Синий светодиод PLCC2 3.5x2.8x1.84мм - Прямое напряжение 3.0В - Мощность 102мВт - 465-475нм Datasheet

1. Обзор продукта

RF-BNRA30TS-BB — высокопроизводительный синий светодиод, предназначенный для требовательных приложений, таких как внутреннее освещение автомобилей и переключатели. Он использует технологию GaN на подложке для обеспечения доминирующей длины волны 465-475 нм с типичным прямым напряжением 3,0 В при 20 мА. Устройство размещено в компактном корпусе PLCC2 размером 3,50 мм x 2,80 мм x 1,84 мм, что делает его пригодным для автоматизированного SMT-монтажа. Благодаря чрезвычайно широкому углу обзора 120 градусов и уровню чувствительности к влаге 2, этот светодиод обеспечивает отличную гибкость конструкции. Он полностью соответствует директивам RoHS и REACH и прошел квалификационные испытания на основе руководящих принципов AEC-Q101 для автомобильных дискретных полупроводников.

2. Углубленный анализ технических параметров

2.1 Электрические характеристики

При условии испытаний IF = 20 мА и Ts = 25 °C прямое напряжение (VF) находится в диапазоне от 2,8 В (минимум) до 3,4 В (максимум) с типичным значением 3,0 В. Обратный ток (IR) при VR = 5 В ограничен максимум 10 мкА. Сила света (IV) находится в диапазоне от 430 мкд (минимум) до 800 мкд (максимум) при тех же условиях испытаний, с типичным значением 600 мкд. Доминирующая длина волны (Wd) указана в диапазоне от 465 нм до 475 нм, с типичным значением 467 нм.

2.2 Абсолютные максимальные номиналы

Светодиод не должен превышать следующие абсолютные максимальные номиналы: рассеиваемая мощность (PD) 102 мВт, прямой ток (IF) 30 мА, пиковый прямой ток (IFP) 100 мА (рабочий цикл 1/10, длительность импульса 10 мс), обратное напряжение (VR) 5 В, электростатический разряд (ESD) 2000 В (HBM), рабочая температура (TOPR) от -40 до +100 °C, температура хранения (TSTG) от -40 до +100 °C и температура перехода (TJ) 120 °C. Превышение этих номиналов может привести к необратимому повреждению.

2.3 Тепловые характеристики

Тепловое сопротивление от перехода к точке пайки (RthJ-S) указано максимум 300 °C/Вт. Правильное управление теплом необходимо для поддержания температуры перехода ниже 120 °C и обеспечения долгосрочной надежности.

3. Система сортировки

3.1 Бины прямого напряжения

При IF = 20 мА прямое напряжение разделено на шесть бинов: G1 (2,8-2,9 В), G2 (2,9-3,0 В), H1 (3,0-3,1 В), H2 (3,1-3,2 В), I1 (3,2-3,3 В), I2 (3,3-3,4 В). Эта сортировка позволяет клиентам выбирать светодиоды с жестким допуском VF для равномерного распределения тока в последовательных или параллельных конфигурациях.

3.2 Бины силы света

Сила света сортируется на J20 (430-530 мкд), K10 (530-650 мкд) и K20 (650-800 мкд). Это обеспечивает постоянную яркость в приложениях, требующих согласованного светового потока.

3.3 Бины доминирующей длины волны

Доминирующая длина волны сортируется на D10 (465-467,5 нм), D20 (467,5-470 нм), E10 (470-472,5 нм) и E20 (472,5-475 нм). Это обеспечивает жесткий контроль цвета для внутреннего освещения автомобилей, где согласованность цвета имеет решающее значение.

4. Анализ рабочих кривых

4.1 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока

Как показано на рис. 1-7, прямой ток экспоненциально возрастает с прямым напряжением. При 3,0 В ток составляет приблизительно 20 мА; при 3,2 В он возрастает до примерно 120 мА. Это подчеркивает необходимость токоограничивающих резисторов или источника с постоянным током.

4.2 Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока

Рис. 1-8 показывает, что относительная сила света увеличивается почти линейно с прямым током до 30 мА. При 20 мА относительная интенсивность составляет около 80%, а при 30 мА достигает примерно 100%.

4.3 Температура пайки в зависимости от относительной интенсивности и прямого тока

Рис. 1-9 и 1-10 демонстрируют, что при повышении температуры пайки с 25 °C до 100 °C относительная интенсивность падает примерно до 85% от значения при 25 °C, а максимально допустимый прямой ток снижается с 30 мА до примерно 10 мА. Тепловая дератизация необходима для надежной работы при повышенных температурах окружающей среды.

4.4 Прямое напряжение в зависимости от температуры пайки

Из рис. 1-11 следует, что прямое напряжение линейно уменьшается с повышением температуры со скоростью примерно -2 мВ/°C. Этот отрицательный температурный коэффициент необходимо учитывать при проектировании преобразователей.

4.5 Диаграмма излучения

Диаграмма излучения (рис. 1-12) показывает ламбертовское распределение с углом половинной мощности около 120 градусов, что подтверждает характеристику широкого угла обзора.

4.6 Спектр и длина волны в зависимости от тока

Рис. 1-13 иллюстрирует, что доминирующая длина волны незначительно смещается (в пределах ±3 нм) при изменении прямого тока от 0 до 80 мА. Спектр (рис. 1-14) представляет собой узкий пик с центром около 467 нм и полной шириной на полувысоте примерно 25 нм, что типично для синих светодиодов InGaN.

5. Информация о корпусе и упаковке

5.1 Размеры корпуса

Корпус светодиода имеет размеры 3,50 мм x 2,80 мм x 1,84 мм (длина x ширина x высота). Вид сверху показывает прямоугольную светоизлучающую область размером примерно 2,40 мм x 2,18 мм. Вид снизу показывает две контактные площадки с маркировкой полярности: анодная площадка больше (2,0 мм x 1,25 мм), катодная площадка меньше (0,75 мм x 1,25 мм). Рекомендуемые контактные площадки (рис. 1-5) предусмотрены с шагом 4,45 мм между центрами площадок для обеспечения правильного формирования паяного соединения. Все размеры указаны в миллиметрах с допусками ±0,2 мм, если не указано иное.

5.2 Полярность и обращение

Светодиод имеет четкую метку полярности (небольшая точка или выемка на корпусе), указывающую на сторону катода. Следует соблюдать осторожность, чтобы совместить метку полярности с шелкографией печатной платы. Силиконовый герметик мягкий; избегайте прямого нажатия на поверхность линзы во время монтажа или операций pick-and-place.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением

Рекомендуемый профиль пайки оплавлением соответствует стандартам JEDEC: предварительный нагрев от 150 °C до 200 °C в течение 60-120 секунд, нагрев до 217 °C с максимальной скоростью 3 °C/с, выдержка выше 217 °C не более 60 секунд, пиковая температура 260 °C в течение до 10 секунд (максимум 30 секунд в пределах 5 °C от пика) и охлаждение со скоростью не более 6 °C/с. Общее время от 25 °C до пика должно быть менее 8 минут. Не проводите оплавление более двух раз, и если между оплавлениями прошло более 24 часов, светодиоды необходимо просушить перед повторным использованием.

6.2 Ручная пайка

Для ручной пайки используйте паяльник с температурой ниже 300 °C и завершите соединение менее чем за 3 секунды. На один светодиод допускается только одна операция ручной пайки.

6.3 Хранение и сушка

Неоткрытые влагозащитные пакеты следует хранить при температуре ≤30 °C и относительной влажности ≤75%, использовать в течение одного года с даты запечатывания. После вскрытия используйте в течение 24 часов при температуре ≤30 °C и относительной влажности ≤60%. Если условия хранения были превышены или индикатор влажности изменил цвет, перед использованием просушите светодиоды при 60±5 °C в течение ≥24 часов.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Лента и катушка

Светодиоды поставляются в упаковке лента-катушка по 2000 штук на катушку. Транспортная лента имеет ширину 8,0 мм с шагом 4,0 мм (типично для PLCC2). Диаметр катушки 178 мм, диаметр ступицы 60 мм, диаметр сердечника 13,0 мм. Лента имеет покровную ленту, которая термосваривается с верхней стороны.

7.2 Информация на этикетке

На каждой катушке имеется этикетка с указанием: Номер детали (PART NO.), Спецификация (SPEC NO.), Номер партии (LOT NO.), Код бина (BIN CODE), Световой поток (Ф), Бин цветности (XY), Прямое напряжение (VF), Длина волны (WLD), Количество (QTY) и Дата изготовления (DATE). Код бина необходим для заказа конкретных комбинаций VF/IV/Wd.

7.3 Влагозащитный пакет и коробка

Катушки герметично упаковываются во влагозащитный пакет вместе с осушителем и карточкой индикатора влажности. Затем пакет укладывается в картонные коробки для отгрузки. На внешней коробке нанесены предупреждения об обращении, такие как "Внимание: соблюдайте меры предосторожности при обращении с электростатически чувствительными устройствами".

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные применения

Этот синий светодиод идеально подходит для внутреннего освещения автомобилей, такого как подсветка приборной панели, окружающее освещение и индикация переключателей. Он также может использоваться в индикаторах состояния, подсветке и общих указателях, где требуется узкоспектральный источник синего света.

8.2 Конструктивные соображения

• Всегда включайте токоограничивающий резистор или используйте источник с постоянным током, чтобы предотвратить перегрузку по току из-за разброса VF.
• Поддерживайте температуру перехода ниже 120 °C, обеспечивая достаточное охлаждение или снижая прямой ток при высоких температурах окружающей среды.
• В последовательно-параллельных массивах убедитесь, что каждый светодиод получает почти равный ток, подбирая бины VF или используя отдельные источники тока.
• Избегайте воздействия серосодержащих соединений выше 100 ppm, брома выше 900 ppm, хлора выше 900 ppm или общего содержания галогенов выше 1500 ppm в окружающей среде или контактирующих материалах.
• Минимизируйте летучие органические соединения (ЛОС) от близлежащих клеев, герметиков или пластмасс, чтобы предотвратить обесцвечивание силикона и ухудшение светоотдачи.
• Обеспечьте меры защиты от электростатических разрядов (например, заземленные рабочие места, ионизаторы), так как светодиод чувствителен к электростатическому разряду (порог ESD 2 кВ HBM).

9. Сравнение технологий

По сравнению со стандартными светодиодами PLCC2, RF-BNRA30TS-BB предлагает более широкий угол обзора (120° против типичных 90°) и более жесткую сортировку по длине волны (с шагом до 2,5 нм). Его квалификация AEC-Q101 делает его пригодным для автомобильных стрессовых условий (термоциклы, повышенная влажность и т.д.), которые потребительские компоненты могут не выдерживать. Тепловое сопротивление 300 °C/Вт является типичным для этого корпуса, но требует тщательного управления теплом в мощных приложениях.

10. Часто задаваемые вопросы

10.1 Можно ли использовать этот светодиод при 30 мА непрерывно?

Да, абсолютный максимальный прямой ток составляет 30 мА. Однако при таком токе температура перехода может значительно повыситься в зависимости от тепловых условий. Рекомендуется снижать ток при повышенных температурах пайки, как показано на кривой дератизации. Для долгосрочной надежности предпочтительна работа при 20-25 мА.

10.2 Какова типичная сила света при 20 мА?

Типичная сила света составляет 600 мкд при IF=20 мА. В зависимости от бина она может варьироваться от 430 до 800 мкд.

10.3 Как очистить светодиод после пайки?

Используйте изопропиловый спирт в качестве очистителя. Избегайте ультразвуковой очистки, так как она может повредить светодиод. Убедитесь, что растворитель не воздействует на силиконовый герметик.

11. Пример применения

Рассмотрим автомобильную ленту окружающего освещения, содержащую 20 последовательно соединенных светодиодов. Каждый светодиод имеет типичное VF 3,0 В при 20 мА. Предполагая автомобильную электрическую систему с напряжением 14 В, последовательное падение напряжения составляет 60 В, что превышает питание. Вместо этого более практична параллельная конфигурация с отдельными токоограничивающими резисторами. Для одного светодиода резистор (14 В – 3,0 В) / 0,02 А = 550 Ом (используйте стандартное значение 560 Ом) будет ограничивать ток примерно до 19,6 мА. При использовании нескольких светодиодов каждый должен иметь собственный резистор, чтобы предотвратить неравномерное распределение тока из-за различий в бинах VF.

12. Принцип работы

Синий светодиод основан на нитриде галлия (GaN), эпитаксиально выращенном на сапфировой или кремниевой подложке. При прямом смещении электроны и дырки рекомбинируют в области квантовой ямы, излучая фотоны с энергией, соответствующей ширине запрещенной зоны материала InGaN. Доминирующая длина волны контролируется составом индия. Световой поток извлекается через прозрачный корпус и силиконовую линзу, которая также формирует диаграмму излучения.

13. Тенденции развития

Синие светодиоды продолжают развиваться в направлении более высокой эффективности (лм/Вт) и лучшей стабильности цвета при изменении температуры и срока службы. Автомобильная промышленность требует более высоких стандартов надежности, таких как AEC-Q102, и будущие версии этого продукта могут включать улучшенное управление теплом и более широкий диапазон рабочих температур. Миниатюризация (например, корпус 2835 остается популярным) и интеграция с интеллектуальным управлением (например, матричное освещение) являются текущими тенденциями.