Содержание
- 1. Обзор продукта
- 1.1 Ключевые преимущества
- 1.2 Целевое применение
- 2. Анализ технических параметров
- 2.1 Предельно допустимые режимы эксплуатации
- 2.2 Электрические и оптические характеристики
- 3. Спецификация системы сортировки
- 3.1 Сортировка зеленых светодиодов
- 3.2 Сортировка желтых светодиодов
- 4. Механическая и упаковочная информация
- 4.1 Габаритные размеры
- 4.2 Спецификация упаковки
- 5. Анализ характеристических кривых
- 6. Рекомендации по пайке и монтажу
- 6.1 Хранение и обращение
- 6.2 Формовка выводов и установка на плату
- 6.3 Процесс пайки
- 7. Проектирование схемы управления
- 8. Примечания и предостережения по применению
- 8.1 Подходящие области применения
- 8.2 Особенности проектирования
- 9. Техническое сравнение и позиционирование
- 10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Обзор продукта
В данном документе подробно описаны характеристики сборки светодиодной лампы для выводного монтажа, спроектированной в качестве индикатора для печатных плат (Circuit Board Indicator, CBI). Изделие состоит из черного пластикового корпуса (держателя) под прямым углом, в который интегрированы дискретные светодиодные лампы. Оно разработано для простой установки на печатные платы (ПП). Сборка поставляется в упаковке типа "лента и катушка", подходящей для процессов автоматизированного монтажа.
1.1 Ключевые преимущества
- Простота монтажа:Конструкция обеспечивает простую и эффективную установку на платы.
- Улучшенная контрастность:Материал черного корпуса повышает визуальный контраст светящегося индикатора.
- Энергоэффективность:Характеризуется низким энергопотреблением и высокой световой отдачей.
- Соответствие экологическим нормам:Это бессвинцовый продукт, соответствующий директиве RoHS.
- Варианты цвета:Интегрирует светодиодные лампы размера T-1: одна с кристаллом InGaN для зеленого свечения (525нм) и одна с кристаллом AlInGaP для желтого свечения (589нм). Обе оснащены рассеивающими линзами, соответствующими их цвету.
- Упаковка:Поставляется в формате "лента и катушка" для автоматизированной обработки.
1.2 Целевое применение
Данный компонент подходит для различного электронного оборудования, требующего индикации состояния, включая, но не ограничиваясь:
- Устройства связи
- Компьютеры и периферийное оборудование
- Бытовая электроника
- Промышленные системы управления
2. Анализ технических параметров
2.1 Предельно допустимые режимы эксплуатации
Следующие предельные значения ни при каких условиях не должны быть превышены, так как это может привести к необратимому повреждению устройства. Все значения указаны при температуре окружающей среды (TA) 25°C.
| Параметр | Зеленый светодиод | Желтый светодиод | Единица измерения |
|---|---|---|---|
| Рассеиваемая мощность | 70 | 52 | мВт |
| Пиковый прямой ток (скважность ≤1/10, длительность импульса ≤0.1мс) | 60 | 60 | мА |
| Постоянный прямой ток | 20 | 20 | мА |
| Диапазон рабочих температур | -30°C до +85°C | ||
| Диапазон температур хранения | -40°C до +100°C | ||
| Температура пайки выводов (2.0мм от корпуса) | 260°C, макс. 5 секунд | ||
2.2 Электрические и оптические характеристики
Это типичные параметры производительности, измеренные при TA=25°C и прямом токе (IF) 10мА, если не указано иное.
| Параметр | Обозначение | Цвет | Min. | Typ. | Max. | Единица измерения | Условия испытаний |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Сила света | IV | Зеленый | 420 | мкд | IF=10мА | ||
| Желтый | 11 | мкд | IF=10мА | ||||
| Угол обзора (2θ1/2) | Зеленый | 100 | град. | ||||
| Желтый | 100 | град. | |||||
| Длина волны пикового излучения | λP | Зеленый | 526 | нм | |||
| Желтый | 591 | нм | |||||
| Доминирующая длина волны | λd | Зеленый | 516 | 525 | 535 | нм | IF=10мА |
| Желтый | 584 | 589 | 594 | нм | IF=10мА | ||
| Полуширина спектральной линии | Δλ | Зеленый | 35 | нм | |||
| Желтый | 15 | нм | |||||
| Прямое напряжение | VF | Зеленый | 2.4 | 2.9 | 3.3 | V | IF=10мА |
| Желтый | 1.6 | 2.0 | 2.5 | V | IF=10мА | ||
| Обратный ток | IR | Зеленый | 10 | мкА | VR=5В | ||
| Желтый | 100 | мкА | VR=5В |
Примечания к характеристикам:
- Сила света измеряется с датчиком/фильтром, аппроксимирующим кривую спектральной чувствительности глаза CIE.
- Угол обзора (θ1/2) — это угол отклонения от оси, при котором сила света падает до половины осевого значения.
- Доминирующая длина волны (λd) определяется по цветовой диаграмме CIE и определяет воспринимаемый цвет.
- Устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения; условие испытания обратного тока (IR) приведено только для характеристики.
3. Спецификация системы сортировки
Светодиоды сортируются (биннируются) по силе света и доминирующей длине волны для обеспечения однородности в рамках одного применения.
3.1 Сортировка зеленых светодиодов
Сила света (@10мА):
| Код бина | Минимум (мкд) | Максимум (мкд) |
|---|---|---|
| HJ | 180 | 310 |
| KL | 310 | 520 |
| MN | 520 | 880 |
Допуск на каждый предел бина составляет ±15%.
Доминирующая длина волны (@10мА):
| Код бина | Минимум (нм) | Максимум (нм) |
|---|---|---|
| G09 | 516.0 | 520.0 |
| G10 | 520.0 | 527.0 |
| G11 | 527.0 | 535.0 |
Допуск на каждый предел бина составляет ±1нм.
3.2 Сортировка желтых светодиодов
Сила света (@10мА):
| Код бина | Минимум (мкд) | Максимум (мкд) |
|---|---|---|
| 3ST | 3.8 | 6.5 |
| 3UV | 6.5 | 11.0 |
| 3WX | 11.0 | 18.0 |
| 3YX | 18.0 | 30.0 |
Допуск на каждый предел бина составляет ±15%.
Доминирующая длина волны (@10мА):
| Код бина | Минимум (нм) | Максимум (нм) |
|---|---|---|
| H15 | 584.0 | 586.0 |
| H16 | 586.0 | 588.0 |
| H17 | 588.0 | 590.0 |
| H18 | 590.0 | 592.0 |
| H19 | 592.0 | 594.0 |
Допуск на каждый предел бина составляет ±1нм.
4. Механическая и упаковочная информация
4.1 Габаритные размеры
Устройство использует черный пластиковый корпус под прямым углом. Ключевые размерные примечания включают:
- Все размеры указаны в миллиметрах (дюймы приведены на исходном чертеже).
- Общий допуск составляет ±0.25мм (±0.010"), если не указано иное.
- Материал корпуса — черный пластик.
- LED1 — зеленый (525нм) с зеленой рассеивающей линзой; LED2 — желтый (589нм) с желтой рассеивающей линзой.
4.2 Спецификация упаковки
Продукт поставляется в упаковке типа "лента и катушка" для автоматизированной сборки.
- Несущая лента:Изготовлена из черного проводящего полистиролового сплава, толщиной 0.50мм ±0.06мм.
- Допуск шага:Суммарный допуск на 10 шагов звездочки составляет ±0.20мм.
- Количество на катушке:Каждая 13-дюймовая катушка содержит 350 штук.
5. Анализ характеристических кривых
В спецификации приведены типичные характеристические кривые, иллюстрирующие взаимосвязь ключевых параметров. Хотя конкретные графики не воспроизводятся в тексте, они обычно включают:
- Вольт-амперные (I-V) характеристики:Показывают зависимость прямого напряжения (VF) от прямого тока (IF) для зеленого и желтого светодиодов. Это крайне важно для проектирования схемы ограничения тока.
- Зависимость силы света от прямого тока:Изображает, как световой выход масштабируется с током управления, подчеркивая нелинейную зависимость и помогая оптимизировать условия управления для достижения желаемой яркости.
- Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Иллюстрирует снижение светового выхода при повышении температуры перехода, что жизненно важно для теплового управления в высокотемпературных или высокотоковых приложениях.
- Спектральное распределение:Показывает относительную излучаемую мощность в зависимости от длины волны, подтверждая пиковую длину волны (λP) и спектральную ширину (Δλ) для каждого цвета.
Эти кривые необходимы разработчикам для прогнозирования реальной производительности за пределами точечных данных, приведенных в таблицах.
6. Рекомендации по пайке и монтажу
6.1 Хранение и обращение
- Хранение:Светодиоды следует хранить в среде, не превышающей 30°C и 70% относительной влажности. Если они извлечены из оригинальной герметичной упаковки, их следует использовать в течение трех месяцев. Для более длительного хранения вне оригинальной упаковки используйте герметичный контейнер с осушителем или в атмосфере азота.
- Очистка:При необходимости очищайте с помощью спиртосодержащих растворителей, таких как изопропиловый спирт.
6.2 Формовка выводов и установка на плату
- Изгибайте выводы в точке не менее чем в 3мм от основания линзы светодиода. Не используйте основание выводной рамки в качестве точки опоры.
- Формовка выводов должна выполняться при комнатной температуре идо soldering.
- При установке на плату прикладывайте минимально необходимую силу для фиксации, чтобы избежать чрезмерного механического напряжения на компоненте.
6.3 Процесс пайки
Между основанием линзы/корпуса и точкой пайки должен соблюдаться минимальный зазор в 2мм. Избегайте погружения линзы/корпуса в припой.
Рекомендуемые условия пайки:
| Параметр | Ручная пайка (паяльник) | Волновая пайка |
|---|---|---|
| Температура | Макс. 350°C | Волна: макс. 260°C |
| Время | Макс. 3 секунды (только один раз) | Макс. 5 секунд в волне |
| Предварительный нагрев | Н/Д | Макс. 120°C в течение ≤100 сек. |
| Положение | Жало не ближе 2мм от основания линзы | Волна не ниже 2мм от основания линзы |
Предупреждение:Чрезмерная температура или время пайки могут вызвать деформацию линзы или катастрофический отказ светодиода. Не прикладывайте усилие к выводам, пока светодиод горячий после пайки.
7. Проектирование схемы управления
Светодиоды — это устройства, управляемые током. Их прямое напряжение (VF) имеет допуск и изменяется с температурой. Для обеспечения равномерной яркости при управлении несколькими светодиодами, особенно при параллельном включении,настоятельно рекомендуется.
- Рекомендуемая схема (A):Каждый светодиод имеет свой собственный последовательный резистор, подключенный к источнику напряжения. Это компенсирует разброс VF отдельных светодиодов, обеспечивая каждому почти одинаковый ток и, следовательно, равномерную яркость.
- Нерекомендуемая схема (B):Несколько светодиодов, подключенных непосредственно параллельно с одним общим резистором. Различия в ВАХ каждого светодиода вызовут "перетягивание" тока, что приведет к значительной разнице в яркости и потенциальной перегрузке одного из светодиодов.
Значение последовательного резистора (R) рассчитывается по закону Ома: R = (V_питания - VF_светодиода) / I_желаемый, где I_желаемый не должен превышать максимальный постоянный прямой ток 20мА.
8. Примечания и предостережения по применению
8.1 Подходящие области применения
Данная светодиодная лампа подходит для общего индикаторного использования в вывесках для помещений и улицы, а также в стандартном электронном оборудовании в коммуникационной, компьютерной, потребительской и промышленной сферах, как указано в списке.
8.2 Особенности проектирования
- Тепловое управление:Хотя рассеиваемая мощность мала, убедитесь, что рабочая температура окружающей среды не превышает 85°C. В закрытых пространствах или при высоких температурах окружающей среды учитывайте снижение номинальной силы света.
- Управление током:Всегда используйте метод управления постоянным током или источник напряжения с последовательным резистором. Никогда не подключайте напрямую к источнику напряжения без ограничения тока.
- Меры предосторожности от ЭСР:Хотя это явно не указано, во время сборки следует соблюдать стандартные процедуры обращения для предотвращения повреждения полупроводниковых кристаллов электростатическим разрядом.
- Оптическое проектирование:Угол обзора 100 градусов и рассеивающая линза обеспечивают широкий, мягкий рисунок освещения, подходящий для панельных индикаторов. Для фокусированных или узконаправленных применений потребуется линза другого типа.
9. Техническое сравнение и позиционирование
Данный продукт представляет собой классическое решение для выводных индикаторов. Его ключевые отличительные особенности включают:
- Интегрированный корпус:Предварительно собранный черный держатель под прямым углом упрощает проектирование платы и сборку по сравнению с использованием дискретных светодиодов и отдельных креплений, одновременно улучшая контрастность.
- Два цвета в одном корпусе:Объединение зеленого и желтого индикаторов в одном компактном корпусе для выводного монтажа может сэкономить место на плате по сравнению с использованием двух отдельных одноцветных светодиодов.
- Соответствие материала:Как бессвинцовый и соответствующий RoHS компонент, он отвечает современным экологическим нормам для электронного производства.
- Поддержка автоматизации:Упаковка "лента и катушка" поддерживает процессы автоматизированной сборки больших объемов, снижая трудозатраты.
По сравнению со светодиодами для поверхностного монтажа (SMD), выводные версии, подобные этой, предлагают преимущества в прототипировании, ручной сборке и применениях, требующих более высокой механической прочности соединения или световодов через плату. Однако SMD-светодиоды, как правило, позволяют осуществлять более плотное размещение и более подходят для полностью автоматизированных высокоскоростных сборочных линий.
10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)
В1: Могу ли я непрерывно питать этот светодиод пиковым током 60мА?
О1: Нет. Номинальный пиковый прямой ток (60мА) предназначен только для очень коротких импульсов (≤0.1мс) при низкой скважности (≤10%). Максимальный постоянный прямой ток составляет 20мА. Превышение этого значения может вызвать перегрев и быстрое ухудшение характеристик или отказ.
В2: Почему существует значительная разница в типичной силе света между зеленым (420мкд) и желтым (11мкд) светодиодами при том же токе 10мА?
О2: Это в первую очередь связано с различными полупроводниковыми материалами (InGaN для зеленого против AlInGaP для желтого) и спектральной чувствительностью человеческого глаза (кривая CIE), которая достигает пика в зеленой области (~555нм). Глаз менее чувствителен к излучаемой желтой длине волны, что приводит к более низкой измеренной силе света (в мкд) при той же излучаемой мощности.
В3: Что произойдет, если я припаяю светодиод, не соблюдая зазор в 2мм от основания линзы?
О3: Приложение тепла слишком близко к пластиковой линзе или корпусу может вызвать плавление, деформацию или изменение цвета. Это также может передать чрезмерное тепло к кристаллу светодиода через выводы, потенциально повредив полупроводниковый переход или внутренние проводящие соединения.
В4: Как интерпретировать коды бинов при заказе?
О4: Коды бинов (например, KL & G10 для зеленого) определяют гарантированный диапазон силы света и доминирующей длины волны для получаемых светодиодов. Указание бинов позволяет выбрать светодиоды с согласованными характеристиками для вашего применения. Если критически важна однородность цвета или яркости, следует указывать узкие бины и, возможно, запрашивать данные испытаний.
В5: Необходим ли в моей схеме защитный диод от обратного напряжения?
О5: В спецификации указано, что устройство не предназначено для работы в обратном режиме, и указан обратный ток (IR) при испытании 5В. Хотя небольшое, случайное обратное напряжение может не вызвать немедленного отказа, это не рекомендуется. В схемах, где возможно обратное напряжение (например, при емкостной связи, индуктивных нагрузках), рекомендуется внешняя защита, такая как последовательный диод или диод, включенный параллельно светодиоду в обратном направлении, чтобы предотвратить подачу обратного смещения на светодиод.
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. |