Содержание
- 1. Обзор продукта
- 1.1 Общее описание
- 1.2 Особенности
- 1.3 Применение
- 2. Анализ технических параметров
- 2.1 Электрические и оптические характеристики
- 2.2 Абсолютные максимальные номиналы
- 3. Система бининга
- 3.1 Бины прямого напряжения
- 3.2 Бины силы света
- 3.3 Бины цветности
- 4. Графики характеристик
- 4.1 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока
- 4.2 Прямой ток в зависимости от относительной интенсивности
- 4.3 Влияние температуры
- 4.4 Прямой ток в зависимости от доминирующей длины волны
- 4.5 Относительная интенсивность в зависимости от длины волны
- 4.6 Диаграмма излучения
- 5. Механические характеристики и упаковка
- 5.1 Размеры корпуса
- 5.2 Рекомендуемые схемы пайки
- 5.3 Маркировка полярности
- 6. Руководство по пайке и сборке
- 6.1 Профиль оплавления для SMT
- 6.2 Ручная пайка
- 6.3 Ремонт
- 6.4 Меры предосторожности
- 7. Информация по упаковке и заказу
- 7.1 Спецификация упаковки
- 7.2 Размеры ленты и катушки
- 7.3 Форма этикетки
- 7.4 Упаковка от влаги
- 7.5 Картонная коробка
- 8. Тестирование надежности
- 8.1 Виды испытаний и условия
- 8.2 Критерии отказа
- 9. Рекомендации по применению
- 9.1 Тепловое проектирование
- 9.2 Схемотехника
- 9.3 Экологические меры предосторожности
- 10. Хранение и обращение
- 10.1 Условия хранения
- 10.2 Сушка
- 10.3 Защита от электростатического разряда (ESD)
- 11. Принципы работы
- 12. Часто задаваемые вопросы
- Терминология спецификаций LED
- Фотоэлектрическая производительность
- Электрические параметры
- Тепловой менеджмент и надежность
- Упаковка и материалы
- Контроль качества и сортировка
- Тестирование и сертификация
1. Обзор продукта
1.1 Общее описание
Этот белый светодиод изготовлен с использованием синего кристалла и технологии преобразования люминофора. Размеры корпуса составляют 1,6 мм × 0,8 мм × 0,7 мм, что делает его пригодным для компактных SMD-применений. Светодиод излучает белый свет за счет комбинации синего излучения кристалла и желтого люминофора, обеспечивая эффективное освещение.
1.2 Особенности
- Чрезвычайно широкий угол обзора 140°.
- Подходит для всех процессов SMT сборки и пайки.
- Уровень чувствительности к влаге: Уровень 3 по стандарту JEDEC.
- Соответствует директиве RoHS.
1.3 Применение
- Оптические индикаторы.
- Переключатели, символы и дисплеи.
- Бытовая техника.
- Общая индикация.
2. Анализ технических параметров
2.1 Электрические и оптические характеристики
Электрические и оптические характеристики указаны при Ts=25°C и IF=20мА, если не указано иное. Прямое напряжение (VF) распределяется по бинам от G1 (2,8-2,9В) до J1 (3,4-3,5В), типичные значения около 3,0В при 20мА. Сила света (IV) составляет от 600 до 1100 мкд в зависимости от кода бина. Угол обзора 140° (половинный угол). Обратный ток менее 10 мкА при VR=5В. Тепловое сопротивление от перехода до точки пайки составляет 450°C/Вт.
2.2 Абсолютные максимальные номиналы
| Параметр | Обозначение | Номинал | Единица |
|---|---|---|---|
| Рассеиваемая мощность | Pd | 105 | мВт |
| Прямой ток | IF | 30 | мА |
| Максимальный импульсный прямой ток | IFP | 60 | мА |
| Электростатический разряд (HBM) | ESD | 1000 | V |
| Рабочая температура | Topr | -40 ~ +85 | °C |
| Температура хранения | Tstg | -40 ~ +85 | °C |
| Температура перехода | Tj | 95 | °C |
Превышение этих номиналов может привести к необратимому повреждению. Для поддержания температуры перехода ниже максимальной требуется правильный теплоотвод.
3. Система бининга
3.1 Бины прямого напряжения
Прямое напряжение сортируется по бинам при IF=20мА. Бины охватывают диапазон от 2,8В до 3,5В с шагом 0,1В. Типичные бины: G1 (2,8-2,9В), G2 (2,9-3,0В), H1 (3,0-3,1В), H2 (3,1-3,2В), I1 (3,2-3,3В), I2 (3,3-3,4В), J1 (3,4-3,5В).
3.2 Бины силы света
Сила света бинируется от 600 до 1100 мкд. Распространенные бины: 1BF (600-650 мкд), 1BG (650-700 мкд), 1BH (700-750 мкд), 1BI (750-800 мкд), 1BJ (800-850 мкд), 1BK (850-900 мкд), 1FA (900-950 мкд), 1FB (950-1000 мкд), LC1 (1000-1050 мкд), LC2 (1050-1100 мкд).
3.3 Бины цветности
Светодиод также сортируется по координатам цветности в диаграмме CIE 1931. Бины, такие как B11, B12, B21, B22, B51, K21, K31, обеспечивают жесткую согласованность цвета. Каждый бин определяет четырехугольную область с заданными координатами x,y. Например, бин B11 имеет координаты: (0,2423; 0,2225), (0,2385; 0,2244), (0,2449; 0,2344), (0,2487; 0,2325).
4. Графики характеристик
4.1 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока
На рисунках 1-7 показано, что прямое напряжение увеличивается с ростом прямого тока. При типичном значении 20мА VF составляет около 3,0В для бина H1.
4.2 Прямой ток в зависимости от относительной интенсивности
Относительная интенсивность возрастает с прямым током, как показано на рисунке 1-8. Она приблизительно линейна до 30мА.
4.3 Влияние температуры
Рисунки 1-9 и 1-10 демонстрируют, что температура выводов влияет как на относительную интенсивность, так и на прямой ток. Более высокая температура снижает световой выход и увеличивает прямое напряжение.
4.4 Прямой ток в зависимости от доминирующей длины волны
Рисунок 1-11 показывает, что доминирующая длина волны незначительно сдвигается при изменении тока. При 25°C длина волны остается стабильной во всем рабочем диапазоне.
4.5 Относительная интенсивность в зависимости от длины волны
Рисунок 1-12 показывает спектральное распределение. Спектр белого светодиода имеет синий пик около 450-460 нм и широкое излучение желтого люминофора.
4.6 Диаграмма излучения
Диаграмма излучения на рисунке 1-13 показывает широкое ламбертовское распределение с половинным углом 140°. Это обеспечивает равномерное рассеивание света.
5. Механические характеристики и упаковка
5.1 Размеры корпуса
Корпус имеет размеры 1,6 мм (Д) × 0,8 мм (Ш) × 0,7 мм (В). На виде сверху показано расположение кристалла. Вид сбоку указывает толщину. На виде снизу показаны две контактные площадки: площадка 1 (катод) и площадка 2 (анод). На нижней стороне имеется маркировка полярности.
5.2 Рекомендуемые схемы пайки
Рекомендуемые контактные площадки для пайки приведены на рисунке 1-5. Размер каждой площадки 0,8 мм × 0,8 мм с расстоянием 0,8 мм. Общий размер посадочного места составляет 2,4 мм в длину.
5.3 Маркировка полярности
Маркировка полярности указывает на сторону катода. Обеспечьте правильную ориентацию при сборке, чтобы избежать обратного смещения.
6. Руководство по пайке и сборке
6.1 Профиль оплавления для SMT
Рекомендуемый профиль оплавления:
- Скорость подъема температуры: макс. 3°C/с от Tsmin (150°C) до Tsmax (200°C).
- Время предварительного нагрева: 60-120 секунд в диапазоне 150-200°C.
- 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 пайками прошло более 24 часов, требуется сушка.
6.2 Ручная пайка
При ручной пайке используйте температуру жала ниже 300°C в течение не более 3 секунд. Допускается только одна ручная пайка.
6.3 Ремонт
Ремонт после пайки не рекомендуется. Если неизбежен, используйте паяльник с двумя жалами и проверьте характеристики светодиода.
6.4 Меры предосторожности
Не устанавливайте светодиоды на деформированную печатную плату. Избегайте механических нагрузок и быстрого охлаждения после пайки.
7. Информация по упаковке и заказу
7.1 Спецификация упаковки
Светодиоды упаковываются в ленту и катушки: 4000 штук на катушку.
7.2 Размеры ленты и катушки
Ширина ленты 8 мм, шаг 4 мм. Внешний диаметр катушки 178 мм, диаметр ступицы 60 мм. Подробные размеры приведены на рисунках 2-1 и 2-2.
7.3 Форма этикетки
На каждой катушке имеется этикетка с номером детали, номером спецификации, номером партии, кодом бина (световой поток, цветность, напряжение), кодом длины волны, количеством и датой.
7.4 Упаковка от влаги
Катушки герметизируются во влагозащитном пакете с осушителем и индикатором влажности. Соблюдайте требования MSL3.
7.5 Картонная коробка
Катушки упаковываются в картонные коробки для отгрузки.
8. Тестирование надежности
8.1 Виды испытаний и условия
| Испытание | Условие | Время | Образец | Прием/Отказ |
|---|---|---|---|---|
| Оплавление | 260°C, 10с | 2x | 22 | 0/1 |
| Термоциклирование | -40°C до 100°C | 100 циклов | 22 | 0/1 |
| Термоудар | -40°C до 100°C | 300 циклов | 22 | 0/1 |
| Хранение при высокой температуре | 100°C | 1000 часов | 22 | 0/1 |
| Хранение при низкой температуре | -40°C | 1000 часов | 22 | 0/1 |
| Испытание на срок службы | 25°C, 20мА | 1000 часов | 22 | 0/1 |
8.2 Критерии отказа
После испытаний прямое напряжение не должно превышать 1,1× верхнего предела спецификации. Обратный ток должен быть ниже 2,0× верхнего предела. Световой поток не должен упасть ниже 0,7× нижнего предела спецификации.
9. Рекомендации по применению
9.1 Тепловое проектирование
Правильный отвод тепла критически важен. Температура перехода не должна превышать 95°C. Используйте достаточную площадь медного слоя на плате и тепловые переходные отверстия для управления нагревом.
9.2 Схемотехника
Всегда включайте токоограничивающий резистор для предотвращения скачков тока. Избегайте обратного напряжения. Схема должна обеспечивать только прямое смещение в рабочем режиме.
9.3 Экологические меры предосторожности
Содержание серы в окружающих материалах должно быть ниже 100 ppm. Содержание брома и хлора по отдельности ниже 900 ppm, суммарно ниже 1500 ppm. Избегайте летучих органических соединений, которые могут повредить инкапсулянт светодиода.
10. Хранение и обращение
10.1 Условия хранения
До вскрытия алюминиевого пакета: хранить при ≤30°C и ≤75% относительной влажности до 1 года с даты. После вскрытия: хранить при ≤30°C и ≤60% относительной влажности в течение 168 часов. При превышении срока требуется сушка перед использованием.
10.2 Сушка
Сушить при 60±5°C в течение не менее 24 часов, если влагозащитный барьер был нарушен.
10.3 Защита от электростатического разряда (ESD)
Светодиоды чувствительны к ESD (HBM 1000В). Используйте надлежащие меры защиты от ESD при обращении и сборке.
11. Принципы работы
Белый светодиод использует синий кристалл InGaN, покрытый желтым люминофором (например, YAG:Ce). Синий свет возбуждает люминофор, который излучает желтый свет; комбинация синего и желтого дает белый свет. Точная цветовая температура зависит от состава и толщины люминофора.
12. Часто задаваемые вопросы
В: Какие рекомендуемые условия хранения?
О: До вскрытия: ≤30°C и ≤75% относительной влажности до 1 года. После вскрытия: 168 часов при ≤30°C и ≤60% относительной влажности.
В: Сколько циклов оплавления допускается?
О: Максимум 2 раза. Если между циклами прошло более 24 часов, требуется сушка.
В: Каков уровень чувствительности к влаге?
О: Уровень MSL 3.
В: Можно ли использовать светодиод с импульсным управлением?
О: Да, максимальный импульсный прямой ток составляет 60 мА при скважности 1/10 и длительности импульса 0,1 мс.
В: Каково типичное тепловое сопротивление?
О: 450°C/Вт от перехода до точки пайки.
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. |