Содержание
- 1. Обзор продукта
- 1.1 Ключевые особенности и преимущества
- 1.2 Целевое применение и рынки
- 2. Технические параметры: Подробный объективный анализ
- 2.1 Абсолютные максимальные параметры
- 2.2 Электрические и оптические характеристики
- 3. Спецификация системы сортировки
- 3.1 Сортировка по силе света
- 3.2 Сортировка по доминирующей длине волны
- 4. Анализ характеристических кривых
- 5. Механическая информация и данные о корпусе
- 5.1 Габаритные размеры
- 6. Рекомендации по пайке и монтажу
- 6.1 Формовка выводов и монтаж на печатную плату
- 6.2 Процесс пайки
- 6.3 Хранение и очистка
- 7. Проектирование приложений и особенности схем
- 7.1 Метод управления
- 7.2 Защита от электростатического разряда (ESD)
- 8. Упаковка и информация для заказа
- 8.1 Спецификация упаковки
- 9. Техническое сравнение и примечания для проектирования
1. Обзор продукта
В данном документе подробно описаны спецификации светодиодной лампы диаметром T-1 для сквозного монтажа. Этот компонент предназначен для индикации состояния и сигнализации в широком спектре электронного оборудования. Устройство использует технологию AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для получения красного свечения через прозрачную красную линзу. Его конструкция для сквозного монтажа обеспечивает универсальную установку на печатные платы (ПП) или панели, что делает его распространённым выбором для инженеров, которым требуется надёжная визуальная индикация.
1.1 Ключевые особенности и преимущества
Светодиод предлагает несколько ключевых преимуществ для интеграции в конструкцию:
- Низкое энергопотребление и высокая эффективность:Оптимизирован для энергочувствительных приложений.
- Высокая сила светового потока:Обеспечивает яркую, чёткую видимость.
- Соответствие RoHS:Изготовлен как бессвинцовый продукт, соответствующий экологическим нормам.
- Популярный корпус T-1:Стандартный форм-фактор диаметром 3 мм обеспечивает широкую совместимость.
- Совместимость с ИС / низкое требование к току:Может управляться напрямую от низковольтных логических схем.
1.2 Целевое применение и рынки
Данный светодиод подходит для индикации состояния в многочисленных отраслях:
- Оборудование связи:Сетевые устройства, маршрутизаторы, модемы.
- Компьютерные системы:Настольные ПК, серверы, периферийные устройства.
- Потребительская электроника:Аудио/видео оборудование, домашние развлекательные системы.
- Бытовая техника:Микроволновые печи, стиральные машины, кофеварки.
- Промышленное оборудование:Панели управления, приборы, станки.
Снижение номинала прямого тока:
Все спецификации определены при температуре окружающей среды (TA) 25°C, если не указано иное. Понимание этих параметров критически важно для надёжного проектирования схем и обеспечения долгосрочной производительности.
2.1 Абсолютные максимальные параметры
Эти параметры представляют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за ними не гарантируется.
- Рассеиваемая мощность (Pd):54 мВт. Максимальная общая мощность, которую может рассеивать устройство.
- Пиковый прямой ток (IFP):60 мА. Допустим в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс).
- Постоянный прямой ток (IF):20 мА. Максимальный постоянный прямой ток.
- Forward Current Derating:Применяется линейное снижение номинала 0.34 мА/°C, начиная с 40°C. Это означает, что максимально допустимый постоянный ток уменьшается с ростом температуры.
- Диапазон рабочих температур (Topr):от -30°C до +85°C. Диапазон температуры окружающей среды для нормальной работы.
- Диапазон температур хранения (Tstg):от -40°C до +100°C.
- Температура пайки выводов:260°C максимум в течение 5 секунд, измеренная на расстоянии 2.0 мм (0.079") от корпуса светодиода.
2.2 Электрические и оптические характеристики
Это типичные параметры производительности при указанных условиях испытаний.
- Сила света (Iv):от 65 до 550 мкд (мин. - макс.) с типичным значением 240 мкд, измерено при IF = 10мА. Фактическое значение сортируется (см. Раздел 4). Измерение использует датчик/фильтр, аппроксимирующий кривую спектральной чувствительности глаза CIE. Гарантия включает допуск испытаний ±15%.
- Угол обзора (2θ1/2):45 градусов. Определяется как полный угол, при котором сила света падает до половины своего осевого (на оси) значения.
- Пиковая длина волны излучения (λP):630 нм. Длина волны в наивысшей точке спектра излучения.
- Доминирующая длина волны (λd):от 617 до 633 нм (диапазон), типично 625 нм при IF=10мА. Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом для определения цвета, полученная из цветовой диаграммы CIE.
- Полуширина спектральной линии (Δλ):20 нм. Спектральная ширина полосы на половине максимальной интенсивности.
- Прямое напряжение (VF):2.5В типично, максимум 2.5В при IF = 10мА.
- Обратный ток (IR):100 мкА максимум при обратном напряжении (VR) 5В.Важное примечание:Данное устройство не предназначено для работы в обратном смещении; это условие испытания предназначено только для характеристики.
3. Спецификация системы сортировки
Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по корзинам на основе измеренных характеристик. Сортируются два ключевых параметра.
3.1 Сортировка по силе света
Сортировка при испытательном токе 10мА. Допуск для каждого предела корзины составляет ±15%.
- Корзина DE:65 – 110 мкд
- Корзина FG:110 – 180 мкд
- Корзина HJ:180 – 310 мкд
- Корзина KL:310 – 550 мкд
Код классификации Iv нанесён на каждую упаковочную пачку для прослеживаемости.
3.2 Сортировка по доминирующей длине волны
Сортировка при испытательном токе 10мА. Допуск для каждого предела корзины составляет ±1 нм.
- Корзина H28:617.0 – 621.0 нм
- Корзина H29:621.0 – 625.0 нм
- Корзина H30:625.0 – 629.0 нм
- Корзина H31:629.0 – 633.0 нм
4. Анализ характеристических кривых
Хотя конкретные графические данные приведены в исходном документе, типичные кривые для такого устройства иллюстрируют следующие зависимости, важные для понимания производительности в нестандартных условиях:
- Относительная сила света в зависимости от прямого тока:Показывает, как световой выход увеличивается с током, обычно сублинейно, подчёркивая важность стабилизации тока для постоянной яркости.
- Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Демонстрирует отрицательный температурный коэффициент светового выхода; интенсивность уменьшается с ростом температуры перехода.
- Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Вольт-амперная характеристика диода, необходимая для расчёта требуемого значения последовательного резистора.
- Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, показывающий пик при ~630 нм и спектральную полуширину.
5. Механическая информация и данные о корпусе
5.1 Габаритные размеры
Устройство соответствует стандартному корпусу T-1 (3мм) с радиальными выводами. Ключевые размерные примечания включают:
- Все размеры указаны в миллиметрах (дюймах).
- Стандартный допуск составляет ±0.25 мм (0.010"), если не указано иное.
- Максимальный выступ смолы под фланцем составляет 0.7 мм (0.028").
- Расстояние между выводами измеряется в месте выхода выводов из корпуса.
- Катод (отрицательный вывод) обычно идентифицируется по плоскому участку на ободке линзы или более короткому выводу. Всегда проверяйте полярность перед установкой.
6. Рекомендации по пайке и монтажу
Правильное обращение жизненно важно для предотвращения механических или термических повреждений.
6.1 Формовка выводов и монтаж на печатную плату
- Изгибайте выводы в точке не менее чем в 3 мм от основания линзы светодиода.
- Не используйте основание выводной рамки в качестве точки опоры при изгибе.
- Вся формовка выводов должна быть завершенадопайки, при нормальной комнатной температуре.
- При установке на ПП используйте минимально необходимое усилие закрепления, чтобы избежать чрезмерного механического напряжения на компоненте.
6.2 Процесс пайки
Соблюдайте минимальный зазор 2 мм от основания эпоксидной линзы до точки пайки. Никогда не погружайте линзу в припой.
- Паяльник:Максимальная температура 350°C. Максимальное время пайки 3 секунды на вывод (только один раз).
- Волновая пайка:Максимальная температура предварительного нагрева 120°C до 100 секунд. Максимальная температура волны припоя 260°C до 5 секунд.
Предупреждение:Чрезмерная температура или время пайки могут вызвать деформацию линзы или катастрофический отказ светодиода. Не прикладывайте внешнее усилие к выводам, пока светодиод горячий.
6.3 Хранение и очистка
- Хранение:Рекомендуемые условия хранения не превышают 30°C и 70% относительной влажности. Светодиоды, извлечённые из оригинальной упаковки, должны быть использованы в течение трёх месяцев. Для более длительного хранения используйте герметичный контейнер с осушителем или азотный эксикатор.
- Очистка:При необходимости очищайте только спиртосодержащими растворителями, такими как изопропиловый спирт.
7. Проектирование приложений и особенности схем
7.1 Метод управления
Светодиод — это устройство, управляемое током. Его яркость в первую очередь является функцией прямого тока (IF).
- Рекомендуемая схема (Схема A):Для обеспечения равномерной яркости при параллельном подключении нескольких светодиодов ограничительный резистор должен быть включён последовательно скаждым отдельным светодиодом. Это компенсирует естественные вариации характеристики прямого напряжения (VF) между устройствами.
- Нерекомендуемая схема (Схема B):Параллельное подключение нескольких светодиодов напрямую к источнику напряжения с одним общим резистором не рекомендуется. Небольшие различия в VF вызовут значительный дисбаланс токов, приводящий к неравномерной яркости и потенциальному перетоку в светодиоде с наименьшим VF.
Значение последовательного резистора (RS) можно рассчитать по закону Ома: RS= (VПИТАНИЯ- VF) / IF, где VF— прямое напряжение светодиода при желаемом токе IF.
7.2 Защита от электростатического разряда (ESD)
Данный светодиод подвержен повреждению от электростатического разряда. Внедрите следующие меры контроля ESD:
- Операторы должны носить токопроводящий браслет или антистатические перчатки.
- Всё оборудование, рабочие столы и стеллажи для хранения должны быть правильно заземлены.
- Используйте ионизатор для нейтрализации статического заряда, который может накапливаться на пластиковой линзе из-за трения при обращении.
- Поддерживайте программы обучения и сертификации для персонала, работающего в зонах, защищённых от ESD.
8. Упаковка и информация для заказа
8.1 Спецификация упаковки
Светодиоды упакованы в антистатические пакеты со следующей иерархией:
- 1000, 500, 200 или 100 штук в упаковочной пачке.
- 10 упаковочных пачек помещаются в одну внутреннюю коробку (всего: 10 000 штук).
- 8 внутренних коробок упаковываются в одну внешнюю транспортную коробку (всего: 80 000 штук).
В любой отгрузочной партии только последняя упаковка может содержать неполное количество.
9. Техническое сравнение и примечания для проектирования
По сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP (фосфид арсенида галлия), материаловая система AlInGaP, используемая в этом светодиоде, предлагает значительно более высокую световую отдачу и лучшую температурную стабильность, что приводит к более яркому и стабильному красному свечению. Корпус T-1 остаётся одним из самых распространённых форматов светодиодов для сквозного монтажа, обеспечивая широкую доступность и совместимость с существующими разводками ПП и вырезами панелей. При проектировании всегда обращайтесь к абсолютным максимальным параметрам, особенно к кривой снижения номинала для прямого тока при температуре окружающей среды выше 40°C, чтобы обеспечить надёжность в целевой рабочей среде. Допуск ±15% на силу света и система сортировки критически важны для приложений, требующих точного соответствия яркости нескольких индикаторов.
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. |