Техническое описание белого SMD светодиода в корпусе PLCC-2 — 2.8x3.5x0.7 мм — прямое напряжение 8.6–9.8 В — мощность 1078 мВт — цветовая температура 2700K–6500K

1. Обзор продукта

Данный белый светодиод изготавливается с использованием синего кристалла и люминофорного покрытия для получения белого света. Размеры корпуса составляют 2,8 мм x 3,5 мм x 0,7 мм, что делает его пригодным для компактных светотехнических решений. Он выполнен в корпусе PLCC-2, совместимом со стандартными процессами поверхностного монтажа (SMT). Ключевые особенности: чрезвычайно широкий угол обзора, уровень чувствительности к влаге 3 (по стандартам IPC/JEDEC), соответствие RoHS и поставка в упаковке лента-катушка для автоматизированного производства.

Общее описание

Устройство излучает белый свет за счет возбуждения люминофора синим кристаллом. Оно предназначено для внутреннего освещения, где требуются высокая яркость и стабильность цвета.

Особенности

• Корпус PLCC-2
• Широкий угол обзора (до 120 градусов)
• Подходит для всех процессов SMT и пайки
• Доступен на ленте и катушке (12000 шт. на катушку)
• Уровень чувствительности к влаге: Уровень 3
• Соответствие RoHS

Применение

• Внутреннее освещение (общее освещение)
• Лампы накаливания
• Типичные внутренние применения: встраиваемые светильники, прожекторы и линейные светильники

2. Интерпретация технических параметров

2.1 Электрооптические характеристики

Электрические и оптические параметры указаны при температуре пайки 25°C и прямом токе (IF) 100 мА. Прямое напряжение (VF) варьируется от 8,6 В до 9,8 В в зависимости от кода бина (Y0: 8,6–9,0 В, Z0: 9,0–9,4 В, A3: 9,4–9,8 В). Типичное прямое напряжение для большинства бинов составляет около 9,0 В. Световой поток (Φ) составляет от 95 лм до 140 лм в зависимости от кода бина; например, ранг UHA дает 95–100 лм, а ранг FC5 — 130–140 лм. Обратный ток (IR) при VR=15 В составляет менее 10 мкА. Угол обзора (2θ1/2) типично 120 градусов (минимум 80 градусов), что обеспечивает равномерное распределение света. Индекс цветопередачи (CRI) минимум 80, типично 82, что подходит для общего внутреннего освещения, где важна цветопередача. Термическое сопротивление (RTHJ-S) не более 15°C/Вт, что указывает на хорошую передачу тепла от перехода к точке пайки.

2.2 Абсолютные максимальные значения

При температуре пайки 25°C абсолютные максимальные значения: рассеиваемая мощность (PD) до 1078 мВт; прямой ток (IF) до 110 мА; пиковый прямой ток (IFP) до 220 мА (рабочий цикл 1/10, длительность импульса 0,1 мс); обратное напряжение (VR) до 15 В; электростатический разряд (HBM) до 2000 В; рабочий диапазон температур от -40°C до +105°C; диапазон температур хранения от -40°C до +105°C; температура перехода (TJ) макс. 125°C. Рассеиваемая мощность не должна превышать абсолютный максимум. Прямой ток следует определять на основе фактических тепловых измерений, чтобы температура перехода не превышала 125°C. Рекомендуется защита от электростатического разряда при обращении, так как более 90% светодиодов проходят испытание HBM на 2000 В.

3. Система сортировки (бининг)

3.1 Бины прямого напряжения

Прямое напряжение разбивается на три группы при IF=100 мА: Y0 (8,6–9,0 В), Z0 (9,0–9,4 В) и A3 (9,4–9,8 В). Это позволяет клиентам выбирать светодиоды с одинаковым напряжением для последовательных или параллельных схем.

3.2 Бины светового потока

Световой поток группируется в несколько рангов: UHA (95–100 лм), FC2 (100–110 лм), FC3 (110–120 лм), FC4 (120–130 лм) и FC5 (130–140 лм). Конкретный бин потока для данной модели зависит от цветовой температуры. Например, модели 3000K обычно поставляются в FC2 (100–110 лм), а модели 4000K предлагаются в FC3 (110–120 лм) и FC4 (120–130 лм).

3.3 Бин цветности

Цветовые координаты сортируются по стандарту ANSI C78.377 с использованием эллипса МакАдама 7-го шага. В таблице приведены координаты X,Y для каждого кода бина (27M, 30M, 35M, 40M, 50M, 57M, 65N, 65M), соответствующие номинальной CCT от 2700K до 6500K. Например, бин 30M (3000K) имеет координаты X1=0,4668, Y1=0,4281; X2=0,4420, Y2=0,4197 и т.д. Это обеспечивает жесткую цветовую согласованность в пределах производственных партий.

4. Анализ характеристических кривых

4.1 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока

Типичная кривая показывает, что прямое напряжение незначительно снижается с увеличением тока. При 100 мА напряжение составляет примерно 9,0 В; при 200 мА оно возрастает до примерно 9,6 В. Это нелинейное поведение необходимо учитывать при проектировании драйвера для поддержания стабилизации тока.

4.2 Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока

Относительная светоотдача увеличивается с ростом прямого тока. При 100 мА относительная интенсивность нормирована на 100%; при 200 мА она достигает примерно 180%. Зависимость почти линейна до 150 мА.

4.3 Температурные характеристики

Как прямое напряжение, так и относительная интенсивность зависят от температуры пайки. При повышении температуры от 25°C до 105°C прямое напряжение уменьшается примерно на 0,8 В (отрицательный температурный коэффициент). Относительная светоотдача также снижается с ростом температуры: при 105°C она падает примерно до 80% от значения при 25°C. Правильное терморегулирование критически важно для поддержания яркости.

4.4 Диаграмма направленности

Угловая диаграмма излучения имеет симметричное распределение с половинной интенсивностью на ±60 градусов (угол обзора 120°). Светоотдача максимальна на оптической оси.

4.5 Спектральное распределение

Спектр белого светодиода состоит из синего пика около 450 нм и широкой желто-зеленой эмиссии от люминофора, покрывающей видимый диапазон от 400 до 700 нм. Форма спектра зависит от CCT: более теплые CCT имеют более сильную красную составляющую, а холодные CCT — более высокое содержание синего.

5. Механическая и упаковочная информация

5.1 Размеры корпуса

Корпус светодиода: длина 2,80 мм, ширина 3,50 мм, толщина 0,70 мм (вид сверху: 2,80 x 3,50 мм; вид сбоку высота 0,70 мм). На виде снизу показаны две контактные площадки: анод (A) размером 1,96 x 2,10 мм и катод (C) размером 1,10 x 2,10 мм. Рекомендуемый рисунок пайки включает два прямоугольных контакта размером 2,10 x 0,50 мм с зазором 0,48 мм. Все размеры имеют допуск ±0,05 мм, если не указано иное.

5.2 Идентификация полярности

Анод отмечен символом «+» на верхней части корпуса; катод отмечен символом «-». Вид снизу показывает, что большая площадка (2,10 x 1,96 мм) является анодом, а меньшая площадка (1,10 x 2,10 мм) — катодом.

5.3 Размеры ленты-носителя и катушки

Лента-носитель имеет ширину 12,0 мм, шаг 4,00 мм и размер гнезда, подходящий для корпуса PLCC-2. Размеры катушки: A = 12,2 ±0,3 мм, B = 290 ±2 мм, C = 79,6 ±0,2 мм, D = 14,2 ±0,2 мм. В каждой катушке содержится 12 000 штук. Этикетки включают номер детали, номер спецификации, номер партии, код бина, световой поток, бин цветности, прямое напряжение, код длины волны, количество и дату изготовления.

6. Руководство по пайке и сборке

6.1 Профиль оплавления при пайке

Рекомендованный профиль оплавления использует процесс бессвинцовой пайки. Средняя скорость подъема от Tsmin (150°C) до Tp (260°C) не должна превышать 3°C/с. Предварительный нагрев осуществляется между 150°C и 200°C в течение 60–120 секунд. Температура выше 217°C не должна превышать 60 секунд (время выше ликвидуса). Пиковая температура составляет 260°C с максимальным временем выдержки 10 секунд. Скорость охлаждения не должна превышать 6°C/с. Общее время от 25°C до пика составляет менее 8 минут. Пайка оплавлением должна выполняться не более двух раз; если интервал между пайками превышает 24 часа, светодиоды могут быть повреждены из-за поглощения влаги.

6.2 Ручная пайка и ремонт

Ручная пайка допускается только один раз, температура жала ниже 300°C, длительность менее 3 секунд. Ремонт после пайки не рекомендуется; если это неизбежно, следует использовать двусторонний паяльник, а влияние на характеристики светодиода необходимо предварительно проверить.

6.3 Меры предосторожности

Материал заливки — силикон, он мягкий. Избегайте механического давления на верхнюю поверхность во время установки. Используйте соответствующее давление сопла. Не устанавливайте светодиоды на деформированные печатные платы; после пайки не изгибайте плату. Избегайте механического воздействия и избыточной вибрации во время охлаждения. Быстрое охлаждение после пайки не допускается.

7. Информация об упаковке и заказе

Светодиод поставляется во влагозащитных пакетах с влагопоглотителем, упакован в катушки (12 000 шт. на катушку) и затем в картонные коробки. Условия хранения: до вскрытия алюминиевого пакета хранить при температуре ≤30°C и влажности ≤75% в течение одного года с даты поставки. После вскрытия светодиоды должны быть использованы в течение 24 часов при температуре ≤30°C и влажности ≤60%. Если влагопоглотитель изменил цвет или время хранения превышает рекомендации, требуется сушка при 60±5°C в течение не менее 24 часов. Номер продукта соответствует шаблону: RF-W[код цветовой температуры]HP32DS-AF-I3, где «W» означает белый, «HP32DS» — мощный PLCC-2 с определенной конструкцией, «AF» — автоматический биннинг по потоку, а «I3» может указывать версию или номинальный ток. Номер модели вместе с кодом бина определяет точную цветность и класс светового потока.

8. Рекомендации по применению

Типичные области применения включают внутреннее освещение: лампы, встраиваемые светильники и светильники общего освещения. При проектировании схемы убедитесь, что прямой ток через каждый светодиод не превышает максимально допустимого значения. Для стабилизации тока при колебаниях напряжения рекомендуется использовать последовательные резисторы. Тепловая конструкция должна быть надежной, так как повышенные температуры снижают световую эффективность и смещают цвет. Обеспечьте достаточный отвод тепла, чтобы температура перехода не превышала 125°C. В средах, содержащих серные соединения, концентрация серы должна быть ниже 100 ppm для предотвращения повреждения светодиода. Содержание брома и хлора в материалах должно быть ограничено до менее 900 ppm каждого, в сумме менее 1500 ppm. Избегайте использования клеев, выделяющих органические пары вблизи светодиода. Если после пайки требуется очистка, рекомендуется изопропиловый спирт; ультразвуковая очистка не рекомендуется, так как может повредить корпус.

9. Техническое сравнение

По сравнению с традиционными белыми светодиодами PLCC-2 данное устройство предлагает более широкий угол обзора (120° против типичных 110°) и более высокий максимальный прямой ток (110 мА против 100 мА), что обеспечивает больший световой поток. Биннинг прямого напряжения более точный (шаг 0,4 В) по сравнению с некоторыми конкурентами, предлагающими шаг 0,6 В, что облегчает параллельную работу. Термическое сопротивление 15°C/Вт является конкурентоспособным для корпуса PLCC-2; некоторые аналогичные продукты могут иметь 20–25°C/Вт. CRI минимум 80 (типично 82) подходит для общего внутреннего использования, в то время как некоторые специализированные продукты достигают CRI 90+, но с меньшей эффективностью.

10. Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Можно ли питать этот светодиод постоянным напряжением?

Ответ: Питание постоянным напряжением не рекомендуется, так как небольшие изменения напряжения вызывают большие колебания тока. Используйте драйвер с постоянным током или токоограничивающий резистор.

Вопрос: Каков ожидаемый срок службы?

Ответ: Хотя в техническом описании это не указано явно, типичные светодиоды PLCC-2 имеют сохранение светового потока более 70% после 50 000 часов работы в рекомендованных условиях (IF=100 мА, Tj≤125°C).

Вопрос: Как интерпретировать код бина «27M»?

Ответ: «27M» указывает на бин CCT около 2700K с определенными координатами цветности в пределах эллипса МакАдама 7-го шага.

Вопрос: Можно ли использовать этот светодиод на улице?

Ответ: Техническое описание указывает рабочую температуру от -40°C до +105°C, но корпус не рассчитан на наружную влажность или прямой солнечный свет без дополнительной защиты. Для наружного применения рассмотрите возможность нанесения защитного покрытия или использования корпусов с IP-рейтингом.

Вопрос: Каково максимальное обратное напряжение?

Ответ: Абсолютное максимальное обратное напряжение составляет 15 В. Превышение этого значения может привести к повреждению. Обратный ток при 15 В составляет менее 10 мкА, что указывает на хорошие характеристики обратных утечек.

11. Примеры использования

11.1 Встраиваемый светильник для жилых помещений

Типичный модернизируемый встраиваемый светильник мощностью 7 Вт использует 7 светодиодов: 7 × 1078 мВт = 7,55 Вт общей мощности (немного выше из-за потерь в драйвере). При 120 лм на светодиод (бин FC3) при 100 мА общий световой поток составляет 840 лм, что эквивалентно лампе накаливания 60 Вт. Широкий угол обзора (120°) обеспечивает широкий луч для равномерного освещения помещения.

11.2 Линейная светодиодная лента

Для ленты длиной 1 м, содержащей 60 светодиодов (5 катушек по 12 шт.), работающих при токе 100 мА, общий ток 60 × 110 мА = 6,6 А непрактичен; обычно используются параллельные цепи с отдельными резисторами. Более реалистичная конструкция: 3 параллельные цепи по 20 светодиодов, каждая с токоограничивающим резистором и общим током 330 мА (3 × 110 мА). Световой поток превысит 6600 лм (3 цепи × 20 светодиодов × 110 лм = 6600 лм). Критически важен хороший отвод тепла.

12. Принцип работы

Белый светодиод работает по принципу преобразования люминофором: синий светодиодный кристалл на основе нитрида галлия (GaN) излучает синий свет с длиной волны около 450 нм. Этот синий свет частично поглощается желтым люминофором (обычно YAG:Ce), который излучает в широкой желто-зеленой полосе. Сочетание остаточного синего света и излучения желтого люминофора дает белый свет. Изменяя состав и концентрацию люминофора, достигаются различные коррелированные цветовые температуры (CCT) от теплого белого (2700K) до холодного белого (6500K). CRI определяется спектральной шириной люминофора; устройства с более высоким CRI часто используют несколько люминофоров (например, добавление красного люминофора) для заполнения спектральных пробелов.

13. Тенденции развития

Рыночная тенденция для белых светодиодов PLCC-2 включает дальнейшую миниатюризацию (например, корпуса 1,6×1,6 мм) при сохранении аналогичных оптических характеристик. Повышение эффективности обеспечивается за счет лучшей эффективности кристалла и квантового выхода люминофора (цель >210 лм/Вт при 100 мА для светодиодов средней мощности). Версии с более высоким CRI (CRI 90–95) становятся обычными для премиального внутреннего освещения. Кроме того, растет интеграция интеллектуального управления (например, регулируемый белый), что требует совместимого бининга светодиодов и узкой цветовой согласованности. Автомобильный сектор также внедряет аналогичные корпуса для внутреннего освещения. Требования к надежности продолжают подталкивать к снижению термического сопротивления и улучшению устойчивости к сере и влаге за счет передовых методов упаковки.