Содержание
- 1. Обзор продукта
- 1.1 Ключевые особенности и преимущества
- 1.2 Целевые рынки и области применения
- 2. Подробный анализ технических параметров
- 2.1 Предельно допустимые параметры
- 2.2 Электрооптические характеристики
- 3. Объяснение системы бинов
- 3.1 Биннинг прямого напряжения (Vf)
- 3.2 Биннинг силы света (Iv)
- 3.3 Биннинг доминирующей длины волны (Wd)
- 4. Анализ характеристических кривых
- 4.1 Вольт-амперная характеристика
- 4.2 Зависимость силы света от прямого тока
- 4.3 Температурная зависимость
- 5. Механическая и упаковочная информация
- 5.1 Габаритные размеры и полярность
- 5.2 Рекомендуемая контактная площадка на печатной плате
- 5.3 Спецификации упаковки в ленте и на катушке
- 6. Рекомендации по пайке и монтажу
- 6.1 Профиль пайки оплавлением (бессвинцовая)
- 6.2 Ручная пайка
- 6.3 Очистка
- 7. Меры предосторожности при хранении и обращении
- 7.1 Чувствительность к влаге
- 7.2 Метод управления
- 8. Примечания по применению и рекомендации по проектированию
- 8.1 Ограничение тока
- 8.2 Тепловой режим
- 8.3 Оптическое проектирование
- 9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)
- 9.1 В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?
- 9.2 Можно ли непрерывно питать этот светодиод током 30мА?
- 9.3 Как интерпретировать коды бинов при заказе?
- 10. Принципы работы и технологический контекст
- 10.1 Технология полупроводника AlInGaP
- 10.2 Функция рассеивающей линзы
1. Обзор продукта Данный документ подробно описывает спецификации светоизлучающего диода (LED) для поверхностного монтажа (SMD), использующего рассеивающую линзу и полупроводниковый материал AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для получения желто-зеленого свечения. Устройство предназначено для автоматизированных процессов сборки печатных плат (PCB), что делает его подходящим для крупносерийного производства. Его компактный форм-фактор и совместимость со стандартным оборудованием для поверхностного монтажа отвечают требованиям приложений с ограниченным пространством в различных электронных отраслях.
1.1 Ключевые особенности и преимущества Соответствие: Продукт соответствует соответствующим экологическим нормам (например, RoHS). Упаковка: Поставляется в стандартной для отрасли 8-мм ленте на катушках диаметром 7 дюймов, что облегчает автоматизированные операции pick-and-place. Совместимость процессов: Полностью совместим с автоматизированным монтажным оборудованием и процессами пайки оплавлением (IR), обычно используемыми на линиях сборки технологий поверхностного монтажа (SMT). Электрический интерфейс: Совместим с интегральными схемами (ИС), что позволяет управлять напрямую от стандартных логических выходов с соответствующим ограничением тока. Надежность: Проходит предварительные испытания, ускоренные по стандартам JEDEC Level 3, для обеспечения устойчивости к нагрузкам, вызванным влагой, во время пайки.
1.2 Целевые рынки и области применения Данный светодиод разработан для широкого спектра электронного оборудования, где требуется надежная и компактная индикация состояния или подсветка. Основные области применения включают: Телекоммуникационное оборудование: Индикаторы состояния на маршрутизаторах, модемах и трубках. Офисная автоматизация: Панельные индикаторы на принтерах, копировальных аппаратах и сканерах. Потребительская электроника и бытовая техника: Индикаторы питания, режима или функции. Промышленное оборудование: Сигнализация состояния машины, неисправности или режима работы. Общая индикация: Подсветка передней панели для символов, значков или общих осветительных приборов.
- 2. Подробный анализ технических параметров В следующем разделе представлена подробная, объективная интерпретация ключевых электрических, оптических и тепловых параметров, определяющих рабочий диапазон устройства.2.1 Предельно допустимые параметры Эти параметры определяют пределы нагрузки, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Для надежной работы не рекомендуется эксплуатация на этих пределах или вблизи них. Рассеиваемая мощность (Pd): 72 мВт. Это максимально допустимая мощность, которую корпус светодиода может рассеивать в виде тепла при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Превышение этого предела грозит перегревом полупроводникового перехода, что приводит к ускоренной деградации или отказу. Постоянный прямой ток (IF): 30 мА. Максимальный постоянный прямой ток, который можно подать на светодиод. Пиковый прямой ток: 80 мА (в импульсном режиме: скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс). Этот параметр актуален для кратковременных импульсов высокого тока, но не должен использоваться для непрерывной работы. Диапазон рабочих температур: от -40°C до +85°C. Диапазон температуры окружающей среды, в котором устройство должно корректно работать. Диапазон температур хранения: от -40°C до +100°C. Диапазон температур для безопасного хранения, когда устройство не находится под напряжением.
- 2.2 Электрооптические характеристики Эти параметры измеряются в стандартных условиях испытаний (Ta=25°C, IF=20мА) и представляют типичные характеристики устройства. Сила света (Iv): Диапазон от минимум 56.0 мкд до максимум 180.0 мкд, с типичным значением, подразумеваемым в этом диапазоне бинов. Интенсивность измеряется с помощью датчика с фильтром, соответствующим кривой спектральной чувствительности человеческого глаза (стандарт CIE). Угол обзора (2θ1/2): 120 градусов (тип.). Это полный угол, при котором сила света падает до половины значения, измеренного на оси. Угол 120 градусов указывает на широкий, рассеянный характер излучения, подходящий для освещения больших площадей или наблюдения под широкими углами. Пиковая длина волны излучения (λP): Приблизительно 575 нм. Это длина волны в наивысшей точке спектра оптического излучения. Доминирующая длина волны (λd): Приблизительно 571 нм (тип.). Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, которая определяет цвет светодиода, полученная из координат цветности CIE. Это ключевой параметр для спецификации цвета. Полуширина спектральной линии (Δλ): Приблизительно 15 нм (тип.). Это указывает на спектральную чистоту; значение 15 нм характерно для желто-зеленых светодиодов на основе AlInGaP. Прямое напряжение (VF): 2.0В (тип.), максимум 2.4В при 20мА. Это падение напряжения на светодиоде при работе на указанном токе. Это имеет решающее значение для проектирования схемы ограничения тока. Обратный ток (IR): Максимум 10 мкА при обратном напряжении (VR) 5В. Этот параметр предназначен только для целей тестирования; устройство не предназначено для работы при обратном смещении.3. Объяснение системы бинов Для обеспечения стабильности в массовом производстве светодиоды сортируются по бинам производительности. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным минимальным критериям для их приложения. 3.1 Биннинг прямого напряжения (Vf) Светодиоды классифицируются на основе падения прямого напряжения при 20мА. Это помогает при проектировании источников питания и обеспечении равномерной яркости при параллельном подключении нескольких светодиодов. Бин D2: Vf = от 1.8В до 2.0В Бин D3: Vf = от 2.0В до 2.2В Бин D4: Vf = от 2.2В до 2.4В Допуск в пределах каждого бина составляет ±0.1В.
- 3.2 Биннинг силы света (Iv) Это основной биннинг для яркости. Компоненты сортируются в группы с определенными минимальными и максимальными значениями силы света. Бин P2: 56.0 – 71.0 мкд Бин Q1: 71.0 – 90.0 мкд Бин Q2: 90.0 – 112.0 мкд Бин R1: 112.0 – 140.0 мкд Бин R2: 140.0 – 180.0 мкд Допуск для каждого бина интенсивности составляет ±11%.3.3 Биннинг доминирующей длины волны (Wd) Этот биннинг обеспечивает постоянство цвета. Светодиоды группируются по их доминирующей длине волны, которая напрямую коррелирует с воспринимаемым оттенком. Бин B: λd = 564.5 – 567.5 нм Бин C: λd = 567.5 – 570.5 нм Бин D: λd = 570.5 – 573.5 нм Бин E: λd = 573.5 – 576.5 нм Допуск для каждого бина длины волны составляет ±1 нм.
- 4. Анализ характеристических кривых Хотя в даташите приводятся ссылки на конкретные графики, их значение критически важно для проектирования. 4.1 Вольт-амперная характеристика Вольт-амперная характеристика светодиода является экспоненциальной. Типичное прямое напряжение (2.0В) указано при 20мА. Разработчики должны использовать токоограничивающий резистор или драйвер постоянного тока, чтобы рабочая точка оставалась стабильной, поскольку небольшое изменение напряжения может вызвать большое изменение тока, потенциально превышающее максимальные параметры. 4.2 Зависимость силы света от прямого тока Сила света примерно пропорциональна прямому току в рабочем диапазоне. Работа при токе выше рекомендуемого постоянного тока (20мА) может увеличить яркость, но также повысит температуру перехода, потенциально сокращая срок службы и вызывая сдвиг цвета. 4.3 Температурная зависимость Характеристики светодиода чувствительны к температуре. Как правило, прямое напряжение уменьшается с ростом температуры, а сила света также уменьшается. Работа на верхнем пределе диапазона температур (85°C) приведет к более низкой светоотдаче по сравнению с работой при 25°C.5. Механическая и упаковочная информация 5.1 Габаритные размеры и полярность Корпус светодиода имеет определенные физические размеры, критически важные для проектирования посадочного места на печатной плате. Даташит включает подробный чертеж размеров. Полярность указывается меткой катода (обычно выемкой, зеленой точкой или другой маркировкой на корпусе). Правильная ориентация необходима для работы схемы. 5.2 Рекомендуемая контактная площадка на печатной плате Для печатной платы предоставляется посадочное место (footprint). Соблюдение этой рекомендованной конфигурации контактных площадок имеет решающее значение для получения надежных паяных соединений во время пайки оплавлением, обеспечивая правильное механическое крепление и теплоотвод. 5.3 Спецификации упаковки в ленте и на катушке Устройство поставляется в формованной несущей ленте с защитной крышкой, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). Ключевые спецификации включают: Шаг карманов: Определен в размерах ленты. Компонентов на катушке: 2000 штук. Отсутствующие компоненты: Согласно спецификации допускается максимум два последовательных пустых кармана. Упаковка соответствует стандартам ANSI/EIA-481 для упаковки компонентов.
- 6. Рекомендации по пайке и монтажу 6.1 Профиль пайки оплавлением (бессвинцовая) Предлагается рекомендуемый температурный профиль, соответствующий J-STD-020B, для бессвинцовых процессов пайки. Ключевые параметры включают: Предварительный нагрев: Постепенный подъем для активации флюса и минимизации термического удара. Зона выдержки: Плато для достижения всей сборкой равномерной температуры. Оплавление (жидкотекучесть): Пиковая температура не должна превышать 260°C, а время выше 217°C (температура жидкотекучести для типичного бессвинцового припоя) должно контролироваться (например, максимум 10 секунд). Охлаждение: Контролируемая скорость охлаждения. Примечание: Точный профиль должен быть определен для конкретной сборки печатной платы с учетом толщины платы, плотности компонентов и используемой паяльной пасты.6.2 Ручная пайка Если необходима ручная пайка, необходимо соблюдать крайнюю осторожность: Температура паяльника: Максимум 300°C. Время пайки: Максимум 3 секунды на контактную площадку. Ограничение: Пайку следует выполнять только один раз, чтобы избежать термического повреждения пластикового корпуса и внутренних проводных соединений.
6.3 Очистка Если требуется очистка после пайки, следует использовать только указанные растворители, чтобы избежать повреждения пластиковой линзы и корпуса светодиода. Рекомендуемые средства включают этиловый или изопропиловый спирт. Светодиод следует погружать при нормальной температуре менее чем на одну минуту.
7. Меры предосторожности при хранении и обращении 7.1 Чувствительность к влаге Корпус светодиода чувствителен к влаге. Длительное воздействие окружающей влажности может привести к растрескиванию по типу "попкорна" во время пайки оплавлением. Герметичная упаковка: Хранить при ≤30°C и ≤70% относительной влажности. Использовать в течение одного года с даты упаковки. Вскрытая упаковка: Для компонентов, извлеченных из влагозащитного пакета, рекомендуемая среда хранения — ≤30°C и ≤60% относительной влажности. Срок хранения на производстве: Рекомендуется завершить пайку оплавлением в течение 168 часов (7 дней) после вскрытия оригинальной упаковки. Длительное хранение/прокаливание: Компоненты, подвергшиеся воздействию более 168 часов, следует прокалить при температуре примерно 60°C в течение не менее 48 часов перед пайкой для удаления поглощенной влаги.
- 7.2 Метод управления Светодиоды — это устройства, управляемые током. Для обеспечения равномерной яркости при подключении нескольких светодиодов их следует питать от источника постоянного тока. Не рекомендуется подключать светодиоды напрямую параллельно к одному источнику напряжения с одним резистором из-за различий в прямом напряжении (Vf) между отдельными устройствами, что может привести к значительным различиям в токе и, следовательно, яркости. Предпочтительнее последовательное соединение с соответствующим токоограничивающим резистором или использование отдельных резисторов для каждого параллельного светодиода.8. Примечания по применению и рекомендации по проектированию 8.1 Ограничение тока Всегда используйте последовательный резистор или драйвер постоянного тока, чтобы установить прямой ток на желаемое значение (например, 20мА). Значение резистора можно рассчитать по закону Ома: R = (V_питания - Vf_светодиода) / I_желаемый. Для консервативного проектирования используйте максимальное Vf из даташита (2.4В), чтобы гарантировать, что ток не превысит пределы даже при светодиоде с низким Vf. 8.2 Тепловой режим Хотя рассеиваемая мощность мала (72мВт), эффективный тепловой режим на печатной плате может помочь сохранить производительность и долговечность, особенно в условиях высокой температуры окружающей среды или при работе на более высоких токах. Обеспечение хорошего теплового соединения от контактных площадок светодиода к меди печатной платы может помочь рассеять тепло. 8.3 Оптическое проектирование Угол обзора 120 градусов и рассеивающая линза обеспечивают широкое, мягкое излучение света. Это делает светодиод подходящим для приложений, требующих равномерного освещения площади или где индикатор должен быть виден под широким диапазоном углов, во многих случаях без необходимости во вторичной оптике, такой как световоды.
- 9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров) 9.1 В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны? Пиковая длина волны (λP) — это физическая длина волны в точке наивысшей интенсивности в спектре излучения светодиода. Доминирующая длина волны (λd) — это расчетное значение, основанное на восприятии цвета человеком (координаты CIE), которое представляет собой единственную длину волны воспринимаемого цвета. Для целей проектирования, особенно в отношении подбора цвета, более актуальны Доминирующая длина волны и ее биннинг. 9.2 Можно ли непрерывно питать этот светодиод током 30мА? Хотя предельно допустимый параметр для постоянного прямого тока составляет 30мА, электрооптические характеристики указаны при 20мА. Работа при непрерывном токе 30мА будет генерировать больше тепла, потенциально снижая световую эффективность и срок службы. Для надежной долгосрочной работы рекомендуется проектировать для тока на уровне или ниже типичного испытательного условия 20мА. 9.3 Как интерпретировать коды бинов при заказе? Вы должны указать желаемые коды бинов для Vf, Iv и Wd, исходя из требований вашего приложения к постоянству напряжения, уровню яркости и цветовой точке. Например, заказ может указывать бины D3 (Vf), R1 (Iv) и D (Wd), чтобы получить компоненты со средним напряжением, высокой яркостью и определенным желто-зеленым оттенком.10. Принципы работы и технологический контекст 10.1 Технология полупроводника AlInGaP Данный светодиод использует полупроводниковый материал AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия). Эта материальная система высокоэффективна для получения света в янтарной, желтой и зеленой областях видимого спектра. По сравнению со старыми технологиями светодиоды AlInGaP предлагают более высокую яркость, лучшую эффективность и улучшенную температурную стабильность. 10.2 Функция рассеивающей линзы Рассеивающая (непрозрачная) линза содержит рассеивающие частицы, которые смешивают свет, излучаемый небольшим полупроводниковым кристаллом. Этот процесс расширяет угол обзора (до 120 градусов) и создает более равномерный, мягкий вид, устраняя яркое "горячее пятно", типичное для светодиодов с прозрачными линзами. Это идеально подходит для приложений, где светодиод рассматривается напрямую.
- Consumer Electronics & Home Appliances:Power, mode, or function indicators.
- Industrial Equipment:Machine status, fault, or operational mode signaling.
- General Indication:Front panel backlighting for symbols, icons, or general status luminaires.
. In-Depth Technical Parameter Analysis
The following section provides a detailed, objective interpretation of the key electrical, optical, and thermal parameters that define the device's performance envelope.
.1 Absolute Maximum Ratings
These ratings define the stress limits beyond which permanent damage to the device may occur. Operation at or near these limits is not recommended for reliable performance.
- Power Dissipation (Pd): mW. This is the maximum allowable power the LED package can dissipate as heat at an ambient temperature (Ta) of 25°C. Exceeding this limit risks overheating the semiconductor junction, leading to accelerated degradation or failure.
- DC Forward Current (IF): mA. The maximum continuous forward current that can be applied to the LED.
- Peak Forward Current: mA (under pulsed conditions: 1/10 duty cycle, 0.1ms pulse width). This rating is relevant for brief, high-current pulses but should not be used for continuous operation.
- Operating Temperature Range:-40°C to +85°C. The ambient temperature range over which the device is specified to operate correctly.
- Storage Temperature Range:-40°C to +100°C. The temperature range for safe storage when the device is not powered.
.2 Electro-Optical Characteristics
These parameters are measured under standard test conditions (Ta=25°C, IF=20mA) and represent the typical performance of the device.
- Luminous Intensity (Iv):Ranges from a minimum of 56.0 mcd to a maximum of 180.0 mcd, with a typical value implied within this binning range. Intensity is measured using a sensor filtered to match the photopic (human eye) response curve (CIE standard).
- Viewing Angle (2θ1/2): degrees (typical). This is the full angle at which the luminous intensity drops to half of its value measured on-axis. A 120-degree angle indicates a wide, diffused light emission pattern suitable for broad-area illumination or viewing from wide angles.
- Peak Emission Wavelength (λP):Approximately 575 nm. This is the wavelength at the highest point of the optical emission spectrum.
- Dominant Wavelength (λd):Approximately 571 nm (typical). This is the single wavelength perceived by the human eye that defines the color of the LED, derived from the CIE chromaticity coordinates. It is the key parameter for color specification.
- Spectral Line Half-Width (Δλ):Approximately 15 nm (typical). This indicates the spectral purity; a value of 15nm is characteristic of AlInGaP-based yellow-green LEDs.
- Forward Voltage (VF):.0V (typical), with a maximum of 2.4V at 20mA. This is the voltage drop across the LED when operating at the specified current. It is crucial for designing the current-limiting circuitry.
- Reverse Current (IR):Maximum 10 μA at a Reverse Voltage (VR) of 5V. This parameter is for test purposes only; the device is not designed for operation under reverse bias.
. Binning System Explanation
To ensure consistency in mass production, LEDs are sorted into performance bins. This allows designers to select parts that meet specific minimum criteria for their application.
.1 Forward Voltage (Vf) Binning
LEDs are categorized based on their forward voltage drop at 20mA. This helps in designing power supplies and ensuring uniform brightness when multiple LEDs are connected in parallel.
- Bin D2:Vf = 1.8V to 2.0V
- Bin D3:Vf = 2.0V to 2.2V
- Bin D4:Vf = 2.2V to 2.4V
Tolerance within each bin is ±0.1V.
.2 Luminous Intensity (Iv) Binning
This is the primary binning for brightness. Parts are sorted into groups with defined minimum and maximum luminous intensity values.
- Bin P2:.0 – 71.0 mcd
- Bin Q1:.0 – 90.0 mcd
- Bin Q2:.0 – 112.0 mcd
- Bin R1:.0 – 140.0 mcd
- Bin R2:.0 – 180.0 mcd
Tolerance on each intensity bin is ±11%.
.3 Dominant Wavelength (Wd) Binning
This binning ensures color consistency. LEDs are grouped by their dominant wavelength, which directly correlates to the perceived hue.
- Bin B:λd = 564.5 – 567.5 nm
- Bin C:λd = 567.5 – 570.5 nm
- Bin D:λd = 570.5 – 573.5 nm
- Bin E:λd = 573.5 – 576.5 nm
Tolerance for each wavelength bin is ±1 nm.
. Performance Curve Analysis
While specific graphs are referenced in the datasheet, their implications are critical for design.
.1 Current vs. Voltage (I-V) Characteristic
The I-V curve for an LED is exponential. The typical forward voltage (2.0V) is specified at 20mA. Designers must use a current-limiting resistor or constant-current driver to ensure the operating point remains stable, as a small change in voltage can cause a large change in current, potentially exceeding maximum ratings.
.2 Luminous Intensity vs. Forward Current
Luminous intensity is approximately proportional to forward current within the operating range. Operating above the recommended DC current (20mA) may increase brightness but will also increase junction temperature, potentially reducing lifespan and causing color shift.
.3 Temperature Dependence
LED performance is temperature-sensitive. Typically, forward voltage decreases with increasing temperature, while luminous intensity also decreases. Operating at the upper limit of the temperature range (85°C) will result in lower light output compared to operation at 25°C.
. Mechanical and Packaging Information
.1 Device Dimensions and Polarity
The LED package has specific physical dimensions critical for PCB footprint design. The datasheet includes a detailed dimensional drawing. Polarity is indicated by a cathode mark (typically a notch, green dot, or other marking on the package). Correct orientation is essential for circuit operation.
.2 Recommended PCB Pad Design
A land pattern (footprint) is provided for the PCB. Adhering to this recommended pad layout is crucial for achieving reliable solder joints during reflow soldering, ensuring proper mechanical attachment and thermal dissipation.
.3 Tape and Reel Packaging Specifications
The device is supplied in embossed carrier tape with a protective cover tape, wound onto 7-inch (178mm) diameter reels. Key specifications include:
- Pocket Pitch:Defined in the tape dimensions.
- Components per Reel: pieces.
- Missing Components:A maximum of two consecutive empty pockets is allowed per specification.
- The packaging conforms to ANSI/EIA-481 standards for component packaging.
. Soldering and Assembly Guidelines
.1 IR Reflow Soldering Profile (Pb-Free)
A suggested temperature profile compliant with J-STD-020B is provided for lead-free solder processes. Key parameters include:
- Preheat:A gradual ramp to activate flux and minimize thermal shock.
- Soak Zone:A plateau to allow the entire assembly to reach a uniform temperature.
- Reflow (Liquidus):Peak temperature must not exceed 260°C, and the time above 217°C (liquidus temperature for typical Pb-free solder) should be controlled (e.g., 10 seconds max).
- Cooling:A controlled cool-down rate.
Note:The exact profile must be characterized for the specific PCB assembly, considering board thickness, component density, and solder paste used.
.2 Hand Soldering
If hand soldering is necessary, extreme care must be taken:
- Iron Temperature:Maximum 300°C.
- Soldering Time:Maximum 3 seconds per pad.
- Limit:Soldering should be performed only once to avoid thermal damage to the plastic package and internal wire bonds.
.3 Cleaning
If post-solder cleaning is required, only specified solvents should be used to avoid damaging the LED's plastic lens and package. Recommended agents include ethyl alcohol or isopropyl alcohol. The LED should be immersed at normal temperature for less than one minute.
. Storage and Handling Cautions
.1 Moisture Sensitivity
The LED package is moisture-sensitive. Prolonged exposure to ambient humidity can lead to popcorn cracking during reflow soldering.
- Sealed Package:Store at ≤30°C and ≤70% RH. Use within one year of the pack date.
- Opened Package:For components removed from the moisture-barrier bag, the recommended storage ambient is ≤30°C and ≤60% RH.
- Floor Life:It is recommended to complete IR reflow soldering within 168 hours (7 days) after opening the original packaging.
- Extended Storage/Baking:Components exposed for more than 168 hours should be baked at approximately 60°C for at least 48 hours prior to soldering to remove absorbed moisture.
.2 Drive Method
LEDs are current-operated devices. To ensure uniform brightness when connecting multiple LEDs, they should be driven with a constant current source. Connecting LEDs directly in parallel with a single voltage source and resistor is not recommended due to variations in forward voltage (Vf) between individual devices, which can lead to significant differences in current and, consequently, brightness. A series connection with an appropriate current-limiting resistor or the use of individual resistors for each parallel LED is preferred.
. Application Notes and Design Considerations
.1 Current Limiting
Always use a series resistor or constant-current driver to set the forward current to the desired value (e.g., 20mA). The resistor value can be calculated using Ohm's Law: R = (Vsupply - Vf_LED) / I_desired. Use the maximum Vf from the datasheet (2.4V) for a conservative design to ensure the current does not exceed limits even with a low-Vf LED.
.2 Thermal Management
While the power dissipation is low (72mW), effective thermal management on the PCB can help maintain performance and longevity, especially in high ambient temperature environments or when driving at higher currents. Ensuring a good thermal connection from the LED pads to the PCB copper can help dissipate heat.
.3 Optical Design
The 120-degree viewing angle and diffused lens provide a wide, soft light emission. This makes the LED suitable for applications requiring even illumination over an area or where the indicator needs to be visible from a wide range of angles, without the need for secondary optics like light pipes in many cases.
. Frequently Asked Questions (Based on Technical Parameters)
.1 What is the difference between Peak Wavelength and Dominant Wavelength?
Peak Wavelength (λP) is the physical wavelength at the highest intensity point in the LED's emission spectrum. Dominant Wavelength (λd) is a calculated value based on human color perception (CIE coordinates) that represents the single wavelength of the perceived color. For design purposes, especially regarding color matching, the Dominant Wavelength and its binning are more relevant.
.2 Can I drive this LED at 30mA continuously?
While the Absolute Maximum Rating for DC Forward Current is 30mA, the Electro-Optical Characteristics are specified at 20mA. Operating at 30mA continuously will generate more heat, potentially reducing luminous efficiency and lifespan. For reliable long-term operation, it is advisable to design for a current at or below the typical test condition of 20mA.
.3 How do I interpret the binning codes when ordering?
You must specify the desired bin codes for Vf, Iv, and Wd based on your application's requirements for voltage consistency, brightness level, and color point. For example, an order might specify bins D3 (Vf), R1 (Iv), and D (Wd) to get parts with medium voltage, high brightness, and a specific yellow-green hue.
. Operational Principles and Technology Context
.1 AlInGaP Semiconductor Technology
This LED uses an Aluminum Indium Gallium Phosphide (AlInGaP) semiconductor material. This material system is highly efficient for producing light in the amber, yellow, and green regions of the visible spectrum. Compared to older technologies, AlInGaP LEDs offer higher brightness, better efficiency, and improved temperature stability.
.2 Diffused Lens Function
The diffused (non-clear) lens contains scattering particles that mix the light emitted from the small semiconductor chip. This process broadens the viewing angle (to 120 degrees) and creates a more uniform, softer appearance by eliminating the bright "hot spot" typically seen in LEDs with clear lenses. This is ideal for applications where the LED is viewed directly.
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. |