Белый светодиод с верхним излучением 67-21/T2C-ZV1W2E/2T - корпус P-LCC-2 - 2.75-3.65В - 110мВт - Технический паспорт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики высокопроизводительного белого светоизлучающего диода (LED), в котором используется синий светодиодный кристалл в сочетании с люминофорным покрытием. Устройство размещено в компактном корпусе для поверхностного монтажа P-LCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier), предназначенном для применений с верхним излучением, когда свет испускается перпендикулярно плоскости монтажа. Основная технология заключается в возбуждении желтого люминофора синим светодиодом; результирующая смесь синего и желтого света создает белое свечение. Этот подход является стандартным для получения белого света от твердотельных источников и предлагает преимущества в эффективности и настройке цвета.

Светодиод характеризуется высокой силой света и эффективностью. Он изготовлен из бессвинцовых материалов и соответствует основным экологическим нормам, включая RoHS, EU REACH и стандарты на отсутствие галогенов (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm). Устройство предварительно кондиционировано в соответствии со стандартом уровня чувствительности к влаге 3 (JEDEC J-STD-020D), что указывает на его надежность для стандартных процессов сборки поверхностного монтажа.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Абсолютные предельные параметры

Устройство не должно эксплуатироваться за пределами этих пределов во избежание необратимого повреждения. Ключевые параметры включают максимальное обратное напряжение (VR) 5В, постоянный прямой ток (IF) 30мА и пиковый прямой ток (IFP) 100мА в импульсном режиме (скважность 1/10 на частоте 1кГц). Максимальная рассеиваемая мощность (Pd) составляет 110мВт. Диапазон рабочих температур от -40°C до +85°C, с несколько более широким диапазоном хранения от -40°C до +90°C. Для пайки оно может выдерживать профили оплавления с пиковой температурой 260°C в течение 10 секунд или ручную пайку при 350°C в течение 3 секунд. Напряжение устойчивости к электростатическому разряду (ESD) составляет 1000В (модель человеческого тела).

2.2 Электрооптические характеристики

Измеренные при стандартных условиях испытаний: температура окружающей среды 25°C и прямой ток 20мА, определяются ключевые параметры производительности. Сила света (Iv) имеет типичный диапазон от минимума 715 милликандел (mcd) до максимума 2240 mcd с указанным допуском ±11%. Угол обзора (2θ1/2), определяемый как полный угол на половине интенсивности, обычно составляет 120 градусов, обеспечивая широкую диаграмму направленности. Прямое напряжение (VF) при 20мА колеблется от 2.75В до 3.65В с допуском ±0.05В. Обратный ток (IR) указан максимальным 50мкА при обратном смещении 5В.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения стабильности производства светодиоды сортируются по корзинам на основе ключевых параметров. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям приложения по яркости и электрическим характеристикам.

3.1 Сортировка по силе света

Световой поток классифицируется на пять различных корзин: V1 (715-900 mcd), V2 (900-1120 mcd), W1 (1120-1420 mcd), W2 (1420-1800 mcd) и BA (1800-2240 mcd). Все измерения проводятся при IF=20мА.

3.2 Сортировка по прямому напряжению

Прямое напряжение сгруппировано в три корзины под общей группой "V": E5 (2.75-3.05В), 6 (3.05-3.35В) и 7 (3.35-3.65В). Допуск для этой сортировки составляет ±0.1В.

3.3 Сортировка по координатам цветности

Цвет белого света точно контролируется и сортируется в соответствии с его координатами на диаграмме цветности CIE 1931. Корзины обозначены (например, A0-1, A0-2, A0+1, A0+2 и т.д.) и определяют конкретные четырехугольные области в цветовом пространстве x,y. К этим координатам применяется допуск ±0.01. Обычно предоставляется диаграмма для визуализации этих корзин на графике цветности, гарантируя, что излучаемый белый свет попадает в желаемый диапазон цветовой температуры и оттенка.

4. Анализ кривых производительности

Графические данные дают более глубокое понимание поведения светодиода в различных условиях.

• Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (IV-кривая):Эта кривая показывает нелинейную зависимость между током и напряжением. Она необходима для проектирования схемы ограничения тока.
• Относительная сила света в зависимости от прямого тока:Этот график демонстрирует, как световой выход увеличивается с током, обычно сублинейным образом при высоких токах из-за падения эффективности.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Эта критически важная кривая показывает снижение светового выхода при повышении температуры перехода. Понимание этого снижения номинальных параметров жизненно важно для управления тепловым режимом в приложении.
• Кривая снижения номинального прямого тока:Она определяет максимально допустимый прямой ток как функцию температуры окружающей среды, чтобы оставаться в пределах ограничений по рассеиваемой мощности.
• Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, показывающий характерный широкий пик излучения желтого люминофора в сочетании с более узким пиком синего светодиода.
• Диаграмма направленности:Полярная диаграмма, иллюстрирующая пространственное распределение силы света, подтверждающая угол обзора 120 градусов.

5. Механическая и упаковочная информация

5.1 Габаритные размеры корпуса

Корпус P-LCC-2 имеет конкретные механические чертежи с детализацией длины, ширины, высоты, размеров выводов и рекомендуемого посадочного места на печатной плате. Все размеры указаны в миллиметрах со стандартным допуском ±0.1мм, если не указано иное. Корпус имеет два вывода для электрического подключения с четким индикатором полярности (обычно выемка или маркировка катода).

5.2 Идентификация полярности

Схема с расшифровкой маркировки показывает, как маркировка на верхней части светодиода соответствует его корзинам производительности: один код для ранга силы света (CAT), один для ранга доминирующей длины волны/цветности (HUE) и один для ранга прямого напряжения (REF).

6. Рекомендации по пайке и сборке

Устройство подходит для стандартных линий сборки SMT. Необходимо строго соблюдать максимальные температурные режимы пайки: пиковая температура 260°C в течение 10 секунд при пайке оплавлением или 350°C в течение 3 секунд при ручной пайке. Уровень чувствительности к влаге (MSL) равен 3, что означает, что компоненты упакованы в влагозащитный пакет с осушителем и имеют срок хранения на производстве 168 часов (1 неделя) после вскрытия пакета в заводских условиях (<30°C/60% относительной влажности).

7. Упаковка и информация для заказа

Светодиоды поставляются на эмбоссированных несущих лентах для автоматической установки. Каждая катушка содержит 2000 штук. Предоставлены подробные размеры ячеек несущей ленты и катушки в целом. Компоненты отгружаются в герметичном алюминиевом влагозащитном пакете, содержащем осушитель, с соответствующим индикатором влажности и предупреждающими этикетками на внешней стороне.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот яркий белый светодиод подходит для различных применений, требующих компактного, эффективного освещения. Основные области использования включают подсветку полноцветных жидкокристаллических дисплеев (LCD) в потребительской электронике и промышленных панелях, индикаторные лампы и подсветку статуса в оборудовании для автоматизации офиса (OA), внутреннее освещение и индикаторы в автомобилях, а также замену небольших традиционных ламп накаливания или люминесцентных ламп в вывесках и декоративном освещении.

8.2 Соображения при проектировании

Управление током:Светодиоды являются устройствами с токовым управлением. Для предотвращения теплового разгона и обеспечения стабильного светового выхода обязательны источник постоянного тока или токоограничивающий резистор, включенный последовательно с источником напряжения. Конструкция должна учитывать корзину прямого напряжения и его изменение с температурой.
Тепловое управление:Несмотря на эффективность, светодиоды выделяют тепло на переходе. Чрезмерная температура снижает световой выход и срок службы. Убедитесь, что печатная плата обеспечивает адекватный теплоотвод, особенно при работе на максимальном токе или близком к нему.
Оптическое проектирование:Угол обзора 120 градусов обеспечивает широкий, рассеянный луч. Для сфокусированного света потребуются вторичная оптика (линзы, отражатели). Прозрачный цвет смолы оптимален для применений, где сам светодиодный кристалл не должен быть окрашен.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению с более ранними белыми светодиодами в выводном исполнении, этот корпус SMT P-LCC-2 предлагает значительные преимущества в экономии места на плате, пригодности для автоматизированной сборки и потенциально лучшем тепловом пути к печатной плате. Указанные корзины высокой силы света (W2, BA) предлагают производительность, подходящую для применений, требующих высокой яркости при малых габаритах. Комплексная система сортировки по интенсивности, напряжению и цветности предоставляет разработчикам гибкость в выборе компонентов для оптимизированных по стоимости или критичных к производительности конструкций, обеспечивая согласованность цвета и яркости в сборке.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Какой типичный рабочий ток для этого светодиода?
О: Стандартные условия испытаний и большинство спецификаций в паспорте приведены для тока 20мА. Он может работать до своего абсолютного максимума в 30мА постоянного тока, но световой выход и эффективность следует проверять по кривым производительности, а управление тепловым режимом становится более критичным.

В: Как интерпретировать коды корзин цветности (например, A0+2)?
О: Эти коды соответствуют определенным областям на цветовой диаграмме CIE, определенным в паспорте. Они гарантируют, что белая точка (коррелированная цветовая температура и оттенок) находится в контролируемом диапазоне. Разработчики должны выбирать корзины, соответствующие требованиям их продукта к согласованности цвета.

В: Могу ли я питать этот светодиод напрямую от источника 5В?
О: Нет, без механизма ограничения тока. Прямое напряжение обычно составляет около 3.0-3.4В. Прямое подключение 5В вызовет чрезмерный ток, превышающий максимальный рейтинг и разрушающий светодиод. Необходим последовательный резистор или драйвер постоянного тока.

11. Практический пример применения

Сценарий: Проектирование панели индикации состояния для промышленного оборудования.Несколько белых светодиодов используются для подсветки полупрозрачных значков. Для обеспечения равномерной яркости следует выбирать светодиоды из одной корзины силы света (например, W1). Можно спроектировать простую схему управления, использующую шину 12В и последовательный резистор для каждого светодиода. Значение резистора рассчитывается как R = (V_питания - VF_светодиода) / I_светодиода. Используя типичное VF 3.2В из корзины 6 и желаемый ток 20мА, R = (12В - 3.2В) / 0.02А = 440 Ом (стандартный резистор 470 Ом даст ток ~18.7мА, что приемлемо). Широкий угол обзора 120 градусов обеспечивает равномерное освещение значка без горячих точек.

12. Введение в принцип работы

Это белый светодиод с конверсией люминофора. Фундаментальным источником света является полупроводниковый кристалл из нитрида индия-галлия (InGaN), который излучает синий свет при прямом смещении (электролюминесценция). Этот синий свет частично поглощается слоем люминофорного покрытия из алюмоиттриевого граната, легированного церием (YAG:Ce), нанесенного на кристалл. Люминофор поглощает высокоэнергетические синие фотоны и повторно излучает низкоэнергетический желтый свет в процессе, называемом фотолюминесценцией. Оставшийся непоглощенный синий свет смешивается с излученным желтым светом. Человеческий глаз воспринимает эту комбинацию спектральных компонентов как белый свет. Точный оттенок или цветовая температура белого света могут быть настроены путем регулировки состава и толщины люминофора.

13. Технологические тренды

Развитие белых светодиодов было центральным для революции твердотельного освещения. Текущие тренды сосредоточены на увеличении световой отдачи (люмен на ватт), улучшении индекса цветопередачи (CRI) для более естественного света и достижении более высокой надежности и более длительного срока службы. Достижения в технологии люминофоров, включая использование квантовых точек или смесей нескольких люминофоров, позволяют более точно контролировать спектр излучения. Также наблюдается стремление к миниатюризации при сохранении или увеличении светового потока, как видно на примере микро-светодиодов. Кроме того, интеграция управляющей электроники непосредственно со светодиодным корпусом для приложений интеллектуального освещения является растущей областью разработки.