Спецификация полноцветного RGB светодиода - Размер 2.8x2.7x2.45 мм - Напряжение R:1.7-2.4 В G/B:2.5-3.3 В - Мощность 60/68 мВт на кристалл

1. Обзор продукта

Модель RF-W1SA27HS-M42 представляет собой полноцветный SMD светодиодный корпус, разработанный для приложений с высоким контрастом. Он имеет полностью черную поверхность для минимизации отражения и максимального увеличения контраста в дисплейных приложениях. Компактные размеры 2,8 мм x 2,7 мм x 2,45 мм делают его подходящим для расположения пикселей высокой плотности.

1.1 Общее описание

Этот светодиод объединяет три отдельных красных, зеленых и синих кристалла в одном корпусе, способных воспроизводить широкий цветовой охват. Изделие рассчитано на чрезвычайно широкий угол обзора — 110 градусов, обеспечивая равномерное восприятие цвета для широкой аудитории. Оно имеет степень защиты IPX6 от воды, что делает его надежным для наружного монтажа. Уровень чувствительности к влаге — 5a, что требует осторожного обращения и хранения. Кроме того, продукт соответствует требованиям RoHS и совместим с процессами пайки оплавлением без свинца.

1.2 Особенности

• Чрезвычайно широкий угол обзора (110°)
• Высокая светоотдача при низком энергопотреблении
• Высокая надежность и длительный срок службы
• Водостойкость по стандарту IPX6
• Уровень чувствительности к влаге: 5a
• Соответствие RoHS и возможность пайки оплавлением без свинца
• Матовое покрытие поверхности

1.3 Применение

• Наружные полноцветные видеодисплеи
• Внутреннее и наружное декоративное освещение
• Аттракционы и развлекательное освещение
• Общие вывески и дисплейные цели

2. Технические параметры

2.1 Электрические и оптические характеристики (при Ts=25°C)

В следующей таблице приведены основные электрические и оптические параметры для каждого цветного кристалла:

Все параметры измерены при IF = 20 мА для каждого кристалла, если не указано иное. Допуски измерений: прямое напряжение ±0,1 В, доминирующая длина волны ±1 нм, сила света ±10%.

2.2 Абсолютные максимальные номиналы

Необходимо соблюдать осторожность, чтобы рассеиваемая мощность не превышала максимальный номинал. Эксплуатация изделия при условиях, превышающих эти пределы, не допускается.

2.3 Система биннинга

Светодиоды сортируются по бинам на основе прямого напряжения (VF), силы света (Iv) и доминирующей длины волны (λD). Диапазон биннинга для силы света составляет 1:1,3. Для длины волны красные кристаллы имеют шаг бина 5 нм, а зеленые и синие — 3 нм на бин. Этикетка содержит номер детали, номер партии и коды бинов для IV, VF, Wd и IF.

3. Рабочие характеристики

3.1 Зависимость прямого напряжения от прямого тока

На рисунках 1-6 показана зависимость прямого напряжения от прямого тока для каждого цвета. При увеличении прямого напряжения прямой ток возрастает нелинейно. Красный кристалл имеет более низкое пороговое напряжение по сравнению с зеленым и синим, что согласуется с его более низким диапазоном прямого напряжения.

3.2 Зависимость относительной интенсивности от прямого тока

На рисунке 1-7 показана относительная интенсивность как функция прямого тока. Выходная интенсивность увеличивается с током, но скорость роста замедляется при больших токах из-за тепловых эффектов.

3.3 Зависимость силы света от температуры окружающей среды

На рисунке 1-8 показана относительная интенсивность при изменении температуры окружающей среды от -30°C до 85°C. Интенсивность уменьшается с повышением температуры, особенно для синего кристалла. Для поддержания производительности необходимо правильное управление тепловыделением.

3.4 Зависимость температуры пайки от прямого тока

На рисунке 1-9 указан максимально допустимый прямой ток при различных температурах контактных площадок пайки. Более высокие температуры снижают максимальный ток во избежание перегрева перехода светодиода.

3.5 Распределение спектра

На рисунке 1-10 представлены нормированные спектры излучения красного, зеленого и синего кристаллов. Пик красного находится около 620 нм, зеленого — около 530 нм, синего — около 465 нм. Спектры относительно узкие, что обеспечивает хорошую чистоту цвета для дисплейных приложений.

3.6 Диаграммы излучения

На рисунках 1-11 и 1-12 показана зависимость интенсивности излучения от угла в направлениях X-X и Y-Y соответственно. Светодиод имеет широкую, почти ламбертовскую диаграмму излучения с углом половинной мощности около 55° от нормали, что дает общий широкий угол обзора 110°.

4. Механическая информация

4.1 Размеры корпуса

Размеры корпуса светодиода: 2,8 мм (длина) x 2,7 мм (ширина) x 2,45 мм (высота). Все допуски составляют ±0,1 мм, если не указано иное. Корпус имеет шесть выводов: 1R+, 2R- для красного, 3G+, 4G- для зеленого, 5B+, 6B- для синего. Маркировка вывода 1 указана на виде сверху. На виде снизу показаны контактные площадки для пайки.

4.2 Полярность

Полярность показана на рисунке 1-4. Анод и катод для каждого цвета четко обозначены. В конструкцию следует включить схемы защиты от обратного напряжения для предотвращения повреждения.

4.3 Шаблоны пайки

На рисунке 1-5 показана рекомендуемая схема контактных площадок для пайки. Приведены размеры для правильного проектирования печатной платы. Кроме того, корпус содержит заливку клеем (рисунок 1-6) для защиты проволочных соединений.

5. Упаковка

5.1 Спецификация упаковки

Светодиоды упаковываются в ленту и на катушку по 10 000 штук на катушку. Размеры ленты-носителя указаны на рисунке 2-1, а размеры катушки — на рисунке 2-2 (наружный диаметр 400 мм, внутренний диаметр 100 мм, ширина 12,4 мм и т.д.).

5.2 Этикетка и влагозащита

На каждой катушке указаны номер детали, номер партии, коды бинов для силы света (IV), прямого напряжения (VF), длины волны (Wd), прямого тока (IF), количество (QTY) в тысячах и код даты. Катушка запечатана в антистатический и влагонепроницаемый алюминиевый пакет с осушителем и индикатором влажности (HIC) для поддержания низкого уровня влажности.

5.3 Картонная коробка

Несколько катушек упаковываются в картонную коробку для транспортировки. Размеры коробки приведены на рисунке 2-5.

6. Надежность

6.1 Испытания на надежность

Изделие испытывается в различных условиях стресса в соответствии со стандартами JEDEC: стойкость к теплу пайки (260°C, 3 раза), термоудар (-40°C до 100°C, 500 циклов), влагостойкость (85°C/85%ВВ + оплавление), хранение при высокой температуре (100°C, 1000 ч), хранение при низкой температуре (-40°C, 1000 ч), работоспособность при комнатной температуре (25°C, 20 мА, 1000 ч), испытание на срок службы при высокой температуре и высокой влажности (85°C/85%ВВ, 10 мА, 500 ч), хранение при температуре и влажности (85°C/85%ВВ, 1000 ч) и испытание на срок службы при низкой температуре (-40°C, 20 мА, 1000 ч).

6.2 Критерии отказа

После испытаний на надежность светодиоды оцениваются по следующим критериям: отклонение прямого напряжения менее 10%, обратный ток менее 10 мкА, среднее снижение силы света менее 30%, отсутствие механических повреждений (трещины, расслоение, отказ кристаллов).

7. Пайка оплавлением для SMD

7.1 Профиль оплавления

Рекомендуемый профиль пайки оплавлением показан на рисунке 3-1 и в таблице 3-1. Ключевые параметры: скорость нагрева ≤4°C/с, предварительный нагрев от 150°C до 200°C в течение 60-120 с, время выше 217°C (TL) ≤60 с, пиковая температура 245°C в течение ≤10 с, скорость охлаждения ≤6°C/с. Общее время от 25°C до пика ≤8 минут. Допускается только одно оплавление. Рекомендуется использовать среднепластичный припой.

7.2 Ручная пайка и ремонт

При необходимости ручной пайки используйте паяльник с температурой ниже 300°C в течение менее 3 секунд, и только один раз. Ремонт следует избегать, но если необходимо, используйте двусторонний паяльник. После пайки дайте изделию остыть до комнатной температуры перед эксплуатацией.

7.3 Очистка

Не очищайте водой, бензолом или разбавителем. Рекомендуется изопропиловый спирт (алкоголь). Избегайте использования ионных жидкостей, содержащих хлор (Cl) или серу (S).

8. Меры предосторожности при обращении

8.1 Хранение

Влагонепроницаемая упаковка должна храниться при температуре ≤30°C и влажности ≤60% в течение не более 6 месяцев. После вскрытия светодиоды должны быть использованы в течение 12 часов в контролируемой среде (≤30°C, ≤60% ВВ). Неиспользованный материал следует хранить при ≤30°C и ≤10% ВВ и просушивать при 65±5°C в течение 24 часов перед следующим использованием. Для изделий, увлажненных или более старых, чем 6 месяцев, время сушки увеличивается (24-48 ч) или требуется возврат на завод.

8.2 Статическое электричество

Электростатический разряд может повредить светодиод, вызывая снижение прямого напряжения или отсутствие свечения. Все оборудование и персонал должны быть надлежащим образом заземлены. Используйте антистатические браслеты, коврики и контейнеры.

8.3 Защита от обратного напряжения

Обратный ток обычно мал, но чрезмерное обратное напряжение (выше 5 В) может быстро увеличить ток утечки и вызвать проблемы с серой шкалой в дисплеях. Конструкция должна обеспечивать поддержание обратного напряжения ниже 5 В.

8.4 Тепловое управление

Для обеспечения длительного срока службы температура поверхности светодиода должна поддерживаться ниже 55°C, а температура выводов — ниже 75°C при эксплуатации. Критически важны правильное проектирование печатной платы с учетом теплоотвода и расстояния. Температура перехода не должна превышать 115°C.

9. Рекомендации по проектированию применения

Используйте драйверы с постоянным током для каждого цвета для поддержания постоянной яркости. Убедитесь, что общая рассеиваемая мощность не превышает максимальные номиналы. При использовании матричного управления избегайте обратного напряжения во время выключения. При длительном неиспользовании светодиодов может происходить деградация; перед повторным использованием проведите осушку. Для прокатных дисплеев выбор бинов обеспечивает равномерность цвета. Избегайте сред, содержащих сероводород или с высоким содержанием соли.

10. Сравнение технологий

По сравнению со стандартными RGB светодиодами, данное устройство имеет полностью черную поверхность, которая улучшает контраст за счет уменьшения отражения света от корпуса. Степень защиты IPX6 обеспечивает защиту от мощных водяных струй, что делает его идеальным для наружного использования. Широкий угол обзора 110° превосходит многие конкурирующие продукты, предлагающие только 90-100°. Кроме того, уровень чувствительности к влаге 5a требует осторожного обращения, но позволяет совместимость с пайкой оплавлением без свинца.

11. Часто задаваемые вопросы

В: Зачем требуется сушка перед пайкой?
О: Для удаления влаги, поглощенной корпусом, которая может вызвать попкорнинг во время оплавления, приводящий к внутренним повреждениям.

В: Можно ли одновременно подавать полный ток на все три цвета?
О: Необходимо учитывать максимальную общую рассеиваемую мощность. Хотя каждый кристалл может работать на максимальном токе, совокупное тепло может превысить тепловые пределы. Требуется соответствующее тепловое охлаждение и снижение тока.

В: Как обеспечить равномерность цвета между многими светодиодами?
О: Используйте светодиоды из одних и тех же кодов бинов по силе света и длине волны. В таблице данных указаны диапазоны биннинга для облегчения подбора.

12. Примеры применения

При монтаже крупноформатного наружного полноцветного видеодисплея было использовано тысячи таких светодиодов с шагом пикселей 10 мм. Черная поверхность значительно улучшила коэффициент контрастности по сравнению с обычными серыми светодиодами, обеспечив лучшую читаемость при прямом солнечном свете. Степень защиты IPX6 гарантировала надежную работу во время ливней. При правильном управлении тепловыделением дисплей достиг яркости более 5000 нит и срока службы, превышающего 50 000 часов.

13. Принцип работы

RGB светодиоды объединяют три полупроводниковых кристалла, излучающих различные длины волн (красный: AlInGaP, зеленый и синий: InGaN). Изменяя прямой ток каждого кристалла, человеческий глаз воспринимает широкий диапазон цветов благодаря аддитивному смешению цветов. Конструкция корпуса включает отражательную чашу и прозрачную смолу для эффективного извлечения света и получения желаемой диаграммы излучения.

14. Тенденции развития

Тенденция в наружных светодиодных дисплеях направлена на более высокую яркость, лучшую равномерность цвета и повышенную устойчивость к внешним воздействиям. Черная поверхность и степень защиты IPX6 данного светодиода соответствуют требованиям к высокому контрасту и устойчивости к атмосферным воздействиям. Будущие разработки могут включать еще более компактные корпуса, более высокую эффективность и интеграцию с интеллектуальными системами управления.