Техническая спецификация PLCC-2 синего светодиода 65-11-UB0200L-AM для автомобильной промышленности

1. Обзор продукта

65-11-UB0200L-AM — это высоконадежный светодиод для поверхностного монтажа, разработанный в первую очередь для требовательных автомобильных и промышленных применений. Он использует корпус PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier), предлагая прочную и компактную конструкцию, подходящую для автоматизированных процессов сборки. Устройство излучает яркий синий свет с типичной доминирующей длиной волны 468 нм. Его ключевые преимущества включают широкий угол обзора 120 градусов для отличного рассеивания света, квалификацию по строгому стандарту AEC-Q101 для автомобильных компонентов и соответствие экологическим директивам, таким как RoHS и REACH. Целевой рынок охватывает системы внутреннего освещения автомобилей, подсветку переключателей и панелей управления, а также освещение приборных панелей, где критически важны стабильная производительность и долгосрочная надежность.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Оптоэлектронные характеристики

Ключевые показатели производительности определены при стандартных условиях испытаний при прямом токе (I_F) 20 мА. Типичная сила света составляет 355 милликандел (мкд), с указанным минимумом 224 мкд и максимумом 560 мкд, что отражает производственный разброс. Прямое напряжение (V_F) обычно составляет 3,1 вольта, в диапазоне от 2,75 В до 3,75 В. Этот параметр имеет решающее значение для проектирования схемы драйвера, чтобы обеспечить правильную регулировку тока. Угол обзора, определяемый как полный угол, при котором интенсивность падает до половины своего пикового значения, составляет широкие 120 градусов, обеспечивая широкое и равномерное освещение. Доминирующая длина волны составляет около 468 нм, определяя конкретный оттенок излучаемого синего света.

2.2 Предельные эксплуатационные режимы и электрические параметры

Эти режимы определяют рабочие пределы, за которыми может произойти необратимое повреждение. Абсолютный максимальный непрерывный прямой ток составляет 30 мА, в то время как устройство может выдерживать импульсные токи до 300 мА в течение очень коротких импульсов (<10 мкс). Максимальная рассеиваемая мощность — 112 мВт. Критически важно, что устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения. Температура перехода не должна превышать 125°C, с рабочим диапазоном температуры окружающей среды от -40°C до +110°C, что подтверждает его пригодность для суровых автомобильных условий. Он также обладает высокой степенью защиты от электростатического разряда (ESD) 8 кВ (модель человеческого тела), повышая надежность при обращении.

2.3 Тепловые характеристики

Теплоотвод жизненно важен для долговечности светодиода и стабильности его работы. В спецификации указаны два значения теплового сопротивления: реальное тепловое сопротивление (R_{th JS real}) от перехода до точки пайки составляет максимум 120 К/Вт, в то время как значение, полученное электрическим методом (R_{th JS el}), составляет 95 К/Вт. Эта разница подчеркивает важность метода измерения. Более низкое тепловое сопротивление указывает на более эффективный отвод тепла от полупроводникового перехода к печатной плате, что помогает поддерживать более низкие рабочие температуры и, следовательно, более высокую светоотдачу и больший срок службы.

3. Объяснение системы бининга

Производственный процесс приводит к естественным вариациям ключевых параметров. Чтобы обеспечить единообразие для конечного пользователя, светодиоды сортируются по бинам.

3.1 Биннинг по силе света

Сила света классифицируется по подробной буквенно-цифровой структуре бининга, от L1 (11,2-14 мкд) до GA (18000-22400 мкд). Компонент 65-11-UB0200L-AM с типичными 355 мкд попадает в бин T1 (280-355 мкд). Конструкторы должны указывать требуемый бин или допустимый диапазон при заказе, чтобы гарантировать желаемый уровень яркости в своем приложении.

3.2 Биннинг по доминирующей длине волны

Аналогичным образом, оттенок синего контролируется через бининг по длине волны. Бины определяются четырехзначными кодами, представляющими минимальную длину волны в нанометрах. Например, бин '6367' охватывает длины волн от 463 нм до 467 нм. Типичное устройство на 468 нм будет находиться в бине '6771' (467-471 нм) или '7175' (471-475 нм). Это обеспечивает цветовую однородность нескольких светодиодов в одной сборке.

4. Анализ характеристических кривых

Предоставленные графики дают глубокое представление о поведении устройства в различных условиях.

4.1 ВАХ и световая отдача

График зависимости прямого тока от прямого напряжения показывает характерную экспоненциальную зависимость. Кривая зависимости относительной силы света от прямого тока демонстрирует, что световой выход увеличивается с током, но начинает проявлять признаки насыщения по мере роста тока, подчеркивая необходимость правильного управления током, а не напряжением. Типичная рабочая точка 20 мА хорошо выбрана для баланса эффективности и выходной мощности.

4.2 Зависимость от температуры

Температурные характеристики критически важны для реальной производительности. График зависимости относительной силы света от температуры перехода показывает, что световой выход уменьшается с увеличением температуры — типичное поведение для светодиодов. Кривая зависимости относительного прямого напряжения от температуры перехода показывает отрицательный температурный коэффициент, где V_Fпадает с ростом температуры. Это можно использовать для оценки температуры перехода в некоторых схемах мониторинга. График сдвига длины волны показывает небольшое увеличение доминирующей длины волны (красное смещение) с повышением температуры.

4.3 Спектральные и диаграммы направленности

График относительного спектрального распределения подтверждает монохроматический синий пик излучения около 468 нм с минимальным излучением на других длинах волн. Диаграмма направленности визуально представляет угол обзора 120 градусов, показывая распределение, близкое к ламбертовскому, что характерно для данного типа корпуса, обеспечивая широкое и равномерное освещение.

4.4 Снижение номиналов и импульсный режим

Кривая снижения номинала прямого тока необходима для теплового проектирования. Она определяет максимально допустимый непрерывный ток в зависимости от температуры в точке пайки (T_S). Например, при T_S110°C максимальный ток составляет 30 мА. Диаграмма допустимой импульсной нагрузки позволяет конструкторам понять безопасные уровни тока для импульсной работы при различных скважностях и длительностях импульсов, что полезно для схем мультиплексирования или диммирования.

5. Механическая и корпусная информация

Корпус PLCC-2 является отраслевым стандартом для поверхностного монтажа. Механический чертеж (подразумеваемый ссылкой на раздел 'Механические размеры') обычно показывает вид сверху и сбоку с критическими размерами, такими как общая длина, ширина, высота, расстояние между выводами и положение контактных площадок. Четкая идентификация полярности (обычно метка катода в виде выемки, точки или срезанного угла) необходима для правильной ориентации на печатной плате. Корпус разработан для совместимости с процессами инфракрасной пайки оплавлением.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Профиль оплавления припоя

Устройство рассчитано на пиковую температуру оплавления 260°C в течение максимум 30 секунд. Рекомендуемый профиль оплавления должен включать стадию предварительного нагрева для постепенного повышения температуры и активации флюса, зону выдержки для обеспечения равномерного нагрева, кратковременный пик выше температуры ликвидуса припоя и контролируемую фазу охлаждения. Соблюдение этого профиля предотвращает тепловой удар и обеспечивает надежность паяных соединений.

6.2 Рекомендуемая конфигурация контактных площадок

В спецификацию включена рекомендуемая конфигурация контактных площадок. Эта конструкция оптимизирует формирование паяльного валика, обеспечивает достаточную механическую прочность и способствует отводу тепла от тепловой площадки устройства (если она есть) к меди печатной платы. Следование этой конфигурации имеет решающее значение для достижения хорошего выхода годных паяных соединений и долгосрочной надежности.

6.3 Меры предосторожности при использовании

Общие меры предосторожности включают избегание механических нагрузок на линзу светодиода, предотвращение воздействия растворителей, которые могут повредить пластик, и внедрение надлежащих процедур обращения с ESD во время сборки. Устройство должно храниться в сухой контролируемой среде и использоваться в пределах указанных номиналов.

7. Упаковка и информация для заказа

Раздел 'Информация об упаковке' подробно описывает, как поставляются светодиоды, обычно в формате ленты и катушки, совместимом с автоматическими установочными машинами. Ключевые детали включают размеры катушки, расстояние между карманами и ориентацию в ленте. Разделы 'Номер детали' и 'Информация для заказа' объясняют структуру кода продукта. Код '65-11-UB0200L-AM', вероятно, кодирует информацию о типе корпуса (PLCC-2), цвете (синий), бине яркости и других деталях, специфичных для варианта, что позволяет точно специфицировать продукт.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Как указано, основными областями применения являются:
Автомобильное внутреннее освещение:Для картографических фонарей, подсветки дверных панелей или фонового освещения. Здесь обязательна квалификация AEC-Q101.
Переключатели:Подсветка для кнопочных или тумблерных переключателей, требующая единообразного цвета и яркости.
Приборные панели:Подсветка значков или индикаторов приборной панели, выигрывающая от широкого угла обзора.

8.2 Соображения при проектировании

1. Управление током:Всегда используйте драйвер постоянного тока или токоограничивающий резистор, включенный последовательно с источником напряжения, чтобы установить I_Fна желаемое значение (например, 20 мА).
2. Тепловое проектирование:Убедитесь, что печатная плата имеет адекватный теплоотвод, особенно при работе при высоких температурах окружающей среды или близко к максимальному току. Используйте кривую снижения номинала.
3. Оптическое проектирование:Угол обзора 120° может потребовать использования рассеивателей или световодов для достижения определенных диаграмм направленности или для скрытия отдельных точек светодиодов в некоторых приложениях.
4. Защита от ESD:Хотя светодиод имеет встроенную защиту от ESD, включение дополнительной защиты на входных линиях печатной платы является хорошей практикой для повышения надежности.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению с обычными синими светодиодами PLCC-2, модель 65-11-UB0200L-AM отличается своей автомобильной квалификацией (AEC-Q101). Это предполагает более строгие испытания на температурные циклы, устойчивость к влажности и долговременный срок службы в стрессовых условиях. Указанная степень защиты от ESD 8 кВ также выше, чем у многих коммерческих компонентов. Подробная структура бининга и комплексная спецификация с обширными характеристическими графиками предоставляют конструкторам предсказуемость, необходимую для высоконадежных применений, в отличие от более дешевых компонентов с минимальными спецификациями.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я питать этот светодиод напрямую от 3,3 В?
О: Не надежно. Типичное V_Fсоставляет 3,1 В, но оно может достигать 3,75 В. Питание 3,3 В может не преодолеть максимальное V_F, особенно при низких температурах, где V_Fувеличивается. Всегда используйте токоограничивающую схему, настроенную на 20 мА.

В: В чем разница между реальным и электрическим тепловым сопротивлением?
О: Реальное тепловое сопротивление (R_{th JS real}) измеряется с использованием физического датчика температуры. Электрическое тепловое сопротивление (R_{th JS el}) рассчитывается с использованием собственного прямого напряжения светодиода в качестве температурно-чувствительного параметра. Последнее часто ниже. Для консервативного теплового проектирования используйте большее (реальное) значение 120 К/Вт.

В: Как интерпретировать код бининга по силе света?
О: Буквенно-цифровой код (например, T1) соответствует определенному диапазону в милликанделах. Вы должны указать требуемый бин при заказе, чтобы обеспечить равномерность яркости. В спецификации приведена полная таблица преобразования.

В: Подходит ли этот светодиод для использования на открытом воздухе?
О: Рабочий диапазон температур (-40°C до +110°C) предполагает, что он может выдерживать широкие колебания окружающей среды. Однако для прямого наружного воздействия рассмотрите дополнительную защиту от УФ-деградации линзы и проникновения влаги, которые не покрываются стандартным корпусом.

11. Практический пример проектирования

Сценарий:Проектирование подсветки кнопок автомобильной приборной панели.
Требования:Равномерная синяя подсветка 4 кнопок, работа от 12-вольтовой системы автомобиля, стабильная яркость в диапазоне температур салона от -30°C до 85°C.
Реализация:
1. Выбор светодиода:Используйте четыре светодиода 65-11-UB0200L-AM, все из одного бина по силе света (например, T1) и бина по длине волны (например, 6771).
2. Проектирование схемы:Подключите светодиоды последовательно с токоограничивающим резистором. Рассчитайте значение резистора: R = (V_{питания}- 4 * V_F) / I_F. Используя номинальное 12 В (автомобиль), типичное V_F3,1 В и I_F20 мА: R = (12 - 12,4) / 0,02 = Отрицательное значение. Это показывает, что последовательная цепочка из 4 светодиодов неосуществима при 12 В. Используйте 3 светодиода последовательно или, что более распространено, каждый светодиод со своим резистором, питаемым от стабилизированной шины 5 В или 3,3 В.
3. Тепловые соображения:При температуре окружающей среды 85°C обратитесь к кривой снижения номинала. Убедитесь, что температура в точке пайки контролируется с помощью разводки печатной платы.
4. Оптическое проектирование:Используйте световод или рассеивающую пленку над светодиодами, чтобы смешать свет от четырех отдельных источников в равномерную область за каждым символом кнопки.

12. Введение в принцип работы

Светодиоды (LED) — это полупроводниковые устройства, излучающие свет посредством электролюминесценции. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны из n-типа материала рекомбинируют с дырками из p-типа материала в активной области. Этот процесс рекомбинации высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретная длина волны (цвет) излучаемого света определяется шириной запрещенной зоны используемых полупроводниковых материалов. Для синих светодиодов обычно используются такие материалы, как нитрид индия-галлия (InGaN). Корпус PLCC-2 содержит крошечный полупроводниковый чип, обеспечивает электрические соединения через два вывода и включает в себя линзу из формованного пластика, которая формирует световой поток и защищает чип.

13. Технологические тренды

Тренд в светодиодах для автомобильных и промышленных применений продолжается в направлении повышения эффективности (больше люмен на ватт), улучшения надежности в суровых условиях и уменьшения размеров корпусов, что позволяет создавать более плотные и гибкие конструкции. Также растет акцент на точном контроле цвета и более жестком бининге для удовлетворения требований таких применений, как полноцветные дисплеи и продвинутые человеко-машинные интерфейсы. Кроме того, интеграция управляющей электроники (например, драйверов, термодатчиков) в корпус светодиода является развивающимся трендом, упрощающим системное проектирование для конечного пользователя. 65-11-UB0200L-AM представляет собой зрелое, надежное решение в этой развивающейся среде, балансируя производительность, стоимость и проверенную надежность для своих целевых рынков.