Содержание
- 1. Обзор продукта
- 1.1 Общее описание
- 1.2 Особенности
- 1.3 Применение
- 1.4 Габариты корпуса
- 1.5 Параметры продукта
- 1.6 Типовые кривые оптических характеристик
- 2. Упаковка
- 2.1 Спецификация упаковки
- 2.2 Влагозащитная упаковка
- 2.3 Картонная коробка
- 2.4 Испытания на надежность и условия
- 2.5 Критерии оценки повреждений
- 3. Инструкции по пайке оплавлением SMT
- 3.1 Профиль оплавления
- 3.1.1 Паяльник
- 3.1.2 Ремонт
- 3.1.3 Меры предосторожности
- 4. Меры предосторожности при обращении
- 4.1 Хранение и обращение
- 5. Система бинирования
- 6. Рекомендации по применению
- 7. Техническое сравнение
- 8. Часто задаваемые вопросы
- 9. Практический пример проектирования
- 10. Принцип работы
- 11. Отраслевые тенденции
- 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 желтый SMD светодиод изготовлен с использованием высокоэффективного желтого чипа и упакован в компактный корпус 1,6 мм x 0,8 мм x 0,25 мм, широко известный как типоразмер 0603. Светодиод излучает в доминантной длине волны от 585 до 595 нм, обеспечивая чистый желтый свет. Он предназначен для универсальной индикации и подсветки, где важны низкое энергопотребление и малые габариты. Устройство поддерживает стандартные процессы поверхностного монтажа (SMT) и соответствует требованиям RoHS.
1.2 Особенности
- Чрезвычайно широкий угол обзора 140° для равномерного распределения света.
- Подходит для всех процессов SMT-сборки и пайки.
- Уровень чувствительности к влаге: уровень 3 (MSL 3) по стандарту JEDEC.
- Соответствует RoHS, не содержит опасных веществ.
- Доступен в нескольких бинах по напряжению, длине волны и силе света для гибкости проектирования.
- Низкое тепловое сопротивление (типовое 450 К/Вт), способствующее отводу тепла.
1.3 Применение
- Оптические индикаторы в бытовой электронике, домашних приборах и промышленном оборудовании.
- Подсветка переключателей и символов в пользовательских интерфейсах.
- Универсальная индикация и отображение состояния.
- Внутреннее освещение автомобилей (некритичные применения).
1.4 Габариты корпуса
Корпус светодиода имеет компактные размеры: длина 1,60 мм, ширина 0,80 мм, высота 0,25 мм. На нижнем виде показаны две контактные площадки анода и катода с маркировкой полярности. На верхнем виде указана светоизлучающая поверхность. Рекомендуемая схема пайки предполагает размеры площадок 2,4 мм x 0,8 мм с шагом 0,8 мм. Все размеры указаны в миллиметрах с допуском ±0,2 мм, если не указано иное. Полярность отмечена на корпусе для правильной ориентации при сборке.
1.5 Параметры продукта
Все электрические и оптические параметры указаны при температуре окружающей среды 25°C (Ts=25°C), если не указано иное.
| Параметр | Символ | Условие | Мин | Тип | Макс | Ед. изм. |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Прямое напряжение (бин A0) | VF | IF=20мА | 1.6 | -- | 1.8 | V |
| Прямое напряжение (бин B0) | VF | IF=20мА | 1.8 | -- | 2.0 | V |
| Прямое напряжение (бин C0) | VF | IF=20мА | 2.0 | -- | 2.2 | V |
| Прямое напряжение (бин D0) | VF | IF=20мА | 2.2 | -- | 2.4 | V |
| Доминантная длина волны (бин 2K) | λD | IF=20мА | 585 | -- | 590 | нм |
| Доминантная длина волны (бин 2L) | λD | IF=20мА | 590 | -- | 595 | нм |
| Сила света (бин F00) | IV | IF=20мА | 65 | -- | 100 | мкд |
| Сила света (бин G00) | IV | IF=20мА | 100 | -- | 150 | мкд |
| Сила света (бин H00) | IV | IF=20мА | 150 | -- | 230 | мкд |
| Сила света (бин I00) | IV | IF=20мА | 230 | -- | 350 | мкд |
| Полуширина спектральной линии | Δλ | IF=20мА | -- | 15 | -- | нм |
| Угол обзора | 2θ1/2 | IF=20мА | -- | 140 | -- | град |
| Обратный ток | IR | VR=5В | -- | -- | 10 | мкА |
| Тепловое сопротивление (переход-пайка) | RTHJ-S | IF=20мА | -- | -- | 450 | К/Вт |
Максимальные допустимые значения при Ts=25°C
| Параметр | Символ | Номинал | Ед. изм. |
|---|---|---|---|
| Рассеиваемая мощность | Pd | 48 | мВт |
| Прямой ток (постоянный) | IF | 20 | мА |
| Пиковый прямой ток (импульсный) | IFP | 60 | мА |
| Электростатический разряд (HBM) | ESD | 2000 | V |
| Рабочая температура | Topr | -40 ~ +85 | °C |
| Температура хранения | Tstg | -40 ~ +85 | °C |
| Температура перехода | Tj | 95 | °C |
1.6 Типовые кривые оптических характеристик
Кривые характеристик иллюстрируют поведение светодиода при различных условиях. На рис. 1-6 показана зависимость прямого тока от прямого напряжения: типовое напряжение включения составляет около 1,8–2,0 В при токе 20 мА. На рис. 1-7 представлена относительная интенсивность как функция прямого тока: линейный рост до 20 мА. На рис. 1-8 показана относительная интенсивность в зависимости от температуры окружающей среды: небольшое снижение при высоких температурах. На рис. 1-9 приведена кривая снижения номиналов прямого тока в зависимости от температуры вывода: рекомендуется снижение тока выше 60°C. На рис. 1-10 показано смещение доминантной длины волны с током: длина волны остается почти стабильной на уровне около 590 нм. На рис. 1-11 представлено спектральное распределение с пиком около 590 нм и полушириной около 15 нм. На рис. 1-12 показана диаграмма направленности, подтверждающая широкий угол обзора 140° с равномерным излучением.
2. Упаковка
2.1 Спецификация упаковки
Светодиоды упаковываются в ленту и катушку по 4000 штук на катушку. Ширина носителя 8,0 мм, шаг карманов 4,0 мм, ориентация компонентов по направлению подачи. Размеры катушки: внешний диаметр 178 мм, ширина 8,0 мм, диаметр ступицы 60 мм, диаметр отверстия 13,0 мм. На каждой катушке указаны номер детали, номер спецификации, номер партии, код бина (по световому потоку, цветности, прямому напряжению, длине волны), количество и код даты.
2.2 Влагозащитная упаковка
Катушка запаивается во влагонепроницаемый пакет (MBB) с осушителем и индикатором влажности для поддержания уровня влажности ниже требований MSL 3. Пакет вакуумируется и маркируется предупреждениями о защите от электростатического разряда (ESD).
2.3 Картонная коробка
Несколько катушек упаковываются в стандартную картонную коробку для транспортировки. Коробка маркируется информацией о продукте и транспортными отметками.
2.4 Испытания на надежность и условия
Светодиоды прошли квалификацию по стандартам JEDEC: пайка оплавлением (260°C, 10 с, 2 раза), термоциклирование (-40°C до 100°C, 100 циклов), термоудар (-40°C до 100°C, 300 циклов), хранение при высокой температуре (100°C, 1000 ч), хранение при низкой температуре (-40°C, 1000 ч) и испытание на срок службы (25°C, 20 мА, 1000 ч). Критерий приемки: 0 отказов из 22 образцов.
2.5 Критерии оценки повреждений
После испытаний на надежность применяются следующие пределы: прямое напряжение при 20 мА не должно превышать 1,1 верхнего предела спецификации (USL). Обратный ток при 5 В не должен превышать 2,0 USL. Сила света при 20 мА не должна падать ниже 0,7 нижнего предела спецификации (LSL).
3. Инструкции по пайке оплавлением SMT
3.1 Профиль оплавления
Рекомендуемый профиль пайки оплавлением включает: предварительный нагрев от 150°C до 200°C в течение 60–120 с; скорость подъема температуры ≤3°C/с; время выше 217°C (TL) 60–150 с; пиковая температура (TP) 260°C, макс. 10 с; скорость охлаждения ≤6°C/с. Общее время от 25°C до пика не более 8 минут. Пайка оплавлением не должна проводиться более двух раз; если между пайками прошло более 24 часов, светодиоды необходимо просушить.
3.1.1 Паяльник
При ручной пайке используйте паяльник с температурой ниже 300°C и временем контакта менее 3 секунд. Ручную пайку следует выполнять только один раз на светодиод.
3.1.2 Ремонт
Ремонт после пайки не рекомендуется. Если это неизбежно, используйте двусторонний паяльник и предварительно убедитесь, что характеристики светодиода не будут повреждены.
3.1.3 Меры предосторожности
Не устанавливайте светодиоды на деформированные участки печатной платы. После пайки избегайте механических нагрузок или вибрации во время охлаждения. Не охлаждайте устройство быстро.
4. Меры предосторожности при обращении
4.1 Хранение и обращение
- Перед вскрытием влагонепроницаемого пакета: хранить при<30°C,<75% относительной влажности (RH) до 1 года с даты изготовления.
- После вскрытия: хранить при<30°C,<60% RH и использовать в течение 168 часов (7 дней). Если индикатор влажности показывает >60% RH, требуется сушка (60°C±5°C в течение 24 часов).
- Светодиод чувствителен к электростатическим разрядам (HBM 2000 В). При обращении и сборке необходимо соблюдать надлежащие меры защиты от ESD.
- Экологическая совместимость: материалы сопряжения должны содержать серу менее 100 PPM; бром<900 PPM; хлор<900 PPM; суммарное содержание галогенов<1500 PPM. Летучие органические соединения из материалов оснастки могут вызвать обесцвечивание; проверьте совместимость в конечном применении.
- Конструкция охлаждения критически важна: убедитесь, что температура перехода не превышает 95°C. Снижайте прямой ток, если температура окружающей среды превышает 60°C.
- Для схемотехники используйте токоограничивающие резисторы, чтобы предотвратить перегрузку по току из-за разброса прямого напряжения. Не прикладывайте обратное напряжение.
5. Система бинирования
Светодиоды сортируются по нескольким бинам для обеспечения жестких допусков по критическим параметрам:
- Бины прямого напряжения:A0 (1.6–1.8 В), B0 (1.8–2.0 В), C0 (2.0–2.2 В), D0 (2.2–2.4 В). Это позволяет разработчикам выбрать определенный диапазон напряжения для стабильной яркости в последовательных или параллельных цепях.
- Бины доминантной длины волны:2K (585–590 нм) и 2L (590–595 нм). Обеспечивает однородность цвета в приложениях с несколькими светодиодами.
- Бины силы света:F00 (65–100 мкд), G00 (100–150 мкд), H00 (150–230 мкд), I00 (230–350 мкд). Обеспечивает гибкость для различных требований к яркости.
6. Рекомендации по применению
Для типовых применений, таких как индикаторы, установите прямой ток 20 мА с помощью подходящего резистора. Учитывайте снижение номиналов при работе при высоких температурах окружающей среды. Широкий угол обзора 140° идеально подходит для индикаторов на передних панелях, которые должны быть видны с разных углов. Для подсветки дисплеев можно использовать несколько светодиодов последовательно/параллельно с правильным распределением тока. Убедитесь, что конструкция контактных площадок ПП соответствует рекомендованной схеме пайки (площадки 0,8 мм с шагом 2,4 мм). Избегайте воздействия агрессивных химикатов или сред с высоким содержанием серы.
7. Техническое сравнение
По сравнению с другими желтыми светодиодами 0603 на рынке, это устройство предлагает очень широкий угол обзора (140° против типовых 120°), несколько вариантов бинирования по напряжению и длине волны, а также низкое тепловое сопротивление, способствующее управлению теплом. Уровень MSL 3 является стандартным для чувствительности к влаге, но прочный корпус устройства позволяет использовать стандартные процессы SMT. Доступность бинов силы света от 65 до 350 мкд дает разработчикам широкий выбор яркости без избыточных спецификаций.
8. Часто задаваемые вопросы
В: Как выбрать правильный бин по напряжению?О: Выберите бин, соответствующий вашему напряжению питания за вычетом падения напряжения на токоограничивающем резисторе. Например, при питании 3,3 В и токе 20 мА выбирайте прямое напряжение около 1,8–2,0 В (бин B0 или C0), чтобы рассеиваемая мощность резистора была приемлемой.
В: Могу ли я управлять этими светодиодами током выше 20 мА?О: Максимальный постоянный ток составляет 20 мА; импульсная работа до 60 мА допускается при скважности 1/10 и длительности импульса 0,1 мс. Превышение этих значений может вызвать повреждение.
В: Почему существует несколько бинов силы света?О: Бинирование учитывает естественные технологические разбросы. Разработчики могут заказать конкретный бин силы света для обеспечения минимальной яркости без завышения спецификаций, что помогает контролировать стоимость.
В: Как следует сушить светодиоды при необходимости?О: Сушите при 60±5°C в течение 24 часов, если пакет был открыт более 168 часов или индикатор влажности показывает >60% RH. Используйте только один цикл сушки.
9. Практический пример проектирования
Рассмотрим индикатор бытового прибора, требующий желтый светодиод, видимый на расстоянии 2 метров, с питанием 5 В. Используя бин G00 (100–150 мкд) и бин B0 (1,8–2,0 В), значение токоограничивающего резистора составляет (5 В - 1,9 В)/20 мА = 155 Ом; выбираем стандартный резистор 150 Ом. Рассеиваемая мощность на резисторе составляет 62 мВт, что значительно ниже номинала 1/8 Вт. Для нескольких светодиодов, включенных параллельно, каждый должен иметь свой резистор, чтобы избежать неравномерного распределения тока из-за разброса прямого напряжения. Упаковка обеспечивает 4000 деталей на катушку, что подходит для серийного производства среднего объема.
10. Принцип работы
Желтые светодиоды обычно используют полупроводниковую структуру AlInGaP (алюминий-индий-галлий-фосфид). При протекании тока через p-n-переход электроны рекомбинируют с дырками, излучая фотоны с энергией, соответствующей желтой части спектра (около 590 нм). Цвет излучения определяется шириной запрещенной зоны активного материала. Корпус включает прозрачный эпоксидный компаунд или силикон, окрашенный в желтый цвет, что обеспечивает механическую защиту и улучшает вывод света. Широкий угол обзора достигается за счет тщательной конструкции линзы и использования рассеивающего компаунда.
11. Отраслевые тенденции
Тенденция в SMD-светодиодах продолжает двигаться в сторону более мелких корпусов (например, 0402, 0201) с более высокой эффективностью. Желтые светодиоды дополняются фосфорно-преобразованным янтарным цветом с использованием синего чипа и желтого люминофора, что обеспечивает лучшую стабильность цвета. Однако прямые желтые светодиоды на чипе остаются популярными благодаря простоте схем управления и насыщенному цвету. Спрос на внутреннее освещение автомобилей и устройства «умного дома» стимулирует потребность в компактных надежных желтых индикаторах. Стратегии бинирования, используемые в данном даташите, соответствуют отраслевой практике для обеспечения стабильных характеристик в серийных применениях.
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. |