Спецификация белого светодиода PLCC-2 2014 г. - Габариты 2.0x1.4x1.3мм - Напряжение 2.7-3.3В - Мощность 0.099Вт - Техническая документация

1. Обзор продукта

Настоящий документ содержит подробные спецификации для высокопроизводительного белого светоизлучающего диода (светодиода), предназначенного для применения в технологии поверхностного монтажа (SMT). Устройство изготовлено с использованием синего светодиодного кристалла в комбинации с люминофорным покрытием для получения белого света и заключено в компактный и надёжный корпус PLCC-2 (пластиковый корпус для кристалла с выводами).

1.1 Общее описание

Светодиод выполнен в стандартном корпусе PLCC-2 с размерами: длина 2.0 мм, ширина 1.4 мм, высота 1.3 мм. Такая компактная конструкция делает его подходящим для печатных плат с высокой плотностью монтажа. Генерация белого света достигается за счёт комбинации синего полупроводникового кристалла и точно подобранного состава люминофора, что обеспечивает стабильный цветовой выход в различных условиях эксплуатации.

1.2 Ключевые особенности

• Корпус PLCC-2 для высокой механической и электрической надёжности.
• Крайне широкий угол обзора 120 градусов, обеспечивающий равномерное распределение света.
• Полная совместимость со стандартными процессами сборки SMT и пайки оплавлением.
• Поставка на транспортной ленте в катушках для автоматизированной установки компонентов.
• Уровень чувствительности к влажности (MSL) соответствует уровню 3, что требует контролируемых условий хранения.
• Соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ).

1.3 Применение

Данный светодиод является универсальным и предназначен для широкого спектра применений, включая, но не ограничиваясь: декоративная подсветка и световые ленты; индикаторные лампы в бытовой технике и электронных приборах; общее освещение в отелях, магазинах, офисах и жилых помещениях; а также любые приложения, требующие надёжного компактного источника белого света.

2. Глубокий анализ технических параметров

Полное понимание электрических и оптических параметров имеет решающее значение для успешной интеграции в любую конструкцию. Все значения указаны при стандартной температуре перехода (Ts) 25°C, если не указано иное.

2.1 Электрические и оптические характеристики

Прямое напряжение (VF) варьируется от минимального значения 2.7В до максимального 3.3В при стандартном испытательном токе 20мА. Этот параметр критически важен для проектирования источника питания. Обратный ток (IR) гарантированно не превышает 10мкА при обратном напряжении 5В, что указывает на хорошие диодные характеристики. Выходной световой поток варьируется в зависимости от бина коррелированной цветовой температуры (CCT). Например, светодиоды в бине 1725-1900K (тёплый белый) имеют типичный световой поток 3-7 люмен при 20мА, в то время как светодиоды более холодных тонов (например, 5925-7150K) обеспечивают 5-9 люмен. Индекс цветопередачи (Ra) составляет не менее 90, что обеспечивает отличную цветопередачу освещаемых объектов.

2.2 Предельно допустимые режимы эксплуатации

Эти параметры определяют предельные режимы, превышение которых может привести к необратимому повреждению. Максимальный постоянный прямой ток (IF) составляет 30мА. Пиковый прямой ток (IFP) может достигать 100мА в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1мс). Максимальная рассеиваемая мощность (PD) равна 99мВт. Устройство способно выдерживать электростатический разряд (ESD) до 2000В (модель человеческого тела), тем не менее рекомендуется соблюдать соответствующие процедуры обращения с ЭСР. Диапазон рабочих температур составляет от -40°C до +85°C, диапазон температур хранения - от -40°C до +100°C. Максимально допустимая температура перехода (TJ) равна 97°C.

2.3 Тепловые характеристики

Тепловое сопротивление от перехода к точке пайки (RTHJ-S) обычно составляет 80°C/Вт. Это значение крайне важно для расчётов теплового режима. Превышение максимальной температуры перехода значительно сократит световой выход и срок службы. Конструкторам необходимо обеспечить достаточную площадь медной обкладки на печатной плате и возможный теплоотвод при работе в условиях повышенной температуры окружающей среды или при более высоких токах.

3. Пояснение системы бинов

Для обеспечения цветовой и яркостной стабильности в условиях массового производства светодиоды сортируются по бинам на основе ключевых параметров.

3.1 Бины прямого напряжения и светового потока

Прямое напряжение разделено на бины с шагом 0.1В от 2.7-2.8В (J1) до 3.2-3.3В (I1). Световой поток разделён на бины с шагом в 1 люмен, кодируемые от WGD (3-4 лм) до OEA (8-9 лм). Эта двойная система бинов позволяет конструкторам выбирать компоненты, соответствующие их конкретным требованиям по напряжению и яркости для балансировки схемы и эстетической однородности.

3.2 Диапазоны цветовой температуры

Продукт доступен в нескольких предопределённых диапазонах коррелированной цветовой температуры (CCT), каждый со своим суффиксом в номере детали. К ним относятся тёплый белый (1725-1900K, 2250-2475K), нейтральный белый (2600-2870K, 2780-3110K) и холодный белый (3760-4330K, 5925-7150K). Конкретные области бинов представлены графически на цветовой диаграмме CIE 1931, демонстрируя жёсткий контроль над вариациями цветовой точки в каждом диапазоне.

4. Анализ кривых характеристик

Графические данные дают представление о поведении устройства в различных условиях.

4.1 Зависимость прямого напряжения от прямого тока

Характеристическая кривая показывает нелинейную зависимость между прямым напряжением (VF) и прямым током (IF). При увеличении тока от 0 до 30мА прямое напряжение постепенно возрастает примерно с 2.8В до чуть более 3.2В. Эта кривая жизненно важна для проектирования драйверов постоянного тока, чтобы обеспечить стабильный световой выход и избежать теплового разгона.

4.2 Зависимость прямого тока от относительной интенсивности

Эта кривая демонстрирует относительную светоотдачу как функцию от тока питания. Интенсивность растёт сублинейно с увеличением тока. Например, удвоение тока с 15мА до 30мА не приводит к удвоению светового потока, что указывает на снижение эффективности при более высоких токах из-за повышения температуры перехода и других факторов. Для оптимальной эффективности и долговечности рекомендуется работать вблизи типичного значения 20мА.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Приведены подробные чертежи с видами сверху, сбоку, снизу и указанием полярности. Ключевые размеры включают: размер корпуса 2.0мм x 1.4мм, общую высоту 1.3мм и ширину выводов 0.6мм ± 0.05мм. Все допуски обычно составляют ±0.2мм, если не указано иное. Также показана рекомендуемая контактная площадка на печатной плате для обеспечения надёжной пайки и механической прочности.

5.2 Полярность и контактные площадки для пайки

Катод чётко обозначен, как правило, выемкой или зелёным индикатором на корпусе. При сборке необходимо соблюдать правильную полярность. На схеме контактных площадок показан оптимальный дизайн медной площадки для пайки оплавлением, что способствует формированию надёжных паяных швов и управлению тепловыделением в процессе пайки.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Инструкции по SMT-пайке оплавлением

Компонент предназначен для стандартных процессов пайки оплавлением в инфракрасной или конвекционной печи. Необходимо соблюдать типичный температурный профиль, включающий стадии предварительного нагрева, выдержки, оплавления и охлаждения. Пиковая температура во время оплавления не должна превышать максимально допустимую температуру для корпуса (как указано температурой хранения), чтобы предотвратить повреждение пластиковой оболочки и внутренних проводных соединений. Конкретные рекомендации по времени выше температуры плавления припоя (TAL) и пиковой температуре следует брать из общих SMT-руководств для аналогичных компонентов.

6.2 Меры предосторожности при обращении

Из-за рейтинга MSL Уровень 3, устройства должны быть прогреты перед пайкой, если влагозащитный пакет был открыт более 168 часов в условиях цеха (30°C/60% относительной влажности). Избегайте механического воздействия на линзу. Используйте вакуумные захваты соответствующего размера при автоматической установке. Всегда соблюдайте меры предосторожности от электростатического разряда на всех этапах обращения и сборки.

7. Информация об упаковке и заказе

7.1 Спецификация упаковки

Светодиоды поставляются на формованной транспортной ленте, намотанной на катушки. Размеры транспортной ленты, карманов и диаметр катушки стандартизированы для установки в автоматическое оборудование. Подробная этикетка на катушке указывает номер детали, количество, номер партии и коды бинов.

7.2 Влагостойкая упаковка

Катушки упакованы в герметичные влагонепроницаемые пакеты с осушителем и индикатором влажности для защиты компонентов от воздействия окружающей влажности при хранении и транспортировке в соответствии с требованием MSL3.

7.3 Испытания на надёжность

Продукт проходит серию испытаний на надёжность, которые могут включать хранение при высокой температуре, хранение при низкой температуре, термоциклирование, испытание на влажность и термостойкость к пайке. Конкретные условия испытаний и критерии прохождения/непрохождения обеспечивают надёжность и долговечность компонента в эксплуатации.

8. Рекомендации по применению

Для оптимальной производительности рекомендуется питать светодиод от источника постоянного тока, а не постоянного напряжения. Ток следует устанавливать в соответствии с желаемой яркостью, оставаясь в пределах предельно допустимых режимов эксплуатации. Учитывайте тепловой путь при проектировании печатной платы; использование тепловых переходных отверстий под тепловой площадкой светодиода (если применимо) может помочь в отводе тепла. Для применений, требующих определённой цветовой стабильности, укажите требуемые коды бинов напряжения и светового потока при закупке.

9. Техническое сравнение

По сравнению со старыми типами корпусов светодиодов, такими как 5-мм выводные, этот SMD-светодиод в корпусе PLCC-2 предлагает гораздо меньшую занимаемую площадь на плате, лучшую пригодность для автоматизированной сборки и более широкий угол обзора. В семействе PLCC-2 данная конкретная версия отличается высоким индексом цветопередачи (Ra>90) и доступностью в нескольких узко заданных цветовых температурах, что делает её подходящей для применений, где критически важно качество цвета.

10. Часто задаваемые вопросы

В: Могу ли я непрерывно питать этот светодиод током 30мА?

О: Да, 30мА — это абсолютно максимальный постоянный ток. Однако для продления срока службы и сохранения яркости целесообразно работать при типичных 20мА или ниже, особенно в условиях высокой температуры окружающей среды.



В: В чём разница между различными бинами цветовой температуры?

О: Бинны представляют собой различные оттенки белого света: от тёплого (желтоватого) до холодного (голубоватого). Выбор зависит от желаемой эстетики и применения (например, тёплый белый для уютного освещения, холодный белый для рабочего освещения).



В: Как интерпретировать коды бинов для заказа?

О: Полный номер детали включает коды прямого напряжения (например, G1) и светового потока (например, WHB). Обратитесь к таблицам бинов, чтобы выбрать комбинацию, соответствующую вашим требованиям по схемотехнике и яркости.

11. Примеры практического применения

Пример 1: Подсветка панели управления бытовой техники.Серия таких светодиодов может быть использована для подсветки кнопок и дисплеев на кухонной технике. Широкий угол обзора обеспечивает видимость с различных углов, а высокий индекс цветопередачи гарантирует точное отображение цветных индикаторов. Корпус SMD позволяет реализовать тонкий профиль конструкции.



Пример 2: Декоративная светодиодная лента.Установленные на гибкой печатной плате, эти светодиоды могут создавать равномерные непрерывные линии света для акцентного архитектурного освещения. Наличие различных оттенков белого позволяет дизайнерам согласовывать световую атмосферу с тематикой интерьера.

12. Введение в принцип работы

Белый светодиод работает по принципу электролюминесценции в полупроводниковом материале. При приложении прямого напряжения электроны и дырки рекомбинируют в активной области синего светодиодного кристалла, испуская фотоны синего света. Затем эти синие фотоны попадают на слой люминофорного покрытия на кристалле. Люминофор поглощает часть синего света и переизлучает его в более широком спектре (жёлтые и красные длины волн). Комбинация оставшегося синего света и света, излучаемого люминофором, создаёт восприятие белого света. Конкретный оттенок (цветовая температура) определяется составом и толщиной люминофорного слоя.

13. Тенденции развития

Общая тенденция в технологии светодиодов — повышение эффективности (больше люмен на ватт), улучшение цветопередачи и снижение стоимости. Для типов корпусов, подобных PLCC-2, прогресс включает в себя лучшие материалы для управления теплом, позволяющие использовать более высокие токи, более точные технологии нанесения люминофора для сужения бинов по цвету, а также материалы герметизации, обеспечивающие лучшую устойчивость к высоким температурам и жёстким условиям окружающей среды. Кроме того, движение в сторону миниатюризации продолжается, требуя ещё меньших размеров корпусов с сохранением или улучшением оптических характеристик для устройств нового поколения.