Содержание
- 1. Обзор изделия
- 2. Технические характеристики
- 2.1 Предельно допустимые параметры
- 2.2 Электрические и оптические характеристики
- 3. Система сортировки (бининг)
- 4. Механические данные и информация об упаковке
- 4.1 Габаритные размеры корпуса
- 4.2 Рекомендуемая контактная площадка и ориентация для пайки
- 4.3 Спецификация на ленту и катушку
- 5. Рекомендации по монтажу и обращению
- 5.1 Процесс пайки
- 5.2 Очистка
- 5.3 Условия хранения
- 5.4 Меры предосторожности от электростатического разряда (ЭСР)
- 6. Информация по применению
- 6.1 Предназначение
- 6.2 Особенности проектирования
- 7. Подробный технический анализ
- 7.1 Технология AlInGaP
- 7.2 Анализ характеристических кривых
- 8. Часто задаваемые вопросы (ЧЗВ)
1. Обзор изделия
Настоящий документ содержит полные технические данные для высокоэффективного SMD светодиода (устройства для поверхностного монтажа) бокового свечения. Компонент использует передовой полупроводниковый кристалл AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для получения желтого свечения. Он разработан для совместимости с современными автоматизированными процессами сборки, включая оборудование для установки компонентов и пайку оплавлением в ИК-печи, что делает его пригодным для крупносерийного производства. Устройство поставляется на 8-мм ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, в соответствии со стандартом упаковки EIA для эффективной обработки.
2. Технические характеристики
2.1 Предельно допустимые параметры
Устройство не должно эксплуатироваться за пределами следующих пределов во избежание необратимого повреждения. Все параметры указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.
- Рассеиваемая мощность (Pd):75 мВт
- Пиковый прямой ток (IFP):80 мА (в импульсном режиме: скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс)
- Постоянный прямой ток (IF):30 мА (постоянный ток)
- Обратное напряжение (VR):5 В
- Диапазон рабочих температур:от -30°C до +85°C
- Диапазон температур хранения:от -40°C до +85°C
- Условия пайки оплавлением в ИК-печи:Максимальная пиковая температура 260°C в течение 10 секунд.
2.2 Электрические и оптические характеристики
Следующие параметры определяют типичные характеристики светодиода в стандартных условиях испытаний (Ta=25°C, IF=20 мА, если не указано иное).
- Сила света (Iv):28.0 мкд (мин.), 80.0 мкд (тип.). Измерено с использованием датчика/фильтра, аппроксимирующего кривую спектральной чувствительности глаза CIE.
- Угол обзора (2θ1/2):130 градусов. Это полный угол, при котором сила света падает до половины от осевого (центрального) значения.
- Пиковая длина волны излучения (λP):588 нм.
- Доминирующая длина волны (λd):587 нм. Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, которая определяет цвет, полученная из цветовой диаграммы CIE.
- Полуширина спектральной линии (Δλ):15 нм. Это указывает на спектральную чистоту излучаемого света.
- Прямое напряжение (VF):2.0 В (мин.), 2.4 В (тип.).
- Обратный ток (IR):10 мкА (макс.) при VR = 5В.
3. Система сортировки (бининг)
Сила света светодиодов сортируется по конкретным бинам для обеспечения однородности. Код бина является частью идентификации продукта. Допуск для каждого бина по силе света составляет +/- 15%.
- Код бина N:28.0 мкд (мин.) до 45.0 мкд (макс.)
- Код бина P:45.0 мкд (мин.) до 71.0 мкд (макс.)
- Код бина Q:71.0 мкд (мин.) до 112.0 мкд (макс.)
- Код бина R:112.0 мкд (мин.) до 180.0 мкд (макс.)
4. Механические данные и информация об упаковке
4.1 Габаритные размеры корпуса
Светодиод имеет конструкцию корпуса бокового свечения. Подробные механические чертежи приведены в спецификации, все размеры указаны в миллиметрах. Допуски, как правило, составляют ±0.10 мм, если не указано иное. Линза прозрачная.
4.2 Рекомендуемая контактная площадка и ориентация для пайки
В спецификации приведен рекомендуемый рисунок контактных площадок (размеры паяльных площадок) для проектирования печатной платы, обеспечивающий надежные паяные соединения и правильное выравнивание. Четко указано рекомендуемое направление пайки для помощи в автоматической сборке и определении полярности.
4.3 Спецификация на ленту и катушку
Компоненты поставляются на формованной несущей ленте, запечатанной покровной лентой.
- Ширина несущей ленты:8 мм
- Диаметр катушки:7 дюймов
- Количество на катушке:4000 штук
- Минимальный заказ (для остатков):500 штук
- Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA-481.
5. Рекомендации по монтажу и обращению
5.1 Процесс пайки
Светодиод совместим с процессами пайки оплавлением в ИК-печи, что критически важно для бессвинцовой (Pb-free) сборки. Приведен рекомендуемый температурный профиль, который в целом соответствует стандартам JEDEC.
- Пайка оплавлением:
- Температура предварительного нагрева: 150–200°C
- Время предварительного нагрева: максимум 120 секунд
- Пиковая температура: максимум 260°C
- Время при пиковой температуре: максимум 10 секунд (допускается не более двух циклов оплавления).
- Ручная пайка (при необходимости):
- Температура жала паяльника: максимум 300°C
- Время пайки: максимум 3 секунды (только один раз).
Примечание:Оптимальный температурный профиль зависит от конкретной конструкции печатной платы, паяльной пасты и печи. Рекомендуется провести характеристику процесса для конкретного применения.
5.2 Очистка
Если требуется очистка после пайки, следует использовать только указанные растворители, чтобы избежать повреждения корпуса светодиода. Допустимые методы включают:
- Погружение в этиловый или изопропиловый спирт при нормальной комнатной температуре.
- Время погружения должно быть менее одной минуты.
- Нельзя использовать неуказанные химические жидкости.
5.3 Условия хранения
Правильное хранение необходимо для сохранения паяемости и надежности устройства.
- Запечатанная оригинальная упаковка:Хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности (ОВ) ≤90%. Компоненты следует использовать в течение одного года при условии целостности влагозащитного пакета с осушителем.
- Вскрытая упаковка / россыпные компоненты:Хранить при температуре ≤30°C и ОВ ≤60%. Рекомендуется завершить процесс пайки оплавлением в течение одной недели после вскрытия.
- Длительное хранение (вне оригинального пакета):Хранить в герметичном контейнере с осушителем или в азотном эксикаторе.
- Прогрев (сушка):Если компоненты находились в условиях окружающей среды более одной недели, перед сборкой их следует прогреть при температуре около 60°C в течение не менее 20 часов для удаления влаги и предотвращения "вспучивания" ("popcorning") во время оплавления.
5.4 Меры предосторожности от электростатического разряда (ЭСР)
Светодиоды чувствительны к статическому электричеству и скачкам напряжения. Для предотвращения повреждения от ЭСР:
- Используйте заземленный браслет или антистатические перчатки при обращении.
- Убедитесь, что все рабочие места, инструменты и оборудование правильно заземлены.
6. Информация по применению
6.1 Предназначение
Данный светодиод предназначен для использования в стандартном электронном оборудовании, включая устройства офисной автоматизации, средства связи и бытовую технику. Его профиль бокового излучения делает его подходящим для применений, требующих боковой подсветки или индикации состояния на краю печатной платы.
6.2 Особенности проектирования
- Ограничение тока:Всегда используйте последовательный резистор или драйвер постоянного тока, чтобы ограничить прямой ток рекомендуемыми 20 мА (или меньше) для непрерывной работы. Превышение предельно допустимых параметров ухудшит производительность и сократит срок службы.
- Тепловой режим:Хотя рассеиваемая мощность невелика, обеспечение достаточной площади медного покрытия на плате или использование тепловых переходных отверстий может помочь в управлении теплом, особенно в условиях высокой температуры окружающей среды или при работе вблизи предельных значений.
- Полярность:Соблюдайте правильную ориентацию анода/катода, как указано на механических чертежах, для обеспечения корректной работы.
7. Подробный технический анализ
7.1 Технология AlInGaP
Использование кристалла AlInGaP является ключевым фактором производительности данного светодиода. Материалы AlInGaP известны своей высокой эффективностью в красной, оранжевой, янтарной и желтой областях спектра по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP. Это приводит к более высокой силе света и лучшей стабильности цвета при изменении тока накачки и температуры.
7.2 Анализ характеристических кривых
Типичные характеристические кривые (не полностью детализированные в предоставленном отрывке, но стандартные для таких спецификаций) включают:
- Относительная сила света в зависимости от прямого тока (IF):Показывает, как световой выход увеличивается с током, обычно сублинейно, подчеркивая важность стабилизации тока.
- Прямое напряжение в зависимости от прямого тока (VF-IF):Демонстрирует экспоненциальную ВАХ диода.
- Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Иллюстрирует снижение светового выхода при повышении температуры перехода, что является критически важным фактором для теплового проектирования.
- Спектральное распределение:График, показывающий относительную излучаемую мощность в зависимости от длины волны, с центром вокруг пика 588 нм и полушириной 15 нм.
8. Часто задаваемые вопросы (ЧЗВ)
В: В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?
О: Пиковая длина волны (λP) — это длина волны, на которой излучаемая оптическая мощность максимальна. Доминирующая длина волны (λd) — это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, соответствующая цвету светодиода, рассчитанная по цветовым координатам CIE. Для монохроматического источника, такого как этот желтый светодиод, они часто очень близки, как видно здесь (588 нм против 587 нм).
В: Могу ли я питать этот светодиод без токоограничивающего резистора?
О: Нет. Светодиод — это устройство с токовым управлением. Подключение его непосредственно к источнику напряжения вызовет протекание чрезмерного тока, потенциально превышающего предельные значения и разрушающего устройство. Всегда используйте соответствующий последовательный резистор или драйвер постоянного тока.
В: Почему условия хранения для вскрытых упаковок строже (60% ОВ против 90% ОВ)?
О: Как только влагозащитный пакет вскрыт, компоненты подвергаются воздействию окружающей влажности. Более строгий предел (60% ОВ) помогает предотвратить поглощение избыточной влаги, которая может вызвать внутреннее расслоение или растрескивание во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением (известного как "вспучивание" или "popcorning").
В: Что означает "бокового свечения"?
О: В отличие от светодиодов с верхним излучением, где свет выходит перпендикулярно плате, светодиод бокового свечения излучает свет параллельно поверхности платы. Это полезно для подсветки краев, щелей или размещения индикаторов состояния на боковой стороне устройства.
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. |