Техническая спецификация светодиода 1608-UG0100M-AM (зеленый, PLCC-2, 1.6x0.8мм, 2.65В @10мА, угол обзора 120°)

1. Обзор продукта

1608-UG0100M-AM — это высокояркий зеленый светоизлучающий диод (LED), предназначенный для поверхностного монтажа. Он использует корпус PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier), который является распространенным и надежным форм-фактором для SMD-светодиодов. Основная область применения данного компонента — автомобильная подсветка салона, что указывает на соответствие его конструкции строгим требованиям к надежности и производительности в сложных условиях. Его компактный размер 1608 (1.6мм x 0.8мм) делает его подходящим для конструкций с ограниченным пространством, где требуется стабильное, яркое зеленое свечение.

Ключевые преимущества светодиода включают высокую типичную силу света в 700 милликандел (мкд) при стандартном токе накачки 10мА в сочетании с широким углом обзора 120 градусов. Это обеспечивает хорошую видимость с различных углов, что критически важно для подсветки приборной панели, индикации переключателей или фоновой подсветки. Кроме того, компонент квалифицирован в соответствии со стандартом AEC-Q101, ключевым эталоном для дискретных полупроводников в автомобильных приложениях, что гарантирует его способность выдерживать экстремальные температуры, вибрацию и требования к долговечности в автомобильной промышленности. Соответствие директивам RoHS, REACH и бесгалогенным требованиям делает его экологически безопасным и пригодным для мировых рынков.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Фотометрические и электрические характеристики

Ключевые рабочие параметры определяют производительность светодиода в стандартных условиях (обычно при температуре перехода 25°C и прямом токе 10мА).Сила света (Iv)задана с типичным значением 700 мкд, минимальным 520 мкд и максимальным 820 мкд. Применяется допуск измерения 8%. Этот параметр представляет собой воспринимаемую яркость светового потока человеческим глазом.

TheПрямое напряжение (Vf)обычно составляет 2.65В, с диапазоном от 2.25В до 3.25В при 10мА. Указан строгий допуск измерения ±0.05В. Это падение напряжения на светодиоде критически важно для расчета рассеиваемой мощности и проектирования схемы ограничения тока.Доминирующая длина волны (λd), определяющая воспринимаемый цвет, центрирована на 525нм (зеленый) с диапазоном от 520нм до 530нм и допуском ±1нм.

TheУгол обзорасоставляет 120 градусов, определяемый как угол отклонения от оси, при котором сила света падает до половины своего пикового значения (полная ширина на половине максимума - FWHM). Допускается отклонение ±5 градусов.

2.2 Предельные эксплуатационные параметры и тепловой режим

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению.Максимально допустимый прямой ток (IF)составляет 30мА постоянного тока. Более высокийИмпульсный ток (IFM)в 50мА допустим для очень коротких импульсов (≤10мкс) при низкой скважности (0.005). Устройство не предназначено для работы при обратном напряжении.

Тепловой режим критически важен для долговечности светодиода. МаксимальнаяТемпература перехода (Tj)составляет 125°C. Компонент может работать при температурах окружающей среды от -40°C до +110°C. Приведены два значенияТеплового сопротивления (Rth JS): 210 К/Вт (реальное, измеренное) и 190 К/Вт (электрическое, расчетное). Этот параметр показывает, насколько эффективно тепло отводится от полупроводникового перехода к точке пайки; меньшее значение предпочтительнее.Рассеиваемая мощность (Pd)максимум составляет 97.5 мВт, рассчитанная с использованием максимального прямого напряжения и тока.

Устройство обеспечивает защиту от электростатического разряда до 2 кВ (модель человеческого тела) и может выдерживать пиковую температуру пайки оплавлением 260°C в течение 30 секунд.

3. Объяснение системы бининга

Для обеспечения стабильности в массовом производстве светодиоды сортируются по диапазонам производительности (бинам). В данной спецификации определены бины для трех ключевых параметров.

3.1 Биннинг по силе света

Сила света группируется по букве (Q, R, S, T, U, V, A, B) и цифре (1, 2, 3), где каждый бин охватывает определенный диапазон в мкд. Для 1608-UG0100M-AM выделены возможные выходные бины, соответствующие типичной спецификации 700мкд. Это попадает в бины U2 (520-610 мкд) и U3 (610-710 мкд) или V1 (710-820 мкд), в зависимости от конкретной производственной партии.

3.2 Биннинг по доминирующей длине волны

Цветовая стабильность обеспечивается через бины доминирующей длины волны. Бины определяются 4-значным кодом, представляющим минимальную и максимальную длину волны в нанометрах. Для данного зеленого светодиода соответствующие бины находятся в диапазоне 520-535нм, при этом конкретный бин для типичной детали 525нм, вероятно, будет "2025" (520-525нм) или "2530" (525-530нм).

3.3 Биннинг по прямому напряжению

Прямое напряжение бинируется с использованием 4-значного кода, представляющего минимальное и максимальное напряжение в десятых долях вольта (например, "2225" означает 2.2В до 2.5В). Для типичного Vf 2.65В соответствующими бинами будут "2527" (2.50-2.75В) или "2730" (2.75-3.00В). Знание бина Vf помогает в проектировании точных схем управления, особенно для приложений, требующих равномерной яркости нескольких светодиодов.

4. Анализ характеристических кривых

Представленные графики дают глубокое понимание поведения светодиода в различных условиях.

4.1 ВАХ и относительная сила света

ГрафикПрямой ток в зависимости от прямого напряженияпоказывает экспоненциальную зависимость, типичную для диодов. При 10мА напряжение составляет около 2.65В. Кривая позволяет разработчикам оценить Vf при других токах накачки. ГрафикОтносительная сила света в зависимости от прямого токапоказывает, что световой выход увеличивается сверхлинейно с ростом тока до определенного предела. Хотя работа при более высоких токах увеличивает яркость, это также увеличивает нагрев и может ускорить деградацию светового потока.

4.2 Зависимость от температуры

ГрафикОтносительная сила света в зависимости от температуры переходакритически важен. Он показывает, что с ростом температуры перехода световой выход уменьшается. Это известно как тепловое тушение. Для надежной работы эффективный теплоотвод и правильное управление током накачки необходимы для поддержания низкой температуры перехода. ГрафикОтносительное прямое напряжение в зависимости от температуры переходапоказывает отрицательный температурный коэффициент; Vf уменьшается с ростом температуры. Это свойство иногда может использоваться для измерения температуры.

ГрафикДоминирующая длина волны в зависимости от температуры переходауказывает на небольшое смещение цвета (обычно на несколько нанометров) с изменением температуры, что важно для приложений, критичных к цвету.

4.3 Снижение номиналов и импульсный режим

КриваяСнижения номинала прямого токаопределяет максимально допустимый постоянный прямой ток в зависимости от температуры контактной площадки. С ростом температуры площадки допустимый ток линейно уменьшается до 30мА при 110°C. На графике явно указано не использовать токи ниже 3мА.Диаграмма допустимой импульсной нагрузкипоказывает, что для очень коротких длительностей импульсов (от микросекунд до миллисекунд) светодиод может выдерживать токи, значительно превышающие максимальный постоянный ток 30мА, при условии, что скважность достаточно низкая, чтобы предотвратить перегрев.

4.4 Спектральное распределение

ГрафикОтносительного спектрального распределенияотображает интенсивность излучаемого света на каждой длине волны. Для зеленого светодиода это показывает пик в зеленой области (~525нм) с очень малым излучением в других цветовых диапазонах. Узость этого пика способствует чистоте цвета.Типичная диаграмма направленности излучения(полярная диаграмма) визуально представляет угол обзора 120 градусов, показывая, как интенсивность распределяется в пространстве.

5. Механические данные, упаковка и монтаж

5.1 Механические размеры и полярность

Компонент использует стандартный корпус для поверхностного монтажа PLCC-2 с посадочным местом 1608 (1.6мм x 0.8мм). Механический чертеж (ссылка в PDF) предоставляет точные размеры корпуса, положения выводов и линзы. Правильная полярность обязательна. Корпус PLCC-2 обычно имеет маркировку катода (часто выемка, точка или зеленая метка на линзе или скошенный угол корпуса). Рекомендуемая конфигурация контактных площадок обеспечивает правильное формирование паяного соединения и тепловой рельеф во время пайки оплавлением.

5.2 Рекомендации по пайке и монтажу

Светодиод рассчитан на пайку оплавлением с пиковой температурой 260°C в течение 30 секунд, что соответствует общим стандартам IPC для бессвинцовой пайки. Следует соблюдать подробный температурный профиль оплавления, чтобы избежать теплового удара. Меры предосторожности включают избегание механических нагрузок на линзу, предотвращение загрязнения оптической поверхности и обеспечение использования соответствующей паяльной пасты и трафарета. Уровень чувствительности к влаге (MSL) равен 2, что означает, что компонент может храниться при ≤30°C/60% относительной влажности до одного года перед пайкой оплавлением без необходимости предварительной сушки.

5.3 Упаковка и информация для заказа

Компонент поставляется на ленте в катушке для автоматизированной сборки. Информация об упаковке определяет размеры катушки, ширину ленты, расстояние между ячейками и ориентацию. Номер детали 1608-UG0100M-AM, вероятно, следует соглашению: "1608" — размер, "U" — цвет (вероятно, ультра-зеленый), "G" — зеленый, "0100" может относиться к силе света или версии, "M" может указывать на упаковку, а "AM", вероятно, обозначает автомобильный класс. Информация для заказа должна указывать требуемые коды бинов для силы света, длины волны и прямого напряжения, чтобы обеспечить поставку компонентов с точными характеристиками.

6. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

6.1 Основное применение: Автомобильная подсветка салона

Данный светодиод специально разработан для автомобильной подсветки салона. Это включает такие приложения, как подсветка приборной панели, кнопки центральной консоли, фоновое освещение ниши для ног, подсветка дверных ручек и индикаторы переключения передач. Квалификация AEC-Q101, широкий рабочий температурный диапазон (-40°C до +110°C) и высокая надежность делают его подходящим для этих требовательных сред, где отказ недопустим.

6.2 Рекомендации по проектированию схемы

Управление током:Светодиоды — это устройства с токовым управлением. Обязательно использование источника постоянного тока или токоограничивающего резистора, включенного последовательно с источником напряжения, для предотвращения теплового разгона. Проектирование должно основываться на типичном Vf и желаемом If, с учетом вариаций бининга.

Тепловое проектирование:Разводка печатной платы должна включать адекватный тепловой рельеф. Контактные площадки, особенно тепловая площадка, если она есть, должны быть соединены с медным полигоном для отвода тепла. Прямой ток должен быть снижен в соответствии с ожидаемой рабочей температурой окружающей среды и тепловым сопротивлением печатной платы.

Защита от ЭСР:Хотя светодиод имеет защиту от ЭСР 2кВ по модели HBM, дополнительная внешняя защита (например, TVS-диоды или резисторы) может быть необходима в средах, подверженных более сильным электростатическим разрядам, таким как автомобильные жгуты проводов.

6.3 Рекомендации по оптическому проектированию

Угол обзора 120 градусов подходит для прямого наблюдения или при использовании со световодами и рассеивателями. Для приложений, требующих более сфокусированного луча, потребуется вторичная оптика (линзы). Зеленый цвет эффективен для индикаторов состояния и часто используется в сочетании с другими цветами для многоцветных дисплеев.

7. Техническое сравнение и отличительные особенности

По сравнению со стандартными коммерческими зелеными светодиодами, ключевым отличием 1608-UG0100M-AM является егоавтомобильная квалификация (AEC-Q101). Это включает в себя строгие испытания на срок службы при высокой температуре (HTOL), температурные циклы, устойчивость к влажности и другие воздействия, которые не проходят обычные компоненты. Его типичная сила света 700мкд является конкурентоспособной для данного размера корпуса. Корпус PLCC-2 обеспечивает лучшую жесткость выводов и, потенциально, лучшие тепловые характеристики по сравнению с более мелкими корпусами, такими как 0402, что делает его более надежным для автомобильных вибраций. Указанная структура бининга предоставляет разработчикам предсказуемые параметры производительности, что необходимо для поддержания согласованности в автомобильных системах освещения, где критически важно соответствие цвета и яркости между множеством компонентов.

8. Часто задаваемые вопросы (ЧЗВ)

В: Какой минимальный ток накачки для этого светодиода?

О: В спецификации явно указано: "Не использовать ток ниже 3мА." Минимальный номинальный прямой ток (IF) составляет 3мА. Работа ниже этого значения может привести к нестабильному или отсутствующему свечению.

В: Могу ли я питать этот светодиод от источника 3.3В без резистора?

О: Нет. При типичном Vf 2.65В прямое подключение к 3.3В приведет к попытке пропустить неконтролируемый ток через светодиод, который, вероятно, превысит абсолютный максимальный предел в 30мА и вызовет немедленный отказ. Всегда требуется токоограничивающий резистор или драйвер постоянного тока.

В: Как интерпретировать код бина силы света "U2"?

О: Код бина "U2" относится к определенному диапазону силы света, определенному в таблице бининга. Для группы "U" бин "2" соответствует минимуму 520 мкд и максимуму 610 мкд при измерении в стандартных условиях (IF=10мА, Tj=25°C).

В: Подходит ли этот светодиод для наружного автомобильного освещения?

О: В спецификации указано применение "Автомобильная подсветка салона". Наружное освещение (например, задние фонари, указатели поворота) обычно требует других корпусов, большей мощности, других цветов и часто других испытаний на устойчивость к проникновению влаги и УФ-излучению. Данный компонент не предназначен для наружного использования.

В: В чем разница между значениями "Реального" и "Электрического" теплового сопротивления?

О: "Реальное" тепловое сопротивление (210 К/Вт) измеряется непосредственно физическими методами (например, датчиками температуры). "Электрическое" тепловое сопротивление (190 К/Вт) рассчитывается косвенно путем измерения изменения прямого напряжения в зависимости от температуры (с использованием температурного коэффициента Vf). Электрический метод часто быстрее, но может основываться на других допущениях. Для консервативного теплового проектирования следует использовать большее (реальное) значение.

9. Практические примеры проектирования и использования

Пример 1: Подсветка переключателей на приборной панели.Разработчику необходимо подсветить 10 зеленых индикаторных переключателей. Он планирует питать каждый светодиод током 10мА от шины 5В в автомобиле. Используя типичное Vf 2.65В, требуемое значение последовательного резистора R = (5В - 2.65В) / 0.01А = 235 Ом. Будет выбран стандартный резистор 240 Ом. Мощность, рассеиваемая на каждом резисторе, составляет (5В-2.65В)*0.01А = 0.0235Вт, поэтому резистора мощностью 1/10Вт достаточно. На печатной плате светодиоды и резисторы размещаются близко друг к другу, с тепловыми переходами под контактными площадками светодиодов, соединенными с внутренним слоем земли для распределения тепла.

Пример 2: Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) для регулировки яркости.Для фонового освещения, требующего регулировки яркости, светодиодом можно управлять с помощью ШИМ-сигнала. Прямой ток во время импульса "включено" можно установить на 15-20мА для достижения более высокой пиковой яркости, в то время как средний ток (и, следовательно, яркость и нагрев) контролируется скважностью. Необходимо свериться с диаграммой допустимой импульсной нагрузки, чтобы убедиться, что выбранная длительность импульса и пиковый ток находятся в безопасных пределах для выбранной скважности.

10. Принцип работы и технологические тренды

10.1 Основной принцип работы

Светоизлучающий диод (LED) — это полупроводниковый p-n переход. При приложении прямого напряжения электроны из n-области рекомбинируют с дырками из p-области в активной зоне. Эта рекомбинация высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретная длина волны (цвет) излучаемого света определяется шириной запрещенной зоны используемых полупроводниковых материалов (например, нитрид индия-галлия для зеленого цвета). Корпус PLCC содержит полупроводниковый кристалл, обеспечивает электрические соединения через выводы и включает в себя формованную пластиковую линзу, которая формирует световой поток и защищает кристалл.

10.2 Тренды отрасли

Тренд в автомобильных светодиодах для подсветки салона направлен на повышение эффективности (больше люмен на ватт), что снижает энергопотребление и тепловую нагрузку. Также наблюдается переход к меньшим размерам корпусов (например, 1006/0402) для более незаметного освещения и более плотной интеграции. К продвинутым функциям относятся встроенные микросхемы драйверов внутри корпуса светодиода для упрощения управления. Кроме того, растет спрос на точную и стабильную цветопередачу в широком диапазоне температур, что стимулирует улучшения в технологии люминофоров (для белых светодиодов) и стабильности роста эпитаксиальных пластин (для монохроматических светодиодов, таких как этот зеленый). Стремление к более сложной фоновой подсветке с динамическими многоцветными зонами также влияет на разработку светодиодов с более узким бинингом и лучшей стабильностью характеристик.