Содержание
- 1. Обзор продукта
- 1.1 Ключевые преимущества
- 1.2 Целевые области применения
- 2. Анализ технических параметров
- 2.1 Предельно допустимые параметры
- 2.2 Электрооптические характеристики
- 3. Механическая информация и упаковка
- 3.1 Габаритные размеры
- 3.2 Спецификация упаковки
- 4. Рекомендации по сборке и обращению
- 4.1 Условия хранения
- 4.2 Процесс пайки
- 4.3 Очистка
- 5. Применение и проектирование схемы
- 5.1 Метод управления
- 5.2 Соображения при проектировании
- 6. Характеристические кривые и свойства
- 7. Техническое сравнение и позиционирование
- 8. Часто задаваемые вопросы (FAQ)
- 8.1 В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?
- 8.2 Почему требуется прогрев, если MBB был вскрыт более 168 часов?
- 8.3 Могу ли я питать этот светодиод постоянным током 20мА?
- 8.4 Как интерпретировать код классификации силы света?
1. Обзор продукта
LTL-M11KG1H310U — это индикатор для печатных плат (CBI), предназначенный для поверхностного монтажа (SMT). Он состоит из черного пластикового углового держателя (корпуса), в который интегрирован высокоэффективный зеленый светодиод. Этот компонент разработан для применений, требующих четкой визуальной индикации статуса в компактном корпусном исполнении на уровне платы.
1.1 Ключевые преимущества
- Совместимость с SMT:Предназначен для автоматизированных процессов установки и пайки оплавлением, что повышает эффективность производства.
- Улучшенная контрастность:Черный пластиковый корпус обеспечивает высококонтрастный фон, улучшая видимость и воспринимаемую яркость светодиода.
- Высокая эффективность:Используется технология зеленого чипа AlInGaP в сочетании с белой рассеивающей линзой для равномерного широкоугольного распределения света.
- Соответствие экологическим нормам:Это бессвинцовый продукт, полностью соответствующий директиве RoHS.
- Складываемая конструкция:Конструкция корпуса позволяет создавать вертикальные или горизонтальные массивы, обеспечивая гибкость в компоновке панели.
1.2 Целевые области применения
Данный индикатор подходит для широкого спектра электронного оборудования, включая:
- Компьютерные периферийные устройства и материнские платы
- Коммуникационное оборудование (маршрутизаторы, коммутаторы, модемы)
- Потребительская электроника
- Панели управления и приборы промышленной автоматики
2. Анализ технических параметров
2.1 Предельно допустимые параметры
Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа в таких условиях не гарантируется.
- Рассеиваемая мощность (PD):72 мВт
- Пиковый прямой ток (IFP):80 мА (Скважность ≤ 1/10, Длительность импульса ≤ 0.1мс)
- Постоянный прямой ток (IF):30 мА (постоянный ток)
- Диапазон рабочих температур (Topr):от -40°C до +85°C
- Диапазон температур хранения (Tstg):от -40°C до +100°C
- Температура пайки выводов:260°C максимум в течение 5 секунд, измеряется на расстоянии 2.0 мм от корпуса светодиода.
2.2 Электрооптические характеристики
Измерения проводятся при температуре окружающей среды (TA) 25°C и прямом токе (IF) 10мА, если не указано иное.
- Сила света (IV):3 мкд (Мин.), 8 мкд (Тип.), 23 мкд (Макс.). Фактический код классификации указан на упаковочном пакете.
- Угол обзора (2θ1/2):40 градусов. Это полный угол, при котором сила света падает до половины своего осевого значения.
- Пиковая длина волны (λP):575 нм (Типичная).
- Доминирующая длина волны (λd):564.5 нм (Мин.), 571 нм (Тип.), 576.5 нм (Макс.). Этот параметр определяет воспринимаемый цвет.
- Полуширина спектра (Δλ):15 нм (Типичная).
- Прямое напряжение (VF):1.8В (Мин.), 2.0В (Тип.), 2.4В (Макс.) при IF=10мА.
- Обратный ток (IR):10 мкА (Макс.) при VR=5В.Примечание:Данное устройство не предназначено для работы при обратном смещении.
3. Механическая информация и упаковка
3.1 Габаритные размеры
Компонент имеет угловую конструкцию. Ключевые размерные примечания включают:
- Все размеры указаны в миллиметрах, общий допуск составляет ±0.25 мм, если не указано иное.
- Материал корпуса — черный пластик.
- Интегрированный светодиод излучает зеленый (желто-зеленый) цвет через белую рассеивающую линзу.
3.2 Спецификация упаковки
Светодиоды поставляются на катушке в ленте для автоматизированной сборки.
- Несущая лента:Черный проводящий полистироловый сплав, толщиной 0.40 мм.
- Размер катушки:Стандартная катушка диаметром 13 дюймов (330 мм).
- Количество на катушке:1400 штук.
- Основная упаковка:Одна катушка упаковывается с осушителем и индикаторной картой влажности в барьерный пакет (MBB). Три таких пакета упаковываются в одну внутреннюю коробку (всего 4200 шт.). Десять внутренних коробок упаковываются в одну внешнюю коробку (всего 42000 шт.).
4. Рекомендации по сборке и обращению
4.1 Условия хранения
- Запечатанная упаковка:Хранить при температуре ≤30°C и влажности ≤70% RH. Использовать в течение одного года с даты герметизации пакета.
- Вскрытая упаковка:Хранить при температуре ≤30°C и влажности ≤60% RH. Компоненты должны пройти пайку оплавлением в течение 168 часов (7 дней) после вскрытия MBB.
- Длительное хранение (вскрытая упаковка):Для хранения более 168 часов хранить в герметичном контейнере с осушителем или в азотном эксикаторе. Перед SMT-сборкой требуется прогрев при 60°C в течение не менее 48 часов.
4.2 Процесс пайки
Ручная пайка:Максимальная температура жала паяльника 300°C в течение не более 3 секунд. Применять только один раз.
Пайка оплавлением:Следовать температурному профилю, соответствующему стандарту JEDEC. Ключевые параметры включают:
- Предварительный нагрев/прогрев:от 150°C до 200°C в течение максимум 100 секунд.
- Время выше температуры ликвидуса (TL=217°C):от 60 до 150 секунд.
- Пиковая температура (TP):максимум 260°C.
- Время в пределах 5°C от указанной классификационной температуры (TC=255°C):максимум 30 секунд.
- Общее время от 25°C до пика:максимум 5 минут.
Внимание:Чрезмерная температура или время могут деформировать линзу или вызвать катастрофический отказ светодиода. Максимальная температура оплавления не указывает на температуру теплового прогиба держателя.
4.3 Очистка
Если очистка после пайки необходима, используйте спиртосодержащие растворители, такие как изопропиловый спирт. Избегайте агрессивных или абразивных чистящих средств.
5. Применение и проектирование схемы
5.1 Метод управления
Светодиоды — это устройства с токовым управлением. Для обеспечения равномерной яркости, особенно при параллельном включении нескольких светодиодов, необходимо использовать токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым светодиодом. Номинал резистора (R) можно рассчитать по закону Ома: R = (Vsupply- VF) / IF, где VF— прямое напряжение светодиода, а IF— желаемый рабочий ток (например, 10мА).
5.2 Соображения при проектировании
- Управление током:Всегда используйте источник постоянного тока или источник напряжения с последовательным резистором. Прямое подключение к источнику напряжения, превышающему VF, вызовет чрезмерный ток и быстрый отказ.
- Тепловой режим:Хотя рассеиваемая мощность мала, в условиях высокой температуры окружающей среды необходимо следить, чтобы максимальная температура перехода не была превышена, соблюдая указанный рабочий ток.
- Меры предосторожности от ЭСР:Хотя для данного устройства это явно не указано, во время сборки рекомендуется соблюдать стандартные меры предосторожности при обращении с полупроводниковыми приборами для защиты от электростатического разряда (ЭСР).
6. Характеристические кривые и свойства
В спецификации приведены типичные характеристические кривые, иллюстрирующие взаимосвязь ключевых параметров. Хотя конкретные графики в предоставленном тексте не детализированы, такие кривые обычно включают:
- Относительная сила света в зависимости от прямого тока:Показывает, как световой поток увеличивается с током, обычно сублинейным образом при высоких токах.
- Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Демонстрирует ВАХ диода.
- Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Иллюстрирует снижение светового потока при повышении температуры перехода.
- Спектральное распределение:График, показывающий интенсивность излучаемого света на разных длинах волн, с центром вокруг доминирующей длины волны 571 нм.
Эти кривые необходимы разработчикам для прогнозирования работы в нестандартных условиях (разные токи управления или температуры) и оптимизации схемы для эффективности и долговечности.
7. Техническое сравнение и позиционирование
LTL-M11KG1H310U отличается своей интегрированной угловой SMT-конструкцией. По сравнению с дискретными светодиодами, требующими отдельных держателей или стоек, это решение CBI предлагает:
- Упрощенная сборка:Один компонент заменяет светодиод и держатель, сокращая количество деталей и этапов сборки.
- Стабильное позиционирование:Интегрированный корпус обеспечивает точное и стабильное положение светодиода относительно печатной платы и выреза в панели.
- Оптимизированный обзор:Угловая конструкция идеальна для применений, где индикатор должен быть виден с лицевой панели корпуса, перпендикулярно основной плате.
- Улучшение контрастности:Черный корпус является ключевым преимуществом перед прозрачными или белыми корпусами, значительно улучшая читаемость при различных условиях освещения.
8. Часто задаваемые вопросы (FAQ)
8.1 В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?
Пиковая длина волны (λP):Единственная длина волны, на которой спектральная плотность мощности максимальна (типично 575 нм).Доминирующая длина волны (λd):Единственная длина волны, которая в сочетании с эталонным белым светом соответствует воспринимаемому цвету светодиода. Она определяется по диаграмме цветности CIE и более актуальна для восприятия цвета человеком (типично 571 нм).
8.2 Почему требуется прогрев, если MBB был вскрыт более 168 часов?
Пластиковая упаковка чувствительна к влаге (MSL 3). При воздействии окружающей влажности может происходить поглощение влаги. Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта поглощенная влага может быстро расширяться ("эффект попкорна"), вызывая внутреннее расслоение или растрескивание корпуса светодиода. Прогрев удаляет эту поглощенную влагу.
8.3 Могу ли я питать этот светодиод постоянным током 20мА?
Да. Абсолютно максимальный постоянный прямой ток составляет 30мА. Работа при 20мА соответствует спецификации. Однако необходимо убедиться, что рассеиваемая мощность (VF* IF) не превышает 72мВт. При типичном VF=2.0В и IF=20мА мощность составляет 40мВт, что допустимо.
8.4 Как интерпретировать код классификации силы света?
На упаковочном пакете указан код классификации IV. Этот код соответствует измеренному диапазону силы света для светодиодов в этом пакете (например, код, указывающий диапазон 8-12 мкд). Разработчики должны указывать требуемый диапазон или быть готовыми к вариациям интенсивности при смешивании компонентов из разных партий.
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. |