Содержание
- 1. Обзор продукта
- 1.1 Общее описание
- 1.2 Особенности
- 1.3 Применение
- 2. Габаритные размеры корпуса
- 2.1 Механический контур
- 3. Электрические и оптические характеристики
- 3.1 Электрические/оптические параметры при 25°C (IF=50mA, если не указано иное)
- 3.2 Предельные максимальные значения (Ts=25°C, если не указано иное)
- 3.3 Информация о биннинге при IF=50mA
- 4. Типовые кривые оптических характеристик
- 4.1 Зависимость прямого напряжения от прямого тока
- 4.2 Зависимость относительной интенсивности от прямого тока
- 4.3 Зависимость температуры пайки от относительного светового потока
- 4.4 Зависимость температуры пайки от снижения прямого тока
- 4.5 Зависимость прямого напряжения от температуры пайки
- 4.6 Диаграмма излучения
- 4.7 Зависимость доминирующей длины волны от прямого тока
- 4.8 Распределение спектра
- 5. Информация об упаковке
- 5.1 Размеры ленты носителя и катушки
- 5.2 Этикетка и защита от влаги
- 6. Испытания на надежность и условия
- 7. Инструкции по пайке оплавлением SMT
- 7.1 Рекомендуемый профиль оплавления
- 7.2 Ручная пайка
- 7.3 Переделка
- 7.4 Меры предосторожности
- 8. Меры предосторожности при обращении
- 8.1 Экологическая совместимость
- 8.2 Обращение и сборка
- 8.3 Проектирование схемы
- 8.4 Тепловое проектирование
- 8.5 Очистка
- 8.6 Условия хранения
- 8.7 Электростатический разряд (ESD)
- 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 светодиод изготовлен на основе эпитаксиальных слоев AlGaInP (алюминий-галлий-индий-фосфид), выращенных на подложке, и упакован в конфигурацию PLCC4 (пластиковый корпус с выводами). Компактный корпус имеет размеры 3,50 мм x 2,80 мм x 1,85 мм (длина x ширина x высота), что делает его подходящим для применения в условиях ограниченного пространства. Устройство излучает желтый свет с доминирующей длиной волны около 590 нм. Оно предназначено для общего освещения и автомобильного освещения, где требуются высокая яркость и надежность.
1.2 Особенности
- Корпус PLCC4 для удобного поверхностного монтажа (SMT).
- Очень широкий угол обзора 120 градусов (на половине интенсивности), обеспечивающий широкое распределение света.
- Совместим со всеми стандартными процессами сборки SMT и пайки оплавлением.
- Доступен в упаковке лента и катушка для автоматической установки.
- Уровень чувствительности к влажности 2 (MSL 2) по стандартам JEDEC.
- Соответствует директивам RoHS (об ограничении содержания опасных веществ) и REACH (регистрация, оценка, авторизация и ограничение химических веществ).
- Квалифицирован по стандарту AEC-Q101 на стрессовые испытания для автомобильных дискретных полупроводников.
1.3 Применение
- Освещение салона автомобиля (например, индикаторы на приборной панели, атмосферная подсветка).
- Наружное освещение автомобиля (например, указатели поворота, стоп-сигналы, задние комбинированные фонари).
- Общая индикация и вывески.
- Любое применение, требующее мощного желтого SMD-светодиода с широким углом излучения.
2. Габаритные размеры корпуса
2.1 Механический контур
Корпус светодиода имеет общие размеры 3,50 мм (длина) × 2,80 мм (ширина) × 1,85 мм (высота). Все размеры имеют допуск ±0,2 мм, если не указано иное. Вид сверху показывает прямоугольный корпус с меткой полярности (скошенный угол) в верхнем правом углу. Вид сбоку указывает общую высоту 1,85 мм. Вид снизу показывает четыре контактные площадки: площадки 1 и 2 (катод/анод) расположены на нижней стороне, а площадки 3 и 4 — на верхней. Подробная схема подключения показана на диаграмме полярности. Также приведена рекомендуемая контактная площадка (земляной рисунок) на печатной плате для оптимизации тепловых и электрических характеристик. Размеры площадки: центральная прямоугольная область 2,60 мм × 1,60 мм с удлиненными контактными площадками общей длиной 4,60 мм и шириной 0,80 мм для внешних соединений. Этот рисунок обеспечивает надежное формирование паяных соединений и достаточное рассеивание тепла.
3. Электрические и оптические характеристики
3.1 Электрические/оптические параметры при 25°C (IF=50mA, если не указано иное)
| Параметр | Символ | Условия испытаний | Мин. | Тип. | Макс. | Ед. изм. |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Прямое напряжение | VF | IF=50mA | 2.0 | 2.3 | 2.6 | V |
| Обратный ток | IR | VR=5V | — | — | 10 | мкА |
| Сила света | IV | IF=50mA | 1800 | 2300 | 3500 | мкд |
| Доминирующая длина волны | λD | IF=50mA | 584.5 | 590 | 594.5 | нм |
| Угол обзора (половинная мощность) | 2θ1/2 | IF=50mA | — | 120 | — | град |
| Тепловое сопротивление (переход-точка пайки) | RRthJS | IF=50mA | — | — | 180 | К/Вт |
3.2 Предельные максимальные значения (Ts=25°C, если не указано иное)
| Параметр | Символ | Номинал | Ед. изм. |
|---|---|---|---|
| Рассеиваемая мощность | PD | 182 | мВт |
| Прямой ток | IF | 70 | мА |
| Импульсный прямой ток (рабочий цикл 1/10, импульс 10 мс) | IFP | 100 | мА |
| Обратное напряжение | VR | 5 | V |
| ESD (модель человеческого тела) | ESD | 2000 | V |
| Рабочий диапазон температур | TOPR | -40 до +100 | °C |
| Диапазон температур хранения | TSTG | -40 до +100 | °C |
| Температура перехода | TJ | 120 | °C |
3.3 Информация о биннинге при IF=50mA
Светодиоды сортируются по корзинам на основе прямого напряжения (VF), силы света (IV) и доминирующей длины волны (λD). Диапазоны сортировки следующие:
Корзины прямого напряжения:C1 (2.0-2.1В), C2 (2.1-2.2В), D1 (2.2-2.3В), D2 (2.3-2.4В), E1 (2.4-2.5В), E2 (2.5-2.6В).
Корзины силы света:N1 (1800-2300 мкд), N2 (2300-2800 мкд), O1 (2800-3500 мкд).
Корзины доминирующей длины волны:A2 (584.5-587 нм), B1 (587-589.5 нм), B2 (589.5-592 нм), C1 (592-594.5 нм).
Код корзины указывается на этикетке продукта и может использоваться для выбора конкретных диапазонов производительности для приложения.
4. Типовые кривые оптических характеристик
4.1 Зависимость прямого напряжения от прямого тока
При увеличении прямого тока от 0 до 70 мА прямое напряжение возрастает примерно с 1,9 В до 2,6 В. Кривая следует типичной экспоненциальной диодной характеристике. При испытательном токе 50 мА прямое напряжение обычно составляет 2,3 В.
4.2 Зависимость относительной интенсивности от прямого тока
Относительная сила света увеличивается почти линейно с прямым током до 70 мА. При 50 мА относительная интенсивность составляет примерно 90% от максимальной при 70 мА. Такое поведение позволяет тонко регулировать яркость, изменяя ток возбуждения в пределах номинального диапазона.
4.3 Зависимость температуры пайки от относительного светового потока
При повышении температуры пайки (Ts) от 25°C до 120°C относительный световой поток уменьшается. При 100°C поток падает примерно до 75% от значения при 25°C. Поэтому управление тепловым режимом имеет решающее значение для поддержания постоянного светового потока.
4.4 Зависимость температуры пайки от снижения прямого тока
Чтобы поддерживать температуру перехода в допустимых пределах, максимально допустимый прямой ток должен быть снижен по мере повышения температуры окружающей среды/пайки. При Ts=100°C максимальный прямой ток снижается примерно до 40 мА по сравнению с 70 мА при 25°C.
4.5 Зависимость прямого напряжения от температуры пайки
Прямое напряжение незначительно уменьшается с повышением температуры. В диапазоне от 25°C до 120°C прямое напряжение падает примерно на 0,2 В. Этот отрицательный температурный коэффициент следует учитывать при проектировании драйверов с постоянным током или постоянным напряжением.
4.6 Диаграмма излучения
Диаграмма излучения близка к ламбертовской с широким половинным углом 120°. Относительная интенсивность максимальна при 0° (по оси) и падает до 50% при ±60°. Диаграмма симметрична и обеспечивает равномерное распределение света в предполагаемом применении.
4.7 Зависимость доминирующей длины волны от прямого тока
При увеличении прямого тока от 0 до 70 мА доминирующая длина волны незначительно смещается в сторону более длинных волн (красный сдвиг). Сдвиг составляет примерно 1 нм в полном диапазоне тока, что незначительно для большинства применений, но может учитываться для конструкций, критичных к цвету.
4.8 Распределение спектра
Спектр показывает один пик с центром около 590 нм с полной шириной на полувысоте (FWHM) примерно 20 нм. Излучение находится в желтой области видимого спектра, без значительных вторичных пиков. Спектральная чистота высокая, что делает этот светодиод подходящим для приложений, требующих определенного желтого цвета.
5. Информация об упаковке
5.1 Размеры ленты носителя и катушки
Светодиоды упакованы в ленту-носитель с шагом 4,00 мм и шириной 8,00 мм. Лента имеет карман, в который помещается корпус 3,5×2,8 мм, и покровную ленту для защиты. Каждая катушка содержит 2000 штук. Наружный диаметр катушки 330 мм, диаметр ступицы 100 мм, диаметр отверстия шпинделя 13 мм. Направление подачи ленты указано стрелками на катушке.
5.2 Этикетка и защита от влаги
На каждую катушку наклеивается этикетка с номером детали, номером спецификации, номером партии, кодом корзины, кодом светового потока (или интенсивности), кодом цветности, кодом прямого напряжения, кодом длины волны, количеством и датным кодом. Катушка помещается во влагозащитный пакет с осушителем и индикатором влажности. Пакет затем герметизируется для поддержания среды с низким содержанием влаги. Внешняя картонная коробка содержит несколько катушек для отгрузки.
6. Испытания на надежность и условия
| Параметр испытания | Стандарт | Условия | Продолжительность / Циклы | Объем выборки | Приемка/Отбраковка (c=0) |
|---|---|---|---|---|---|
| Пайка оплавлением | JESD22-B106 | Температура: макс. 260°C, T=10с | 2 прохода | 20 шт. | 0/1 |
| Уровень чувствительности к влажности 2 (MSL2) | JESD22-A113 | 85°C/60%RH | 168 часов | 20 шт. | 0/1 |
| Термоудар | JEITA ED-4701 300307 | -40°C 15мин ↔ 125°C 15мин, переход<10с | 1000 циклов | 20 шт. | 0/1 |
| Испытание на долговечность | JESD22-A108 | Ta=100°C, IF=50mA | 1000 часов | 20 шт. | 0/1 |
| Испытание на долговечность при высокой температуре и влажности | JESD22-A101 | 85°C/85%RH, IF=50mA | 1000 часов | 20 шт. | 0/1 |
Критерии отказа:После испытаний применяются следующие пределы: изменение прямого напряжения ≤ 1,1 верхнего предела спецификации (USL). Обратный ток ≤ 2,0 USL. Световой поток ≥ 0,7 нижнего предела спецификации (LSL).
7. Инструкции по пайке оплавлением SMT
7.1 Рекомендуемый профиль оплавления
Светодиод подходит для бессвинцовой пайки оплавлением. Следует использовать следующий профиль:
- Предварительный нагрев: 150°C до 200°C в течение 60‑120 секунд.
- Подъем от Tsmax до TL (217°C) со скоростью ≤ 3°C/с.
- Время выше 217°C (tL): 60‑120 секунд.
- Пиковая температура (TP): 260°C, максимальное время в пределах 5°C от пика (tp) 10 секунд.
- Снижение от пика до 25°C со скоростью ≤ 6°C/с.
- Общее время от 25°C до пика: ≤ 8 минут.
Не превышайте двух циклов оплавления. Если время между двумя операциями оплавления превышает 24 часа, светодиоды необходимо просушить для предотвращения повреждения от влаги. Не прилагайте механического напряжения к светодиоду во время нагрева.
7.2 Ручная пайка
При необходимости ручной пайки используйте паяльник с температурой ниже 300°C и выполните соединение в течение 3 секунд. Допускается только одна операция ручной пайки.
7.3 Переделка
Переделка после пайки не рекомендуется. Если это неизбежно, используйте двухканальный инструмент для горячего воздуха, чтобы одновременно нагреть оба соединения и аккуратно удалить компонент. Убедитесь, что переделка не повреждает характеристики светодиода.
7.4 Меры предосторожности
- Герметик светодиода — силикон, имеющий мягкую поверхность. Избегайте сильного давления на верхнюю поверхность, так как это может повлиять на надежность. Используйте соответствующие захватные сопла с контролируемым усилием.
- Не устанавливайте светодиод на изогнутую печатную плату. После пайки избегайте изгиба печатной платы.
- Не прилагайте механического усилия или вибрации во время охлаждения после пайки. Не подвергайте устройство быстрому охлаждению.
8. Меры предосторожности при обращении
8.1 Экологическая совместимость
Материалы, контактирующие со светодиодом, не должны содержать сернистых соединений более 100 ppm. Общее содержание брома и хлора в окружающих материалах должно быть ниже 1500 ppm, при этом содержание каждого элемента индивидуально ниже 900 ppm. Летучие органические соединения (ЛОС) могут проникать в силиконовый герметик и вызывать обесцвечивание под воздействием тепла и света. Поэтому в конструкции светильника следует использовать только совместимые материалы. Компания Refond рекомендует проверять все химикаты и клеи в предполагаемой среде перед использованием.
8.2 Обращение и сборка
Всегда берите светодиод за боковые поверхности с помощью пинцета или соответствующего инструмента. Избегайте прикосновения к силиконовой линзе, чтобы предотвратить повреждение внутренних цепей. При установке используйте сопло, которое не деформирует поверхность силикона.
8.3 Проектирование схемы
Спроектируйте драйверную схему так, чтобы ток через каждый светодиод не превышал абсолютного максимального номинала (70 мА DC). Включите последовательный резистор для ограничения тока и компенсации колебаний напряжения. Не подавайте обратное напряжение на светодиод, так как это может вызвать миграцию и необратимое повреждение. Обеспечьте защиту от электростатического разряда (HBM до 2 кВ) при обращении и сборке.
8.4 Тепловое проектирование
Поскольку характеристики светодиода ухудшаются с увеличением температуры перехода (например, снижение яркости, изменение цвета), необходимо обеспечить надлежащее тепловое управление. Убедитесь, что печатная плата имеет достаточную площадь меди и тепловые переходные отверстия для рассеивания тепла. Температура перехода не должна превышать 120°C.
8.5 Очистка
Если после пайки требуется очистка, рекомендуется изопропиловый спирт. Другие растворители должны быть проверены на отсутствие воздействия на корпус или смолу. Ультразвуковая очистка не рекомендуется, так как она может повредить светодиод.
8.6 Условия хранения
| Условие | Температура | Влажность | Максимальное время |
|---|---|---|---|
| До вскрытия вакуумного пакета | ≤30°C | ≤75% RH | 1 год с даты кода |
| После вскрытия пакета (рекомендуемое использование) | ≤30°C | ≤60% RH | ≥24 часа |
| Сушка (если превышен срок хранения или изменился индикатор влажности) | 60±5°C | — | ≥24 часа |
Если влагозащитный пакет поврежден или индикатор влажности показывает избыточную влажность, просушите светодиоды при 60±5°C не менее 24 часов перед использованием.
8.7 Электростатический разряд (ESD)
Этот светодиод чувствителен к ESD. Более 90% единиц выдерживают 2000 В HBM. Однако необходимо соблюдать надлежащие меры предосторожности (заземленные рабочие места, браслеты, проводящие контейнеры) при обращении и сборке, чтобы избежать скрытых повреждений.
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. |