Белый светодиод 1.6x0.8x0.7 мм - Прямое напряжение 2.8-3.4 В - Мощность 105 мВт - Техническое описание на русском языке

1. Обзор продукта

Белая светодиодная серия RF-BWB190DS-DD представляет собой высокопроизводительное поверхностно-монтируемое устройство (SMD), разработанное с использованием синего кристалла InGaN, покрытого люминофором для создания белого света. Компактные размеры корпуса 1,6 мм x 0,8 мм x 0,7 мм делают его идеальным для приложений с ограниченным пространством, обеспечивая высокую плотность размещения на печатной плате. Светодиод предназначен для всех стандартных процессов SMD-сборки и пайки, имеет широкий угол обзора 140° и уровень чувствительности к влажности 3 (MSL 3). Полностью соответствует требованиям RoHS, что гарантирует экологическую совместимость.

1.1 Общее описание

Этот белый светодиод изготавливается путем возбуждения синего кристалла слоем люминофора, который преобразует часть синего света в желтые и зеленые длины волн, создавая широкий белый спектр. Продукт доступен в нескольких бинах по яркости и цвету для удовлетворения различных требований приложений. Конструкция корпуса включает прозрачную силиконовую герметизацию, которая повышает светоотдачу и надежность.

1.2 Особенности

• Чрезвычайно широкий угол обзора: 140 градусов, подходит для индикаторов и подсветки.
• Совместимость со всеми стандартными процессами SMD-сборки и пайки (совместим с оплавлением до 260°C).
• Уровень чувствительности к влажности: Уровень 3 (по J-STD-020), с указанными условиями хранения.
• Соответствие RoHS; не содержит свинца, ртути, кадмия и других опасных веществ.
• Низкое тепловое сопротивление: 450°C/Вт тип., требует тщательного терморегулирования в конструкции.
• Устойчивость к электростатическому разряду (ESD): 1000 В (HBM), обеспечивает разумную устойчивость к ESD.

1.3 Области применения

• Оптические индикаторы: световые индикаторы, подсветка кнопок.
• Подсветка переключателей и символов: автомобильная, бытовая электроника, промышленные панели.
• Общее освещение: декоративное освещение, подсветка аварийных знаков.
• Подсветка дисплеев: небольшие ЖК-дисплеи или сегментные дисплеи.

2. Технические параметры – углубленный объективный анализ

Электрические и оптические характеристики измерены при температуре окружающей среды 25°C, если не указано иное. Светодиод испытан при токе 20 мА (DC).

2.1 Прямое напряжение (VF)

Прямое напряжение разбито на несколько диапазонов (от F2 до J1), охватывающих от 2,7 В мин до 3,5 В макс, с типичными значениями от 2,8 В до 3,4 В. Этот широкий диапазон бинов учитывает производственные отклонения и позволяет клиентам выбирать группы напряжения для последовательно-параллельных схем. Допуск измерения составляет ±0,1 В. При абсолютном максимальном рейтинге прямой ток может достигать 30 мА непрерывно, но указанное условие испытания – 20 мА для типичной производительности.

2.2 Сила света (IV)

Бины силы света варьируются от 1BE (550 мкд мин) до 1FB (950 мкд мин, до 1000 мкд макс), измерены при 20 мА. Более высокие бины достигаются более точным контролем люминофора и отбором кристаллов. Допуск измерения составляет ±10%. Для приложений, требующих постоянной яркости, рекомендуется указывать один бин интенсивности.

2.3 Угол обзора

Угол обзора (2θ1/2) составляет 140 градусов типично, что указывает на очень широкую диаграмму направленности. Это делает светодиод подходящим для приложений, где индикатор должен быть виден под широким углом, например, в подсветке приборных панелей или уличных конструкциях.

2.4 Обратный ток и тепловое сопротивление

Обратный ток ограничен максимум 10 мкА при VR = 5 В (импульсное измерение). Тепловое сопротивление от перехода к точке пайки (RTHJ-S) составляет максимум 450°C/Вт. Это относительно высокое значение означает, что светодиод не подходит для работы с высокой мощностью без надлежащего теплоотвода; максимальная рассеиваемая мощность составляет 105 мВт. Разработчики должны обеспечить, чтобы температура перехода не превышала 95°C.

2.5 Абсолютные максимальные номиналы

• Рассеиваемая мощность: 105 мВт
• Прямой ток: 30 мА (DC), 60 мА пиковый (10% заполнение, импульс 0,1 мс)
• ESD (HBM): 1000 В
• Рабочая температура: от -40°C до +85°C
• Температура хранения: от -40°C до +85°C
• Температура перехода: максимум 95°C

Превышение любого из этих номиналов может привести к необратимому повреждению. Обязательны правильные токоограничивающие резисторы и терморегулирование.

3. Система бинирования

Светодиод сортируется по бинам прямого напряжения, силы света и цветовым координатам для обеспечения более точных характеристик.

3.1 Бины прямого напряжения

Прямое напряжение сгруппировано в коды F2, G1, G2, H1, H2, I1, I2, J1, охватывающие от 2,7-2,8 В до 3,4-3,5 В. Каждый бин шириной 0,1 В. Это позволяет пользователям выбирать узкий диапазон напряжения для равномерного распределения тока в параллельных цепочках.

3.2 Бины силы света

Бины интенсивности обозначаются от 1BE (550-600 мкд) до 1FB (950-1000 мкд), с шагом 50 мкд на бин. Более высокие бины доступны по запросу, но могут потребовать специального заказа.

3.3 Цветовые бины

Светодиод предлагается в нескольких бинах белого цвета (W31, W32, W51, W52, W71, W72), определенных конкретными координатами CIE 1931. Эти бины охватывают диапазон коррелированных цветовых температур (CCT) от приблизительно 6000K до 3000K, подходящих для различных предпочтений по белому балансу. Допуск на цветовые координаты составляет ±0.005.

4. Анализ рабочих кривых

Типичные оптические характеристики приведены в кривых даташита. Ключевые моменты:

4.1 Зависимость прямого напряжения от прямого тока

Кривая VF-IF показывает типичное прямое напряжение около 3,2 В при 20 мА. При более низких токах (например, 5 мА) VF падает до примерно 2,8 В. При 30 мА VF повышается до примерно 3,4 В. Это подчеркивает важность использования драйвера с постоянным током или токоограничивающего резистора для предотвращения теплового разгона.

4.2 Зависимость относительной интенсивности от прямого тока

Относительная сила света увеличивается почти линейно с прямым током до примерно 30 мА. При 20 мА интенсивность составляет примерно 100% (относительная). При 10 мА она снижается до примерно 50%. Эта линейность делает светодиод подходящим для затемнения путем уменьшения тока.

4.3 Температурные эффекты

По мере повышения температуры контакта относительная интенсивность снижается. При 85°C (температура контакта) интенсивность падает примерно до 80% от значения при 25°C. Прямое напряжение также уменьшается с температурой, что может вызвать увеличение тока, если напряжение не регулируется. Тепловая конструкция должна поддерживать температуру перехода ниже 95°C.

4.4 Длина волны и спектральное распределение

Спектральная кривая имеет пик около 450 нм (синий) и широкий вторичный пик от 500 до 700 нм (желтый/красный) благодаря люминофору. Доминирующая длина волны незначительно смещается с током: более высокий ток увеличивает синюю составляющую, смещая цвет в сторону более холодного белого.

4.5 Диаграмма направленности

Диаграмма направленности близка к ламбертовской с широким половинным углом 70° (полный 140°). Относительная интенсивность под углом 90° все еще составляет около 10% от осевого значения, что указывает на очень широкое покрытие.

5. Информация о механических характеристиках и упаковке

5.1 Габаритные размеры корпуса

• Длина: 1,60 мм
• Ширина: 0,80 мм
• Высота: 0,70 мм (корпус), 0,80 мм с контактными площадками
• Допуски: ±0,2 мм, если не указано иное

5.2 Контактные площадки

Рекомендуемый рисунок пайки включает две прямоугольные площадки (0,8 мм x 0,8 мм) с расстоянием между центрами 2,4 мм. Катод обозначен выемкой на виде снизу.

5.3 Полярность

Полярность светодиода обозначена зеленой точкой или выемкой на стороне катода. Неправильная полярность может привести к повреждению; всегда проверяйте ориентацию перед пайкой.

6. Рекомендации по сборке и пайке

6.1 Профиль оплавления

Пайка оплавлением должна соответствовать указанному профилю:

• Средняя скорость нарастания температуры: макс 3°C/с (от Tsmin до Tp)
• Предварительный нагрев: 150°C до 200°C в течение 60-120 секунд
• Время выше 217°C: макс 60 секунд
• Пиковая температура: 260°C, макс 10 секунд
• Скорость охлаждения: макс 6°C/с
• Общее время от 25°C до пика: макс 8 минут

Оплавление не должно превышать двух раз. Если между циклами пайки прошло более 24 часов, светодиоды необходимо повторно просушить для удаления влаги. Ручная пайка: температура ниже 300°C, продолжительность менее 3 секунд, только один раз.

6.2 Меры предосторожности при обращении

• Не прикладывайте механические усилия к светодиоду во время или после пайки.
• Избегайте быстрого охлаждения после оплавления.
• Не устанавливайте светодиоды на деформированные печатные платы; не деформируйте плату после пайки.
• Используйте защиту от ESD на всех этапах обращения.
• Обеспечьте содержание серы в рабочей среде<100 ppm; брома и хлора каждого<900 ppm, общее<1500 ppm (рекомендуется, не гарантируется).
• Избегайте летучих органических соединений (ЛОС), которые могут повредить силиконовую герметизацию.

6.3 Условия хранения

• Перед вскрытием влагозащитного пакета: ≤30°C, ≤75% отн. влажности, срок хранения 1 год с даты изготовления.
• После вскрытия: ≤30°C, ≤60% отн. влажности, годен в течение 168 часов.
• Если условия превышены, просушить при 60±5°C в течение ≥24 часов перед использованием.

7. Информация об упаковке и заказе

7.1 Детали упаковки

Стандартная упаковка: 4000 штук на катушке. Размеры ленты: ширина 8 мм, шаг перфорации 2,0 мм, шаг компонентов 4,0 мм. Размеры катушки: диаметр 178 мм (7"), диаметр ступицы 60 мм, отверстие ступицы 13 мм.

7.2 Информация на этикетке

Каждая катушка маркируется номером детали, номером спецификации, номером партии, кодом бина (включая световой поток, цветность, прямое напряжение, длину волны), количеством и кодом даты.

7.3 Код заказа

Модель RF-BWB190DS-DD определяет серию. Для точного выбора бина обращайтесь к продавцам; возможны заказные бины.

8. Сводка испытаний на надежность

Светодиод прошел следующие испытания на надежность (22 образца каждого, критерий приемки 0/1):

• Оплавление: 260°C, 10 с, 2 раза
• Температурный цикл: от -40°C до 100°C, 100 циклов
• Термоудар: от -40°C до 100°C, 300 циклов
• Хранение при высокой температуре: 100°C, 1000 ч
• Хранение при низкой температуре: -40°C, 1000 ч
• Испытание на долговечность: 25°C, 20 мА, 1000 ч

Критерии отказа: изменение VF > 10%, IR > 2x спецификация, световой поток<70% от начального.

9. Конструктивные соображения

9.1 Ток и тепловой запас

Для обеспечения долгого срока службы эксплуатируйте светодиод при непрерывном токе не более 20 мА. Используйте токоограничивающий резистор или драйвер с постоянным током. При высокой температуре окружающей среды уменьшайте прямой ток, чтобы температура перехода оставалась ниже 95°C. Тепловая площадка (точка пайки) должна иметь хороший отвод тепла к медной плоскости платы.

9.2 Защита цепи

Всегда включайте последовательный резистор для ограничения тока. При использовании в массивах бинирование по прямому напряжению критически важно для предотвращения неравномерного распределения тока. Рекомендуется использовать защитные диоды ESD в цепи драйвера в суровых условиях.

9.3 Совместимость материалов

Избегайте контакта силиконовой герметизации с агрессивными химикатами (например, сильными кислотами/щелочами, растворителями). Используйте клеи, не выделяющие органические пары. Защитите светодиодный узел от загрязнения серой и галогенами.

10. Принцип работы

Белый светодиод работает по принципу электролюминесценции: прямое смещение вызывает рекомбинацию электронов и дырок в синем кристалле InGaN, испуская синие фотоны (около 450 нм). Эти фотоны попадают на слой люминофора (обычно YAG:Ce), который поглощает часть синего света и переизлучает широкий желто-зеленый спектр. Комбинация прошедшего синего и желтого излучения создает белый свет. Состав люминофора определяет коррелированную цветовую температуру и индекс цветопередачи.

11. Экологические и нормативные соображения

Продукт соответствует RoHS и не содержит преднамеренно добавленных свинца, ртути, кадмия, шестивалентного хрома, PBB или PBDE. Однако люминофор может содержать небольшие количества церия, что является исключением. Пользователи должны соблюдать местные правила утилизации. Светодиод не классифицируется как опасный в соответствии с действующими директивами REACH и WEEE.

12. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

12.1 Каков типичный срок службы этого светодиода?

При номинальных условиях (20 мА, Tj<85°C) светодиод может прослужить более 50 000 часов с<30% снижением светового потока, согласно отраслевым данным для аналогичных продуктов.

12.2 Можно ли использовать этот светодиод для мощного освещения?

Нет, максимальная мощность составляет 105 мВт. Он предназначен для индикации и сигнальных приложений, а не для общего освещения.

12.3 Как выбрать правильный бин для моей конструкции?

Выбирайте бины напряжения в соответствии с вашим напряжением питания и допусками; выбирайте бины интенсивности для постоянства яркости; выбирайте цветовые бины для однородности цвета. Для последовательных цепочек используйте один и тот же бин напряжения.

12.4 Что произойдет, если превысить абсолютные максимальные номиналы?

Превышение номиналов может вызвать немедленный отказ, преждевременную деградацию или смещение цвета. Всегда предусматривайте запас надежности.

13. Примеры использования (иллюстративные примеры)

13.1 Индикатор в бытовом приборе

Производитель стиральных машин использовал белый светодиод 1,6x0,8 мм для индикатора включения. Широкий угол обзора обеспечивал видимость с любого направления. Они выбрали бин напряжения H1 (3,0-3,1 В) и использовали последовательный резистор 150 Ом при питании 5 В, обеспечивая ток 13 мА, что продлило срок службы светодиода до соответствия гарантии на прибор.

13.2 Подсветка автомобильных переключателей

Поставщик автомобильных компонентов первого уровня использовал этот светодиод для подсветки переключателей стеклоподъемников. Угол обзора 140° обеспечивал равномерное освещение. Они потребовали цветовой бин W31 (холодный белый) для соответствия цветовой температуре приборной панели. Они реализовали ШИМ-диммирование на частоте 200 Гц для регулировки яркости в ночное время. Светодиод прошел испытания на термоциклирование при 85°C в соответствии с AEC-Q101 (эквивалент).

14. Тенденции будущего развития

Тенденция для таких малогабаритных белых светодиодов направлена на повышение эффективности и улучшение стабильности цвета. Будущие версии могут достичь эффективности 150 лм/Вт за счет использования более эффективных люминофоров (например, нитридных красно-зеленых люминофоров для высокого CRI) и улучшенной конструкции кристаллов. Миниатюризация продолжается: корпуса 1005 (1,0x0,5 мм) и 0603 становятся распространенными. Отрасль также движется к стандартизации цветовых бинов (эллипсы Мак-Адама) для уменьшения цветового разброса.