Содержание
- 1. Обзор продукта
- 1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок
- 2. Технические параметры: Подробное объективное описание
- 2.1 Абсолютные максимальные значения
- 2.2 Электрические и оптические характеристики
- 3. Объяснение системы сортировки
- 3.1 Сортировка по силе света
- 3.2 Сортировка по оттенку (цвету)
- 4. Механическая информация и данные по упаковке
- 4.1 Габаритные размеры и материалы
- 4.2 Спецификация упаковки
- 5. Рекомендации по пайке и монтажу
- 5.1 Хранение и очистка
- 5.2 Формовка выводов и монтаж на печатную плату
- 5.3 Процесс пайки
- 6. Рекомендации по применению и соображения для проектирования
- 6.1 Метод управления
- 6.2 Защита от электростатического разряда (ЭСР)
- 6.3 Типичные сценарии применения
- 7. Техническое сравнение и дифференциация
- 8. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)
- 9. Введение в принцип работы
- 10. Тенденции развития
1. Обзор продукта
В данном документе подробно описаны спецификации на светодиодную лампу для выводного монтажа. Продукт состоит из белого светодиода с рассеивающей линзой, размещенного в черном пластиковом угловом держателе (корпусе). Эта конструкция специально предназначена для использования в качестве индикатора на печатной плате (CBI), обеспечивая четкую визуальную индикацию состояния в электронном оборудовании.
1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок
Основные преимущества данной светодиодной сборки включают простоту монтажа на печатную плату благодаря выводной конструкции и держателю, улучшенный визуальный контраст, обеспечиваемый черным корпусом, а также высокую эффективность при низком энергопотреблении. Это бессвинцовый продукт, соответствующий директиве RoHS. Излучаемый свет является белым, он генерируется кристаллом InGaN (нитрид индия-галлия) и рассеивается через белую линзу для равномерного внешнего вида.
Целевые области применения охватывают несколько ключевых секторов электроники, включая компьютеры, коммуникационное оборудование, потребительскую электронику и промышленные устройства, где требуется надежная и четкая индикация состояния.
2. Технические параметры: Подробное объективное описание
2.1 Абсолютные максимальные значения
Эти значения определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Они указаны при температуре окружающей среды (TA) 25°C.
- Рассеиваемая мощность:Максимум 108 мВт. Это общая мощность, которую устройство может безопасно рассеивать в виде тепла.
- Прямой ток:Постоянный прямой ток 30 мА является максимальным непрерывным током. Более высокий пиковый прямой ток 100 мА допустим только в импульсном режиме (скважность ≤ 1/10, длительность импульса ≤ 10 мс).
- Тепловое снижение номинала:Максимально допустимый постоянный прямой ток должен линейно уменьшаться на 0,45 мА за каждый градус Цельсия повышения температуры окружающей среды выше 30°C.
- Диапазоны температур:Устройство рассчитано на работу в диапазоне от -40°C до +85°C и может храниться в средах от -40°C до +100°C.
- Температура пайки:Во время пайки выводов температура в точке на расстоянии 2,0 мм от корпуса устройства не должна превышать 260°C более 5 секунд.
2.2 Электрические и оптические характеристики
Это типичные параметры производительности, измеренные при TA=25°C и прямом токе (IF) 20 мА, что является стандартным условием испытаний.
- Сила света (Iv):Диапазон от минимум 140 мкд до максимум 520 мкд, с типичным значением 300 мкд. Фактическая интенсивность для конкретного экземпляра классифицируется по группам (см. Раздел 4). Измерение включает допуск тестирования ±15%.
- Угол обзора (2θ1/2):Определяется как полный угол, при котором интенсивность падает до половины своего осевого значения. Он составляет 130 градусов в горизонтальной плоскости и 120 градусов в вертикальной плоскости, что указывает на широкий конус обзора.
- Координаты цветности (x, y):Цветовая точка белого света определяется на диаграмме цветности CIE 1931. Типичные координаты: x=0,30, y=0,29. Конкретные градации оттенка определены в таблице сортировки.
- Прямое напряжение (VF):Обычно 3,2 В, с диапазоном от 2,8 В до 3,6 В при токе 20 мА. Этот параметр имеет решающее значение для проектирования схемы ограничения тока.
- Обратный ток (IR):Обычно максимум 10 мкА при приложении обратного напряжения (VR) 5 В. Устройство не предназначено для работы при обратном смещении.
3. Объяснение системы сортировки
Для обеспечения единообразия в приложениях светодиоды сортируются (распределяются по группам) на основе ключевых оптических параметров.
3.1 Сортировка по силе света
Светодиоды классифицируются по группам, обозначаемым буквами (G, H, J, K, L), на основе измеренной силы света при 20 мА. Каждая группа имеет определенный диапазон минимальной и максимальной интенсивности. К пределам группы применяется допуск ±15%. Например, группа 'J' охватывает интенсивности от 240 мкд до 310 мкд.
3.2 Сортировка по оттенку (цвету)
Цветовая точка белого света также сортируется. В спецификации указаны диапазоны координат цветности для нескольких градаций оттенка (B1, B2, C1, C2, D1, D2). Каждая градация определяется четырехугольной областью на диаграмме цветности CIE, заданной четырьмя парами координат (x, y). Измерение цветовых координат имеет допуск ±0,01.
4. Механическая информация и данные по упаковке
4.1 Габаритные размеры и материалы
Продукт имеет угловую конструкцию для выводного монтажа. Держатель (корпус) изготовлен из черного пластика (материал: PA9T). Сама светодиодная лампа белая. Все размерные допуски составляют ±0,25 мм, если не указано иное. Точный механический чертеж приведен в оригинальной спецификации.
4.2 Спецификация упаковки
Светодиоды упакованы в пакеты по 400, 200 или 100 штук. Семь таких пакетов помещаются во внутреннюю коробку, всего 2800 штук. Затем восемь внутренних коробок упаковываются во внешнюю транспортную коробку, в результате чего получается 22 400 штук на внешнюю коробку. Отмечается, что в каждой отгрузочной партии только последняя упаковка может быть неполной.
5. Рекомендации по пайке и монтажу
Правильное обращение имеет решающее значение для обеспечения надежности и предотвращения повреждений.
5.1 Хранение и очистка
Для хранения температура окружающей среды не должна превышать 30°C, а относительная влажность - 70%. Светодиоды, извлеченные из оригинальной упаковки, должны быть использованы в течение трех месяцев. Для более длительного хранения вне оригинальной упаковки их следует хранить в герметичном контейнере с осушителем или в азотной среде. Если необходима очистка, следует использовать только спиртосодержащие растворители, такие как изопропиловый спирт.
5.2 Формовка выводов и монтаж на печатную плату
Если выводы необходимо согнуть, это должно быть сделано при нормальной температуре и до пайки. Изгиб должен быть выполнен в точке не менее чем в 3 мм от основания линзы светодиода. Основание выводной рамки не должно использоваться в качестве точки опоры. При монтаже на печатную плату следует использовать минимально возможное усилие загиба выводов, чтобы избежать чрезмерных механических нагрузок на компонент.
5.3 Процесс пайки
Между основанием линзы/держателя и точкой пайки должен быть обеспечен минимальный зазор 2 мм. Линза/держатель не должны погружаться в припой. Не следует прикладывать внешние усилия к выводам, пока светодиод находится в нагретом состоянии после пайки.
Рекомендуемые условия пайки:
- Паяльник:Температура: макс. 350°C. Время: макс. 3 секунды (только один раз). Положение: не ближе 2 мм от основания.
- Волновая пайка:Предварительный нагрев: макс. 120°C, макс. 100 секунд. Волна припоя: макс. 260°C, макс. 5 секунд. Положение погружения: не ниже 2 мм от основания.
Чрезмерная температура или время могут деформировать линзу или вызвать катастрофический отказ.
6. Рекомендации по применению и соображения для проектирования
6.1 Метод управления
Светодиоды - это устройства, управляемые током. Для обеспечения равномерной яркости при параллельном подключении нескольких светодиодов настоятельно рекомендуется использовать индивидуальный токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым светодиодом. Управление несколькими светодиодами, включенными параллельно без индивидуальных резисторов (как показано на нерекомендуемой схеме), может привести к различиям в яркости из-за естественных вариаций прямого напряжения (Вольт-амперных характеристик) каждого светодиода.
6.2 Защита от электростатического разряда (ЭСР)
Эти светодиоды подвержены повреждению от статического электричества или скачков напряжения. Для предотвращения повреждения от ЭСР: персонал должен использовать токопроводящие браслеты или антистатические перчатки при обращении со светодиодами; все оборудование, устройства и механизмы, используемые в процессе обработки и сборки, должны быть надлежащим образом заземлены.
6.3 Типичные сценарии применения
Данная светодиодная лампа подходит как для внутренних, так и для наружных вывесок, а также для индикации состояния в обычном электронном оборудовании. Угловой держатель делает ее идеальной для применений, где печатная плата устанавливается перпендикулярно направлению обзора, например, для индикаторов на передней панели.
7. Техническое сравнение и дифференциация
Хотя спецификация предоставляет параметры для одного артикула, ключевыми отличительными особенностями данного типа продукта на рынке обычно являются: использование специального держателя для упрощения сборки и улучшения контраста; широкий угол обзора, подходящий для многонаправленного наблюдения; определенная структура сортировки по силе света и цвету для единообразия дизайна; а также четкие, подробные примечания по применению, охватывающие пайку, обращение и управление, что способствует надежности при проектировании.
8. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)
В: Какова цель черного корпуса?
О: Черный пластиковый корпус служит держателем для светодиода, упрощая монтаж на печатную плату. Что более важно, он обеспечивает высококонтрастный фон для излучаемого белого света, делая индикатор более визуально различимым.
В: Как выбрать правильный токоограничивающий резистор?
О: Используйте закон Ома: R = (Vпитания - VF) / IF. Для консервативного проектирования используйте максимальное прямое напряжение (VF) из спецификации (3,6 В), чтобы гарантировать, что ток не превысит 20 мА. Например, при питании 5 В: R = (5В - 3,6В) / 0,020А = 70 Ом. Подойдет стандартный резистор на 68 или 75 Ом.
В: Могу ли я управлять этим светодиодом напрямую от источника напряжения?
О: Нет. Управление светодиодом напрямую от источника напряжения не рекомендуется и, вероятно, приведет к его разрушению из-за чрезмерного тока. Светодиод должен управляться источником с ограничением тока, что проще всего достигается с помощью последовательного резистора, как описано выше.
В: Что означает "код группы", указанный на упаковочном пакете?
О: Он указывает группу силы света (например, G, H, J) для светодиодов в этом пакете. Конструкторы могут указать код группы при заказе, чтобы обеспечить одинаковый уровень яркости всех светодиодов в их продукте.
9. Введение в принцип работы
Этот светодиод основан на технологии полупроводников InGaN (нитрид индия-галлия). Когда прямое напряжение прикладывается к аноду и катоду светодиода, электроны и дырки рекомбинируют в активной области полупроводника, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав слоев InGaN определяет длину волны излучаемого света, которая в данном случае находится в синем/ультрафиолетовом спектре. Этот свет затем возбуждает люминофорное покрытие внутри корпуса, которое преобразует свет, создавая широкий спектр, воспринимаемый как белый свет. Рассеивающая линза рассеивает этот свет, создавая равномерную, не слепящую диаграмму направленности.
10. Тенденции развития
Общая тенденция в технологии индикаторных светодиодов продолжает двигаться в сторону повышения эффективности (больше светового потока на единицу электрической мощности), улучшения цветовой однородности и индекса цветопередачи (CRI) для белых светодиодов, а также разработки все более компактных корпусов с сохраненной или улучшенной оптической производительностью. Также большое внимание уделяется повышению надежности и долговечности в более широком диапазоне условий окружающей среды. Принципы четкой сортировки, надежной механической конструкции и всесторонних рекомендаций по применению, как видно из данной спецификации, остаются основополагающими для предоставления надежных компонентов для промышленной и потребительской электроники.
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. |