Содержание
- 1. Обзор продукта
- 1.1 Ключевые преимущества
- 1.2 Целевые области применения
- 2. Анализ технических параметров
- 2.1 Предельные эксплуатационные характеристики
- 2.2 Электрические и оптические характеристики
- 3. Объяснение системы сортировки
- 3.1 Сортировка по силе света
- 3.2 Сортировка по оттенку (цветности)
- 4. Механическая информация и упаковка
- 4.1 Габаритные размеры
- 4.2 Спецификации упаковки
- 5. Рекомендации по монтажу и обращению
- 5.1 Условия хранения
- 5.2 Очистка
- 5.3 Формовка выводов и монтаж на печатную плату
- 5.4 Инструкции по пайке
- 6. Применение и проектирование схем
- 6.1 Метод управления
- 6.2 Защита от электростатического разряда (ESD)
- 6.3 Пригодность для применения
- 7. Графики характеристик
- 8. Техническое сравнение и рекомендации по проектированию
- 8.1 Отличия от аналогичных продуктов
- 8.2 Рекомендации по проектированию на основе параметров
- 9. Часто задаваемые вопросы (FAQ)
- 9.1 Можно ли питать этот светодиод без резистора, если мой источник питания выдает ровно 3.0В?
- 9.2 Что означает код сортировки на упаковочном пакете?
- 9.3 Подходит ли этот светодиод для автомобильных применений?
- 9.4 Можно ли использовать пайку оплавлением для этого компонента?
1. Обзор продукта
В данном документе подробно описаны характеристики белого светодиода InGaN, установленного в черный пластиковый угловой держатель, обычно называемый CBI (Circuit Board Indicator). Этот компонент предназначен для сквозного монтажа на печатных платах (ПП). Основная функция — служить индикатором состояния или работы в различных электронных устройствах.
1.1 Ключевые преимущества
- Простота монтажа:Конструкция оптимизирована для простого и эффективного процесса сборки на печатной плате.
- Улучшенная контрастность:Черный материал корпуса обеспечивает высокий коэффициент контрастности, улучшая видимость светящегося светодиода.
- Низкое содержание галогенов:Материалы соответствуют требованиям по низкому содержанию галогенов, что важно для соблюдения экологических норм и норм безопасности.
- Совместимость:Светодиод совместим с интегральными схемами (ИС) и имеет низкие требования к току, что делает его подходящим для современной цифровой электроники.
- Тип корпуса:Имеет прямоугольный корпус с прозрачной линзой для белого светодиода.
1.2 Целевые области применения
Данный светодиод предназначен для использования в широком спектре электронного оборудования, включая, но не ограничиваясь:
- Компьютерные системы и периферийные устройства
- Устройства связи
- Потребительская электроника
- Промышленное оборудование и системы управления
2. Анализ технических параметров
2.1 Предельные эксплуатационные характеристики
Следующие характеристики 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.
- Рассеиваемая мощность (Pd):72 мВт
- Пиковый прямой ток (IFP):60 мА (Скважность ≤ 1/10, Длительность импульса ≤ 10мс)
- Постоянный прямой ток (IF):20 мА
- Коэффициент снижения мощности:Линейное снижение с 30°C на 0.3 мА/°C
- Диапазон рабочих температур:от -40°C до +85°C
- Диапазон температур хранения:от -40°C до +100°C
- Температура пайки выводов:265 ±5°C максимум в течение 5 секунд, измеряется на расстоянии 2.0 мм от корпуса.
2.2 Электрические и оптические характеристики
Это типичные рабочие параметры, измеренные при TA=25°C и прямом токе (IF) 20 мА, если не указано иное.
- Сила света (Iv):680 мкд (Мин.), 1500 мкд (Тип.), 2500 мкд (Макс.). Измерение включает допуск тестирования ±15%.
- Угол обзора (2θ1/2):100 градусов (Типичный). Это полный угол, при котором сила света падает до половины своего осевого значения.
- Координаты цветности (x, y):x=0.29, y=0.28 (Типичные). Определены по диаграмме цветности CIE 1931.
- Прямое напряжение (VF):2.5 В (Мин.), 3.0 В (Тип.), 3.5 В (Макс.) при IF=20мА.
- Обратный ток (IR):100 мкА (Макс.) при обратном напряжении (VR) 5В.Важно:Устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения; данное тестовое условие используется только для характеристики.
3. Объяснение системы сортировки
Светодиоды сортируются (биннируются) на основе измеренных оптических характеристик для обеспечения однородности в рамках одного применения.
3.1 Сортировка по силе света
Светодиоды классифицируются по бинам в соответствии с их минимальной и максимальной силой света при 20мА. Допуск для каждого предела бина составляет ±15%.
- Бин N:от 680 мкд до 880 мкд
- Бин P:от 880 мкд до 1150 мкд
- Бин Q:от 1150 мкд до 1500 мкд
- Бин R:от 1500 мкд до 1900 мкд
- Бин S:от 1900 мкд до 2500 мкд
Конкретный код бина указан на каждом упаковочном пакете.
3.2 Сортировка по оттенку (цветности)
Светодиоды также сортируются по их координатам цветности (x, y) на диаграмме CIE 1931 для контроля цветовых вариаций. В документе определено несколько рангов оттенка (A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, D2), каждый из которых задает четырехугольную область на диаграмме цветности. Допуск измерения для координат цветности составляет ±0.01. Эта сортировка гарантирует, что светодиоды одного ранга оттенка будут визуально схожи по цвету.
4. Механическая информация и упаковка
4.1 Габаритные размеры
Продукт состоит из белого светодиода, собранного в черный пластиковый угловой держатель. Ключевые механические примечания включают:
- Все размеры указаны в миллиметрах, с допусками ±0.25 мм, если не указано иное.
- Материал держателя (корпуса) — черный пластик.
- Сам светодиод белый с прозрачной линзой.
Примечание: Конкретный чертеж размеров указан в исходном документе, но здесь не воспроизводится. Конструкторы должны обращаться к оригинальной спецификации для получения точных механических чертежей.
4.2 Спецификации упаковки
Светодиоды упакованы в следующей иерархии:
- Упаковочный пакет:Содержит 1000, 500, 200 или 100 штук.
- Внутренняя коробка:Содержит 15 упаковочных пакетов, всего 15 000 штук.
- Внешняя коробка (транспортная коробка):Содержит 8 внутренних коробок, всего 120 000 штук.
Примечание: в каждой отгрузочной партии только последняя упаковка может быть неполной.
5. Рекомендации по монтажу и обращению
5.1 Условия хранения
Для оптимального срока хранения светодиоды должны храниться в среде с температурой не выше 30°C и относительной влажностью не более 70%. Если они извлечены из оригинальной влагозащитной упаковки, рекомендуется использовать их в течение трех месяцев. Для длительного хранения вне оригинального пакета их следует хранить в герметичном контейнере с осушителем или в азотной атмосфере.
5.2 Очистка
Если очистка необходима, используйте спиртосодержащие растворители, такие как изопропиловый спирт. Избегайте использования других агрессивных химикатов.
5.3 Формовка выводов и монтаж на печатную плату
- Формовку выводов (изгиб) необходимо выполнятьдопайки и при комнатной температуре.
- Изгиб должен быть выполнен в точке на расстоянии не менее 3 мм от основания линзы светодиода. Не используйте основание выводной рамки в качестве точки опоры.
- При установке на печатную плату применяйте минимально необходимую силу зажима, чтобы избежать чрезмерного механического напряжения на компоненте.
5.4 Инструкции по пайке
Критическое правило:Соблюдайте минимальное расстояние 2 мм между основанием линзы и точкой пайки. Не погружайте линзу в припой.
Ручная пайка (паяльником):
- Температура: Максимум 350°C
- Время: Максимум 3 секунды на вывод (только один раз)
Волновая пайка:
- Температура предварительного нагрева: Максимум 120°C
- Время предварительного нагрева: Максимум 100 секунд
- Температура волны припоя: 265 ±5°C
- Время пайки: Максимум 5 секунд
Важные примечания:
- Чрезмерная температура или время могут деформировать линзу или вызвать катастрофический отказ.
- Пайка оплавлением (ИК) для данного светодиода сквозного монтажане подходит.
- Максимальная температура волновой пайки (265°C) относится к самому припою, а не к температуре теплового прогиба (HDT) пластикового держателя.
6. Применение и проектирование схем
6.1 Метод управления
Светодиоды — это устройства, управляемые током. Для обеспечения равномерной яркости при управлении несколькими светодиодаминастоятельно рекомендуетсяиспользовать токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым светодиодом (Схема A). Управление несколькими светодиодами, включенными параллельно без индивидуальных резисторов (Схема B), не рекомендуется, так как незначительные различия в характеристиках прямого напряжения (Vf) каждого светодиода приведут к значительным различиям в распределении тока и, следовательно, яркости.
Рекомендуемая схема (A):[Источник питания] -- [Резистор] -- [Светодиод] -- [Земля] (Повторить для каждого светодиода).
6.2 Защита от электростатического разряда (ESD)
Светодиоды чувствительны к электростатическому разряду (ESD) и скачкам напряжения, которые могут вызвать немедленное или скрытое повреждение. Во время обращения и монтажа необходимо соблюдать стандартные меры защиты от ESD:
- Используйте заземленный браслет и работайте на заземленном антистатическом коврике.
- Храните и транспортируйте компоненты в ESD-защитной упаковке.
- Убедитесь, что все оборудование и инструменты правильно заземлены.
6.3 Пригодность для применения
Данный светодиод подходит как для внутренних, так и для наружных вывесок, а также для общего электронного оборудования. Конструкция углового держателя делает его идеальным для применений, где печатная плата монтируется параллельно поверхности обзора, например, на передних панелях приборов или панелях управления.
7. Графики характеристик
В исходном документе есть раздел "Типичные электрические/оптические характеристики". Эти графики необходимы для детального анализа конструкции и обычно включают:
- Относительная сила света в зависимости от прямого тока:Показывает, как изменяется световой поток в зависимости от тока управления.
- Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Вольт-амперная характеристика светодиода.
- Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Иллюстрирует снижение светового потока при повышении температуры.
- Диаграмма направленности:Полярная диаграмма, показывающая пространственное распределение света.
Примечание для конструктора: Для точных расчетов, особенно касающихся теплового режима и проектирования драйвера, крайне важно обращаться к графическим данным в оригинальной спецификации.
8. Техническое сравнение и рекомендации по проектированию
8.1 Отличия от аналогичных продуктов
Ключевым отличием данного продукта является интегрированный держатель CBI (Circuit Board Indicator). По сравнению с отдельным светодиодом, эта сборка предлагает:
- Упрощенный монтаж:Держатель обеспечивает механическую стабильность и постоянную высоту позиционирования на печатной плате.
- Улучшенная эстетика и контрастность:Черный корпус придает профессиональный вид и усиливает воспринимаемую яркость светодиода.
- Угловая конструкция:Позволяет использовать боковое излучение без необходимости в дополнительных кронштейнах или аппаратных средствах.
8.2 Рекомендации по проектированию на основе параметров
- Ограничение тока:Всегда используйте последовательный резистор. Рассчитайте номинал резистора по формуле R = (Vпитания - Vf_светодиода) / If, где Vf_светодиода следует брать как типичное или максимальное значение из спецификации, чтобы гарантировать, что ток не превысит 20мА в наихудших условиях.
- Тепловой режим:Хотя рассеиваемая мощность мала (макс. 72мВт), график снижения мощности указывает на ухудшение характеристик выше 30°C. В условиях высокой температуры окружающей среды или в закрытых корпусах обеспечьте адекватную вентиляцию или рассмотрите возможность снижения тока управления.
- Оптическое проектирование:Угол обзора 100 градусов обеспечивает широкий луч. Для применений, требующих более сфокусированного пятна, потребуется внешняя линза или другой тип корпуса светодиода.
9. Часто задаваемые вопросы (FAQ)
9.1 Можно ли питать этот светодиод без резистора, если мой источник питания выдает ровно 3.0В?
No.Это не рекомендуется. Прямое напряжение (Vf) имеет диапазон (от 2.5В до 3.5В). Если ваш источник питания выдает 3.0В, и вы подключите светодиод с Vf в нижней части диапазона (например, 2.6В), избыточное напряжение вызовет чрезмерный ток, что может повредить светодиод. Последовательный резистор необходим для регулирования тока.
9.2 Что означает код сортировки на упаковочном пакете?
Код сортировки (например, "Q" и "B2") указывает на группу характеристик светодиода. Буква (N, P, Q, R, S) определяет диапазон его силы света. Буквенно-цифровой код (A1, B2 и т.д.) определяет его координаты цвета (цветности) на диаграмме CIE. Использование светодиодов из одного бина обеспечивает однородность яркости и цвета в вашем продукте.
9.3 Подходит ли этот светодиод для автомобильных применений?
В спецификации указан диапазон рабочих температур от -40°C до +85°C, что покрывает многие требования автомобильных применений под капотом и в салоне. Однако автомобильные применения часто требуют дополнительной квалификации по вибрации, влажности и увеличенному сроку службы в определенных тестовых условиях (например, AEC-Q102). Данная стандартная спецификация не заявляет о такой квалификации. Для автомобильного использования обратитесь к производителю за данными для конкретного класса.
9.4 Можно ли использовать пайку оплавлением для этого компонента?
No.В спецификации явно указано, что "пайка оплавлением (ИК) не является подходящим процессом для светодиодов сквозного монтажа". Этот компонент предназначен только для волновой или ручной пайки.
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. |