. Широкий угол обзора достигается за счет конструкции корпуса и использования рассеивающего компаунда.
13. Тенденции развития
Продолжающиеся тенденции в технологии светодиодов включают дальнейшую миниатюризацию корпусов, повышение световой отдачи, улучшение стабильности цвета и более строгие экологические требования. Корпус 1608 уже является компактным форм-фактором; будущие разработки могут включать еще меньшие корпуса (например, 1006) с аналогичными или более высокими характеристиками. Достижения в области люминофоров и чиповых материалов также могут расширить спектр доступных цветов и улучшить тепловые характеристики.
14. Пример применения
Применение: Индикатор статуса на устройстве умного дома
Умный термостат использует желтый светодиод (аналогичный данному продукту) для индикации статуса Wi-Fi. Светодиод управляется током 10 мА для комфортной яркости без ослепления. Последовательный резистор 180 Ом используется с напряжением питания 3,3 В. Широкий угол обзора обеспечивает видимость индикатора с любого направления. Устройство проходит испытания на надежность, включая термоциклирование и хранение при высокой влажности, что подтверждает его надежность. Обращение согласно MSL 3 предотвращает дефекты, связанные с влагой, во время 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. |