Содержание
- 1. Обзор продукта
- 1.1 Общее описание
- 1.2 Особенности
- 1.3 Применение
- 1.4 Размеры корпуса
- 2. Технические параметры
- 2.1 Электрические и оптические характеристики (Ts=25°C)
- 2.2 Абсолютные максимальные значения
- 2.3 Цветовые координаты CIE
- 2.4 Информация о сортировке
- 3. Характеристические кривые
- 3.1 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока
- 3.2 Прямой ток в зависимости от относительной интенсивности
- 3.3 Сила света в зависимости от температуры окружающей среды
- 3.4 Температура пайки в зависимости от снижения прямого тока
- 3.5 Распределение спектра
- 3.6 Диаграмма излучения
- 4. Механическая и упаковочная информация
- 4.1 Чертеж корпуса
- 4.2 Размеры ленты и катушки
- 4.3 Информация на этикетке
- 4.4 Влагозащитная упаковка
- 4.5 Картонная коробка
- 5. Тестирование надежности
- 5.1 Элементы и условия испытаний
- 5.2 Критерии отказа
- 6. Пайка и сборка
- 6.1 Профиль пайки оплавлением
- 6.2 Ручная пайка и ремонт
- 7. Обращение и хранение
- 7.1 Условия хранения
- 7.2 Меры предосторожности от статического электричества
- 7.3 Защита от обратного напряжения
- 7.4 Безопасная рабочая температура
- 7.5 Указания по использованию
- 8. Рекомендации по применению
- 9. Сравнение технологий
- 10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)
- 11. Практические примеры использования
- 12. Принцип работы RGBW светодиода
- 13. 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
Данное устройство представляет собой специальный SMD светодиодный корпус, объединяющий четыре светодиодных чипа: красный (R), зеленый (G), синий (B) и белый (W). Компактный размер 3,5 мм x 3,7 мм x 2,6 мм делает его идеальным для полноцветных дисплеев с высокой плотностью. Корпус имеет матовую поверхность для уменьшения бликов и водонепроницаемость по стандарту IPX6, что позволяет использовать его на открытом воздухе и в суровых условиях. Также соответствует требованиям RoHS и не содержит свинца.
1.2 Особенности
- Чрезвычайно широкий угол обзора (110 градусов)
- Высокая светоотдача при низкой рассеиваемой мощности
- Высокая надежность и длительный срок службы
- Водонепроницаемость (IPX6)
- Уровень чувствительности к влаге: 5a
- Соответствие RoHS и бессвинцовая пайка оплавлением
1.3 Применение
- Наружные полноцветные видеоэкраны
- Внутреннее и наружное декоративное освещение
- Парки развлечений и развлекательные заведения
- Общее оформление и архитектурное освещение
1.4 Размеры корпуса
Размеры корпуса: 3,5 мм (длина) x 3,7 мм (ширина) x 2,6 мм (высота). На виде снизу показаны 8 контактных площадок с маркировкой полярности. На виде сверху имеется индикатор вывода. Все размеры имеют допуск ±0,1 мм, если не указано иное.
2. Технические параметры
2.1 Электрические и оптические характеристики (Ts=25°C)
| Параметр | Красный | Зеленый | Синий | Белый |
|---|---|---|---|---|
| Прямое напряжение (мин) | 1.7V | 2.7V | 2.7V | 2.7V |
| Прямое напряжение (макс) | 2.4V | 3.4V | 3.4V | 3.4V |
| Доминирующая длина волны | 617-628 нм | 520-545 нм | 460-475 нм | — |
| Ширина полосы | 5 нм на корзину | 4 нм на корзину | 4 нм на корзину | — |
| Сила света (мин) | 550 мкд | 1450 мкд | 320 мкд | 1750 мкд |
| Сила света (средняя) | 825 мкд | 2180 мкд | 485 мкд | 2600 мкд |
| Сила света (макс) | 1240 мкд | 3250 мкд | 720 мкд | 3900 мкд |
| Угол обзора | 110 градусов | |||
Примечание: допуск прямого напряжения ±0,1 В, доминирующей длины волны ±1 нм, силы света ±10%.
2.2 Абсолютные максимальные значения
| Параметр | Красный | Зеленый | Синий | Белый | Ед. изм. |
|---|---|---|---|---|---|
| Прямой ток | 25 | 20 | 20 | 20 | мА |
| Обратное напряжение | 5 | 5 | 5 | 5 | V |
| Рабочая температура | -30 до +70 | °C | |||
| Температура хранения | -40 до +100 | °C | |||
| Рассеиваемая мощность | 60 | 68 | 68 | 68 | мВт |
| Температура перехода | 115 | °C | |||
| ESD (HBM) | 1000 В | ||||
2.3 Цветовые координаты CIE
Белый светодиод доступен в трех корзинах CIE: 50A, 50B и 50C. Точные координаты следует уточнять на этикетке продукта. Все измерения проводятся в стандартизированных условиях при 25°C.
2.4 Информация о сортировке
Сортировка по силе света выполняется с соотношением 1:1,4. Сортировка по длине волны составляет 5 нм на корзину для красного и 4 нм на корзину для зеленого и синего. Сортировка по прямому напряжению явно не определена, но задана минимальными/максимальными пределами.
3. Характеристические кривые
3.1 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока
Рисунок 1-7 показывает зависимость прямого напряжения от прямого тока для каждого цвета при 25°C. Кривые демонстрируют типичное диодное поведение с увеличением напряжения, требуемого для более высоких токов.
3.2 Прямой ток в зависимости от относительной интенсивности
Рисунок 1-8 демонстрирует, что относительная интенсивность увеличивается с ростом прямого тока. При 20 мА каждый цвет достигает номинальной интенсивности. Кривые приблизительно линейны в рабочем диапазоне.
3.3 Сила света в зависимости от температуры окружающей среды
Рисунок 1-9 показывает, что сила света уменьшается с ростом температуры окружающей среды. При 70°C интенсивность может значительно упасть, что подчеркивает необходимость правильного теплового управления.
3.4 Температура пайки в зависимости от снижения прямого тока
Рисунок 1-10 предоставляет кривую снижения: по мере увеличения температуры пайки максимально допустимый прямой ток уменьшается. При 100°C ток следует снижать почти до нуля во избежание повреждения.
3.5 Распределение спектра
Рисунок 1-11 показывает относительную интенсивность излучения в зависимости от длины волны для всех цветов. Пик красного находится около 620 нм, зеленого — около 530 нм, синего — около 470 нм, а белый имеет широкий спектр, охватывающий варианты 4000K и 5000K.
3.6 Диаграмма излучения
Рисунок 1-12 отображает диаграмму направленности, подтверждающую широкий угол обзора 110 градусов с относительной интенсивностью около 50% при ±55 градусах.
4. Механическая и упаковочная информация
4.1 Чертеж корпуса
Светодиодный корпус показан с видом сверху, сбоку, снизу и схемой полярности. Вывод 1 отмечен. Также предоставлен рисунок пайки (рекомендуемый рисунок контактных площадок на печатной плате). Для защиты проволочных соединений применяется заливка клеем.
4.2 Размеры ленты и катушки
Каждая катушка содержит 4000 штук. Размеры ленты: на чертеже показаны подробные измерения. Катушка имеет размер A 100,0±0,4 мм, размер B 14,3±0,3 мм и т.д. Подробные размеры указаны в спецификации.
4.3 Информация на этикетке
Этикетка включает номер детали, номер партии (включая упаковочную машину, серийный номер, корзину, количество), IV, VF, Wd, IF, QTY и дату. Это обеспечивает прослеживаемость.
4.4 Влагозащитная упаковка
Продукт отгружается в антистатических и влагозащитных алюминиевых пакетах с осушителем и индикатором влажности (CF-HIC). Затем пакет запечатывается.
4.5 Картонная коробка
Катушки упаковываются в прочную картонную коробку для транспортировки. Размер коробки не указан, но она предназначена для защиты катушек.
5. Тестирование надежности
5.1 Элементы и условия испытаний
Продукт прошел квалификацию по различным тестам на надежность: устойчивость к теплу пайки (260°C, 3 цикла), тепловой удар (-40°C до 100°C, по 15 мин, 500 циклов), влагостойкость (85°C/85% RH, 12 ч, затем пайка оплавлением при 260°C), хранение при высокой температуре (100°C, 1000 ч), хранение при низкой температуре (-40°C, 1000 ч), рабочая жизнь при комнатной температуре (25°C, 20 мА, 1000 ч), жизнь при высокой температуре и высокой влажности (85°C/85% RH, 10 мА, 500 ч), хранение при температуре и влажности (85°C/85% RH, 1000 ч), жизнь при низкой температуре (-40°C, 20 мА, 1000 ч). Все тесты проводились на 22 образцах, критерий приемки — 0/1 отказов.
5.2 Критерии отказа
После испытаний допустимы следующие изменения: изменение прямого напряжения в пределах ±10% от начального, обратный ток ≤10 мкА при 5 В, среднее снижение силы света ≤30%, отсутствие физических повреждений, таких как трещины, расслоения или отсутствие свечения.
6. Пайка и сборка
6.1 Профиль пайки оплавлением
Рекомендуемый профиль: средняя скорость нагрева ≤4°C/с; предварительный нагрев от 150°C до 200°C в течение 60-120 секунд; время выше 217°C (T_L) ≤60 секунд; пиковая температура 245°C с временем в пределах 5°C от пика ≤30 секунд и временем на пике (T_P) ≤10 секунд; скорость охлаждения ≤6°C/с; общее время от 25°C до пика ≤8 минут. Допускается только одна пайка оплавлением. Рекомендуется использовать средне-температурную паяльную пасту.
6.2 Ручная пайка и ремонт
При необходимости ручной пайки поддерживайте температуру паяльника ниже 300°C в течение менее 3 секунд. Допускается только одна попытка ручной пайки. Для ремонта используйте двусторонний паяльник для аккуратного удаления светодиода. Очистка допускается только спиртом; избегайте воды, бензола, растворителя и ионных жидкостей, содержащих Cl или S.
7. Обращение и хранение
7.1 Условия хранения
До вскрытия: хранить при ≤30°C и ≤60% RH до 6 месяцев. После вскрытия: использовать в течение 12 часов при ≤30°C/≤60% RH. Неиспользованные детали следует хранить при ≤30°C/≤10% RH и сушить при 65±5°C в течение 24 часов перед следующим использованием. Условия сушки зависят от даты производства и воздействия влаги.
7.2 Меры предосторожности от статического электричества
Данный светодиод чувствителен к электростатическому разряду (ESD). Требуется правильное заземление оборудования и использование антистатических браслетов, ковриков, униформы и контейнеров.
7.3 Защита от обратного напряжения
Внутренний светодиодный чип может быть поврежден непрерывным обратным напряжением выше 5 В. Разрабатывайте схемы так, чтобы обратное напряжение было ниже абсолютного максимального значения, особенно в сценариях матричного управления.
7.4 Безопасная рабочая температура
Для обеспечения длительного срока службы рекомендуется, чтобы температура поверхности светодиода была ниже 55°C, а температура ножек — ниже 75°C во время работы. Критически важны правильное отведение тепла и конструкция печатной платы.
7.5 Указания по использованию
Всегда запитывайте каждый чип постоянным током. Не превышайте абсолютный максимальный прямой ток для каждого чипа. Когда несколько чипов включены, общая рассеиваемая мощность корпуса должна быть ниже предела (сумма отдельных PD). Избегайте подачи напряжения, когда светодиод выключен. Для матричных дисплеев убедитесь, что обратное напряжение контролируется. Рекомендуется приработка на 20% мощности в начальный период, если влажность вызывает беспокойство.
8. Рекомендации по применению
Типичные применения включают наружные полноцветные видеостены, декоративное освещение и аттракционы в парках развлечений. При проектировании обращайте внимание на тепловое управление: используйте достаточную площадь меди на печатной плате, обеспечьте правильное расстояние между светодиодами и учитывайте снижение температуры окружающей среды. Используйте драйверы с постоянным током для равномерной яркости. Для аренды выбирайте светодиоды из одной корзины для однородности цвета.
9. Сравнение технологий
По сравнению с традиционными RGB светодиодами, данное устройство интегрирует дополнительный белый чип для улучшенной цветопередачи и баланса белого. Водонепроницаемость IPX6 обеспечивает повышенную долговечность для наружного использования. Широкий угол обзора 110 градусов гарантирует равномерный вид со всех сторон. Уровень MSL 5a требует осторожного обращения, но допускает гибкое производство.
10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)
В: Каков срок хранения до вскрытия?О: 6 месяцев при ≤30°C и ≤60% RH.
В: Можно ли чистить светодиод водой?О: Нет, рекомендуется только спирт. Избегайте воды, бензола, растворителя и ионных жидкостей.
В: Какое максимальное допустимое обратное напряжение?О: 5 В. Непрерывное обратное напряжение может повредить чип.
В: Сколько циклов пайки оплавлением допускается?О: Допускается только одна пайка оплавлением.
В: Какова максимальная температура перехода?О: 115°C.
11. Практические примеры использования
Пример развертывания: большой наружный видеоэкран с использованием массива таких RGBW SMD светодиодов может достигать высокой яркости и ярких цветов даже под прямыми солнечными лучами. Класс IPX6 позволяет устанавливать его в местах, подверженных дождю и брызгам. Для декоративного освещения компактный размер корпуса позволяет создавать компактные конструкции светильников.
12. Принцип работы RGBW светодиода
RGBW светодиод объединяет три чипа основных цветов (красный, зеленый, синий) и отдельный белый чип. Белый чип может быть синим светодиодом с преобразователем люминофора или прямым белым светодиодом (обычно синий чип с желтым люминофором). Путем смешивания четырех каналов можно достичь более широкой цветовой гаммы и лучшего баланса белого по сравнению с решениями только на RGB. Белый чип обеспечивает базовую яркость, а RGB чипы добавляют насыщенность цвета.
13. Тенденции развития
Индустрия светодиодных дисплеев движется к более высокому разрешению (меньший шаг пикселя), более высокой яркости и лучшей защите окружающей среды. Такие продукты, как этот RGBW SMD светодиод с рейтингом IPX6, удовлетворяют спрос на надежные наружные дисплеи. Будущие тенденции включают еще более низкое энергопотребление, более высокую световую отдачу и интеграцию с интеллектуальными системами управления.
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. |