Содержание
- 1. Обзор изделия
- 1.1 Особенности
- 1.2 Области применения
- 2. Габариты корпуса и назначение выводов
- 3. Предельные параметры и характеристики
- 3.1 Абсолютные максимальные параметры
- 3.2 Электрические и оптические характеристики
- 4. Система сортировки
- 4.1 Сортировка по силе света (Iᵥ)
- 4.2 Сортировка по доминирующей длине волны (λd)
- 4.3 Комбинированный код сортировки
- 5. Рекомендации по пайке и монтажу
- 5.1 Профиль пайки оплавлением
- 5.2 Рекомендуемая контактная площадка на печатной плате
- 5.3 Очистка
- 6. Информация об упаковке
- 7. Меры предосторожности при обращении и хранении
- 7.1 Чувствительность к влаге
- 7.2 Примечания по применению
- 8. Особенности проектирования и типовые характеристики
- 9. Сравнение и руководство по выбору
- 10. Часто задаваемые вопросы по техническим параметрам
1. Обзор изделия
В данном документе подробно описаны характеристики двухцветного светодиода для поверхностного монтажа (SMD). Компонент предназначен для автоматизированной сборки на печатных платах (ПП) и подходит для применений с ограниченным пространством. Он оснащен рассеивающей линзой и содержит два отдельных светодиодных кристалла в одном корпусе: один излучает синий свет, другой — зеленый.
1.1 Особенности
- Соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ).
- Упакован в 8-мм ленту на катушках диаметром 7 дюймов для автоматизированной сборки.
- Стандартный корпус в соответствии с EIA (Альянс электронной промышленности).
- Уровни управления, совместимые с интегральными схемами (ИС).
- Полностью совместим со стандартным автоматическим оборудованием для установки.
- Подходит для процессов пайки оплавлением в инфракрасном (ИК) диапазоне.
- Предварительно кондиционирован до уровня чувствительности к влаге MSL 3 по стандарту JEDEC.
1.2 Области применения
Данный светодиод предназначен для широкого спектра электронного оборудования, где требуются компактные размеры и надежная работа. Типичные области применения включают:
- Телекоммуникационные устройства (например, беспроводные телефоны, сотовые телефоны).
- Офисное оборудование (например, ноутбуки, сетевые системы).
- Бытовая техника и потребительская электроника.
- Панели управления и приборов в промышленности.
- Индикаторы состояния и питания.
- Подсветка сигналов и символов (например, кнопок, значков).
- Подсветка передних панелей.
2. Габариты корпуса и назначение выводов
Светодиод размещен в компактном SMD-корпусе. В исходном документе приведены подробные чертежи с размерами в миллиметрах (и дюймах). Допуск для большинства размеров составляет ±0,2 мм (±0,008").
Назначение выводов:
- Синий светодиодный кристалл:Подключен к выводам 1 и 2.
- Зеленый светодиодный кристалл:Подключен к выводам 3 и 4.
Такая независимая конфигурация выводов позволяет раздельно управлять двумя цветами, обеспечивая статическую или динамическую индикацию.
3. Предельные параметры и характеристики
3.1 Абсолютные максимальные параметры
Параметры указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Превышение этих значений может привести к необратимому повреждению.
- Рассеиваемая мощность (Pd):76 мВт (для синего и зеленого).
- Пиковый прямой ток (IF(пик)):80 мА (при скважности 1/10, длительности импульса 0,1 мс).
- Постоянный прямой ток (IF):20 мА.
- Диапазон рабочих температур:от -40°C до +100°C.
- Диапазон температур хранения:от -40°C до +100°C.
3.2 Электрические и оптические характеристики
Типичные параметры измерены при Ta=25°C и прямом токе (IF) 20мА, если не указано иное.
Оптические характеристики:
- Сила света (IV):
- Синий: мин. 210 мкд, тип., макс. 475 мкд.
- Зеленый: мин. 850 мкд, тип., макс. 1860 мкд.
- Угол обзора (2θ1/2):Обычно 120 градусов для обоих цветов. Такой широкий угол обзора характерен для рассеивающей линзы и обеспечивает более равномерное распределение света.
- Пиковая длина волны излучения (λP):
- Синий: обычно 468 нм.
- Зеленый: обычно 518 нм.
- Доминирующая длина волны (λd):
- Синий: диапазон от 460 нм до 475 нм.
- Зеленый: диапазон от 515 нм до 530 нм.
- Полуширина спектральной линии (Δλ):
- Синий: обычно 25 нм.
- Зеленый: обычно 35 нм.
Электрические характеристики:
- Прямое напряжение (VF):
- Синий: диапазон от 2,8 В до 3,8 В.
- Зеленый: диапазон от 2,8 В до 3,8 В.
- Обратный ток (IR):Макс. 10 мкА при обратном напряжении (VR) 5В.Примечание:Устройство не предназначено для работы в обратном смещении; данный параметр указан только для целей тестирования.
4. Система сортировки
Для обеспечения стабильности производства светодиоды сортируются по ключевым оптическим параметрам. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям к цвету и яркости для их применения.
4.1 Сортировка по силе света (IV)
Светодиоды классифицируются по измеренной силе света при токе 20мА.
Сортировка для синего светодиода:
- S2:210 - 275 мкд
- T1:275 - 360 мкд
- T2:360 - 475 мкд
Сортировка для зеленого светодиода:
- V1:850 - 1100 мкд
- V2:1100 - 1430 мкд
- W1:1430 - 1860 мкд
Допуск для каждой группы по силе света составляет ±11%.
4.2 Сортировка по доминирующей длине волны (λd)
Светодиоды также сортируются по доминирующей длине волны, которая определяет воспринимаемый цвет.
Сортировка по длине волны для синего светодиода:
- AB1:460 - 465 нм
- AB2:465 - 470 нм
- AB3:470 - 475 нм
Сортировка по длине волны для зеленого светодиода:
- AG1:515 - 520 нм
- AG2:520 - 525 нм
- AG3:525 - 530 нм
Допуск для каждой группы по длине волны составляет ±1 нм.
4.3 Комбинированный код сортировки
Предоставлена таблица соответствия, объединяющая группы по силе света и длине волны в единый буквенно-цифровой код (например, A1, C4). Этот код обычно наносится на упаковку продукта или бирку катушки, что позволяет точно идентифицировать характеристики светодиода.
5. Рекомендации по пайке и монтажу
5.1 Профиль пайки оплавлением
Предоставлен рекомендуемый профиль пайки оплавлением в инфракрасном (ИК) диапазоне для бессвинцовых процессов, соответствующий стандарту J-STD-020B. Ключевые параметры этого профиля включают:
- Температура предварительного нагрева:от 150°C до 200°C.
- Время предварительного нагрева:Макс. 120 секунд.
- Пиковая температура:Макс. 260°C.
- Время выше температуры ликвидуса:В соответствии с предоставленной кривой профиля.
- Общее время пайки:Макс. 10 секунд при пиковой температуре. Пайку оплавлением следует проводить не более двух раз.
При ручной пайке паяльником температура жала не должна превышать 300°C, а время контакта должно быть ограничено максимум 3 секундами, и только один раз.
5.2 Рекомендуемая контактная площадка на печатной плате
Для обеспечения правильного формирования паяного соединения и механической стабильности во время и после процесса оплавления показан рекомендуемый рисунок контактной площадки (посадочное место) на ПП. Следование этой рекомендации помогает предотвратить "эффект надгробия" и обеспечивает хороший тепловой и электрический контакт.
5.3 Очистка
Если необходима очистка после пайки, следует использовать только указанные растворители. Светодиод можно погружать в этиловый или изопропиловый спирт при комнатной температуре менее чем на одну минуту. Использование неуказанных химикатов может повредить корпус или линзу светодиода.
6. Информация об упаковке
Светодиоды поставляются в ленте на катушках, совместимых с высокоскоростным автоматическим сборочным оборудованием.
- Ширина ленты:8 мм.
- Диаметр катушки:7 дюймов.
- Количество на катушке:2000 штук.
- Минимальный заказ остатков (MOQ):500 штук.
- Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA-481. Пустые ячейки в ленте запечатаны покровной лентой.
7. Меры предосторожности при обращении и хранении
7.1 Чувствительность к влаге
Данный светодиод имеет уровень чувствительности к влаге (MSL) 3. Как влагочувствительное устройство, он требует правильного обращения для предотвращения "вспучивания" или расслоения во время пайки оплавлением.
- Запечатанная упаковка:Светодиоды в оригинальной невскрытой влагозащитной упаковке (с осушителем) должны храниться при температуре ≤30°C и относительной влажности (RH) ≤70%. Рекомендуемый "срок хранения после вскрытия" с даты герметизации упаковки составляет один год.
- Вскрытая упаковка:После вскрытия упаковки светодиоды должны быть использованы в течение 168 часов (7 дней), если условия хранения не превышают 30°C / 60% RH.
- Длительное хранение (вне упаковки):Для хранения более 168 часов светодиоды следует хранить в герметичном контейнере с осушителем или в азотном эксикаторе.
- Просушка:Компоненты, подвергшиеся воздействию сверх 168-часового лимита, должны быть просушены при температуре около 60°C в течение не менее 48 часов перед пайкой оплавлением для удаления поглощенной влаги.
7.2 Примечания по применению
Данное изделие предназначено для использования в стандартном коммерческом и промышленном электронном оборудовании. Для применений, требующих исключительной надежности или где отказ может представлять угрозу безопасности (например, авиация, медицинское оборудование жизнеобеспечения, системы управления транспортом), необходимы специальная квалификация и консультация с производителем до начала проектирования.
8. Особенности проектирования и типовые характеристики
Исходный документ включает несколько характеристических кривых, необходимых для проектирования схемы и понимания работы в различных условиях. Обычно это:
- Зависимость прямого тока от прямого напряжения (IF-VF):Показывает связь между током управления и падением напряжения на светодиоде. Это важно для проектирования схемы ограничения тока.
- Зависимость силы света от прямого тока (IV-IF):Иллюстрирует, как световой поток увеличивается с ростом тока управления. Помогает определить рабочую точку для желаемой яркости.
- Зависимость силы света от температуры окружающей среды (IV-Ta):Демонстрирует снижение светового потока при повышении температуры окружающей среды. Это важно для применений в высокотемпературных средах.
- Спектральное распределение:График, показывающий относительную интенсивность света на разных длинах волн, с центром на пиковой длине волны. Определяет чистоту цвета светодиода.
При проектировании схемы управления необходимо учитывать диапазон прямого напряжения (VF) и рекомендуемый постоянный прямой ток 20мА. Источник стабилизированного тока, как правило, предпочтительнее источника постоянного напряжения с последовательным резистором для лучшей стабильности и долговечности, особенно при работе в широком диапазоне температур или когда требуется точное управление яркостью. Независимые выводы для синего и зеленого кристаллов позволяют реализовать гибкие схемы управления, такие как попеременное мигание, смешение цветов (при одновременном включении с разной интенсивностью) или раздельную индикацию состояния.
9. Сравнение и руководство по выбору
Ключевым отличием данного компонента является интеграция двух различных цветов светодиодов (синего и зеленого) в одном компактном SMD-корпусе. Это обеспечивает значительную экономию места на печатной плате по сравнению с использованием двух отдельных одноцветных светодиодов. Широкий угол обзора 120 градусов, обеспечиваемый рассеивающей линзой, делает его подходящим для применений, где индикатор должен быть виден под широким углом.
При выборе кода сортировки разработчики должны балансировать между стоимостью и производительностью. Более узкие группы (например, определенная длина волны и высокая яркость) могут стоить дороже, но обеспечивают визуальную однородность в конечных продуктах, что критически важно для многосегментных дисплеев или панелей состояния. Предоставленная система сортировки позволяет точно подбирать компоненты в соответствии с требованиями приложения как по цвету, так и по силе света.
10. Часто задаваемые вопросы по техническим параметрам
В: Могу ли я включать синий и зеленый светодиоды одновременно?
О: Да, поскольку они имеют независимые выводы (1,2 для синего; 3,4 для зеленого), вы можете управлять ими независимо или одновременно. Убедитесь, что не превышена общая рассеиваемая мощность корпуса, если оба светодиода включены на полный ток.
В: В чем разница между пиковой длиной волны 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. λd более актуальна для спецификации цвета в визуальных приложениях.
В: Почему указан обратный ток (IR), если устройство не предназначено для обратной работы?
О: Параметр IR является параметром контроля качества и утечки. Он гарантирует, что светодиодный кристалл и корпус имеют надлежащую изоляцию. При проектировании схемы следует принимать меры предосторожности (например, параллельный защитный диод), чтобы избежать воздействия на светодиод обратного напряжения.
В: Насколько критично соблюдать срок в 168 часов после вскрытия упаковки?
О: Это очень важно для надежности. Влага, поглощенная пластиковым корпусом, может быстро испаряться во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением, вызывая внутренние трещины или расслоение ("вспучивание"). Следование рекомендациям по обращению с MSL 3 необходимо для предотвращения отказов паяных соединений.
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. |