Техническая документация на светодиод PLCC-2 Ice Blue - Корпус 3.2x2.8x1.9мм - Напряжение 3.1В - Мощность 0.031Вт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны технические характеристики высокопроизводительного SMD светодиода Ice Blue в корпусе PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Разработанный в первую очередь для применения в салоне автомобиля, этот компонент предлагает баланс яркости, надежности и компактных размеров. Его ключевые особенности включают типичную силу света 355 милликандел (мкд) при прямом токе 10 мА, широкий угол обзора 120 градусов и соответствие строгим автомобильным и экологическим стандартам, таким как AEC-Q101, RoHS и REACH.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основными преимуществами данного светодиода являются его надежность в условиях эксплуатации в автомобиле (-40°C до +110°C), устойчивость к электростатическому разряду (ESD 8кВ HBM) и уровень чувствительности к влаге (MSL 2), что подходит для стандартных процессов поверхностного монтажа. Целевой рынок — это однозначно сектор автомобильной электроники, с типичными применениями, включая интерьерную подсветку, подсветку переключателей и приборных панелей, а также индикаторы состояния. Цвет Ice Blue с типичными координатами CIE (0.18, 0.23) обеспечивает современный и узнаваемый визуальный образ.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Фотометрические и электрические характеристики

Основные рабочие параметры определяют диапазон характеристик светодиода. Рекомендуемый рабочий диапазон прямого тока (I_F) составляет от 2 мА до 20 мА, при этом 10 мА является типичным условием тестирования. При этом токе типичное прямое напряжение (V_F) составляет 3.1 В, максимальное — 3.75 В. Сила света (I_V) задается с минимальным значением 140 мкд, типичным 355 мкд и максимальным 560 мкд при I_F=10 мА. Важно отметить допуски измерений: световой поток (±8%) и прямое напряжение (±0.05 В). Угол обзора, определяемый как угол, при котором интенсивность падает до половины пикового значения, составляет 120 градусов с допуском ±5°.

2.2 Абсолютные максимальные параметры и тепловой режим

Превышение абсолютных максимальных параметров может привести к необратимому повреждению. Максимальный постоянный прямой ток составляет 20 мА, максимальная рассеиваемая мощность — 75 мВт. Устройство может выдерживать кратковременный импульсный ток 300 мА для импульсов ≤10 мкс. Температура перехода (T_J) не должна превышать 125°C. Тепловой режим имеет решающее значение; тепловое сопротивление от перехода к точке пайки (R_thJS) является ключевым параметром. В спецификации указаны два значения: электрический эквивалент R_thJS(el)равный 95 К/Вт и реальное R_thJS(real)равное 120 К/Вт. Для поддержания температуры перехода в безопасных пределах необходимы правильная разводка печатной платы и теплоотвод, особенно при работе, близкой к максимальному току.

3. Анализ характеристик

3.1 ВАХ и световая отдача

График зависимости прямого тока от прямого напряжения показывает характерную экспоненциальную зависимость. Напряжение увеличивается нелинейно с ростом тока, начиная примерно с 2.8 В при очень низких токах и достигая приблизительно 3.3 В при 20 мА. График зависимости относительной силы света от прямого тока показывает, что световой выход примерно линейно зависит от тока до типичной рабочей точки, но эффективность может снижаться при более высоких токах из-за усиления тепловых эффектов.

3.2 Зависимость от температуры

Характеристики светодиода значительно зависят от температуры. График зависимости относительной силы света от температуры перехода показывает, что световой выход уменьшается с ростом температуры. При максимальной рабочей температуре перехода 125°C относительная интенсивность составляет примерно 40% от значения при 25°C. И наоборот, график зависимости относительного прямого напряжения от температуры перехода показывает отрицательный температурный коэффициент; прямое напряжение падает примерно на 0.2 В при повышении температуры с 25°C до 125°C. Графики смещения координат цветности показывают минимальное изменение с током, но более заметное смещение в сторону зеленого (увеличение CIE-y) с ростом температуры.

3.3 Спектральное распределение и диаграмма направленности

График относительного спектрального распределения подтверждает цвет Ice Blue с доминирующей длиной волны, обычно около 470-490 нм. Диаграмма направленности близка к ламбертовской, что характерно для светодиода с верхним излучением и рассеивающей линзой, обеспечивающей широкий угол обзора 120 градусов.

4. Объяснение системы бининга

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по бинам.

4.1 Бининг по силе света

Сила света распределяется по бинам с использованием буквенно-цифрового кода (например, L1, M2, T1). Бинны следуют логарифмической прогрессии, где каждый шаг представляет собой увеличение минимальной интенсивности примерно на 25%. Для данного продукта выделены возможные выходные бины, при этом типичная деталь (355 мкд) попадает в бин T1 (280-355 мкд) или T2 (355-450 мкд). Конструкторам необходимо учитывать этот диапазон при проектировании для выполнения требований к минимальной яркости.

4.2 Бининг по цветности

Цвет Ice Blue определен в пределах конкретной области на диаграмме цветности CIE 1931. В спецификации представлена подробная структура бинов с кодами, такими как CM0, CM1, CL3 и т.д., каждый из которых определяет небольшую четырехугольную область допустимых координат (x, y). Типичные координаты (0.18, 0.23) находятся в пределах этой структуры. Допуск для координат цветности составляет ±0.005, что обеспечивает жесткий контроль цвета.

5. Механическая информация и упаковка

5.1 Габаритные размеры

Светодиод поставляется в стандартном SMD-корпусе PLCC-2. Механический чертеж определяет общие размеры, расстояние между выводами и геометрию линзы. Критическими размерами являются посадочное место и высота корпуса, что важно для разводки печатной платы и проверки зазоров в окончательной сборке.

5.2 Рекомендуемая контактная площадка и полярность

Предоставлена рекомендуемая конфигурация контактных площадок для обеспечения надежной пайки и правильной механической стабильности. Конструкция площадок учитывает тепловое расширение компонента и формирование паяльного файлета. Полярность четко обозначена на самом устройстве, обычно индикатором катода (например, выемкой или зеленой меткой на стороне катода). Посадочное место на печатной плате должно включать соответствующую маркировку полярности.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Профиль оплавления

Компонент рассчитан на пайку оплавлением с пиковой температурой 260°C в течение максимум 30 секунд. Следует соблюдать типичный профиль оплавления с контролируемыми фазами предварительного нагрева, выдержки, оплавления и охлаждения, чтобы минимизировать тепловой удар и обеспечить правильное формирование паяного соединения. Уровень чувствительности к влаге (MSL) равен 2, что означает, что компоненты должны быть использованы в течение одного года с момента заводской упаковки, если хранятся при ≤30°C/60% относительной влажности, или их необходимо прокалить перед использованием, если упаковка была вскрыта или превышен срок хранения.

6.2 Меры предосторожности при использовании

Ключевые меры предосторожности включают: избегание подачи обратного напряжения, так как устройство не предназначено для этого; использование токоограничивающих резисторов, включенных последовательно со светодиодом, для предотвращения перегрузки по току; обеспечение непревосходства максимальной температуры перехода путем учета температуры окружающей среды и теплового сопротивления; и соблюдение правильных процедур обращения с ЭСР во время сборки из-за чувствительности 8 кВ HBM.

7. Рекомендации по применению и проектированию

7.1 Типовые схемы включения

В типичном применении светодиод управляется источником постоянного тока или, чаще, источником напряжения с последовательным токоограничивающим резистором. Значение резистора рассчитывается по закону Ома: R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Используя типичное V_F= 3.1 В и желаемый I_F= 10 мА при питании 5 В, резистор будет равен (5В - 3.1В) / 0.01А = 190 Ом. Подошел бы стандартный резистор 200 Ом. Для ШИМ-диммирования убедитесь, что частота достаточно высока (обычно >100 Гц), чтобы избежать видимого мерцания.

7.2 Проектирование для автомобильной среды

Для салона автомобиля учитывайте широкий рабочий диапазон температур. Кривая снижения номинального прямого тока имеет важное значение: по мере увеличения температуры контактной площадки максимально допустимый постоянный ток уменьшается. Например, при максимальной температуре контактной площадки 110°C максимальный ток составляет 20 мА. Конструкторам следует работать ниже этой кривой для повышения надежности. Также учитывайте возможные переходные процессы напряжения в бортовой сети автомобиля и при необходимости реализуйте соответствующую защитную схему.

8. Техническое сравнение и ЧЗВ

8.1 Отличия от аналогичных продуктов

По сравнению с обычными светодиодами PLCC-2, ключевыми отличиями данного продукта являются его квалификация AEC-Q101 для автомобильного применения, специфический бининг по цветности Ice Blue и детальная характеристика в зависимости от температуры и тока. Рейтинг ESD 8 кВ и уровень MSL 2 также указывают на надежность, подходящую для автоматизированных производственных сред с высокими требованиями к надежности.

8.2 Часто задаваемые вопросы

В: Могу ли я непрерывно питать этот светодиод током 20 мА?

А: Да, но только если температура контактной площадки (T_S) поддерживается на уровне 25°C или ниже, согласно кривой снижения номинала. В большинстве практических применений с повышенной температурой окружающей среды ток следует снижать. Для надежной долгосрочной работы рекомендуется проектировать на I_F= 10 мА или ниже.



В: В чем разница между R_thJS(el)и R_thJS(real)?

А: R_thJS(el)получено из электрических измерений (изменение прямого напряжения в зависимости от мощности), в то время как R_thJS(real)измеряется непосредственно с помощью термодатчика. Для точного теплового моделирования, особенно при более высоких токах, следует использовать значение R_thJS(real)равное 120 К/Вт.



В: Как интерпретировать коды бининга при заказе?

А: Номер детали включает коды для бинов по интенсивности и цвету. Вы должны указать требуемые бины в зависимости от требований вашего приложения к яркости и однородности цвета. Если не указано, производитель поставит детали из стандартных бинов.

9. Практический пример проектирования

Рассмотрим проектирование подсветки индикатора переключения передач в автомобиле с использованием этого светодиода. Требуется равномерная подсветка Ice Blue четырех символов. Этапы проектирования будут включать: 1) Определение необходимой силы света на один светодиод на основе эффективности световода и желаемой яркости панели, вероятно, выбор светодиодов из определенного бина по интенсивности (например, T1 или T2). 2) Проектирование схемы драйвера постоянного тока, способной работать от 12-вольтовой системы автомобиля, с компенсацией переходных процессов "load dump". 3) Создание разводки печатной платы с рекомендуемыми контактными площадками, обеспечение адекватного теплоотвода и ширины дорожек для рабочего тока. 4) Реализация ШИМ-диммирования, управляемого через CAN-шину автомобиля, для регулировки яркости в зависимости от условий окружающего освещения. 5) Проверка однородности цвета путем указания узкого бина по цветности (например, CM2/CL4) для всех светодиодов в сборке.