Техническая спецификация PLCC-2 Super Red LED - 2.0x1.25x0.8мм - Напряжение 2.0В - Мощность 40мВт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны технические характеристики сверхяркого красного светодиода для поверхностного монтажа в корпусе PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Разработанный в первую очередь для требовательных применений в интерьерном освещении автомобилей, этот компонент сочетает надежную работу с соответствием отраслевым стандартам. Его компактные размеры и прочная конструкция делают его подходящим для критически важных функций освещения в салоне автомобиля, где пространство ограничено.

Ключевые преимущества светодиода включают широкий угол обзора 120 градусов для равномерного освещения, типичную силу света 600 милликандел (мкд) при стандартном токе накачки 20 мА, а также соответствие строгим автомобильным и экологическим стандартам, таким как AEC-Q102, RoHS, REACH и требованиям по отсутствию галогенов. Это сочетание делает его надежным выбором для разработчиков, стремящихся к долговечности и производительности в автомобильных условиях.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Фотометрические и электрические характеристики

Ключевые рабочие параметры определяют диапазон рабочих характеристик светодиода. Типичное рабочее значение прямого тока (IF) составляет 20 мА, минимальное - 5 мА, а абсолютный максимальный номинал - 50 мА. При 20 мА типичное прямое напряжение (VF) равно 2.0 В, в диапазоне от минимального 1.75 В до максимального 2.75 В. Такая работа при низком напряжении способствует эффективному использованию мощности.

Основной фотометрический выход характеризуется силой света (IV) 600 мкд (типичное значение), с минимумом 450 мкд и максимумом до 1120 мкд в стандартных условиях испытаний. Излучение находится в спектре "супер красного" цвета с доминирующей длиной волны (λd), типично равной 630 нм, в диапазоне от 627 нм до 639 нм. Широкий угол обзора 120 градусов (допуск ±5°) обеспечивает широкое и равномерное распределение света, что крайне важно для панельной и индикаторной подсветки.

2.2 Тепловые режимы и абсолютные максимальные параметры

Тепловой режим критически важен для долговечности светодиода. Устройство имеет два значения теплового сопротивления: реальное тепловое сопротивление (Rth JS real) 160 К/Вт (макс.) и электрическое тепловое сопротивление (Rth JS el) 125 К/Вт (макс.). Эти значения показывают повышение температуры на ватт рассеиваемой мощности от перехода до точки пайки.

Абсолютные максимальные параметры определяют рабочие пределы, которые нельзя превышать во избежание необратимого повреждения. Максимальная рассеиваемая мощность (Pd) составляет 137 мВт. Устройство может выдерживать импульсный ток (IFM) 100 мА для импульсов ≤ 10 мкс с очень низким коэффициентом заполнения (0.005). Температура перехода (TJ) не должна превышать 125°C, в то время как рабочий и диапазон температур хранения указан от -40°C до +110°C, что подтверждает его пригодность для автомобильных применений. Чувствительность к ЭСР (HBM) составляет 2 кВ.

3. Анализ характеристических кривых

3.1 Спектральное распределение и зависимость тока от напряжения

График относительного спектрального распределения показывает узкую, пикообразную кривую излучения с центром около 630 нм, что характерно для светодиода красного цвета высокой чистоты. Кривая зависимости прямого тока от прямого напряжения (IF-VF) демонстрирует экспоненциальную характеристику диода. График относительной силы света в зависимости от прямого тока показывает почти линейное увеличение светового потока с ростом тока до типичной точки 20 мА, с постепенным снижением при более высоких токах из-за усиления тепловых эффектов.

3.2 Зависимость от температуры

Зависимость характеристик от температуры является ключевым фактором при проектировании. График относительной силы света в зависимости от температуры перехода показывает отрицательную корреляцию; с ростом температуры световой поток уменьшается. Это типичное поведение для светодиодов. Напротив, прямое напряжение имеет отрицательный температурный коэффициент, линейно уменьшаясь с ростом температуры перехода. Доминирующая длина волны также смещается с температурой, обычно увеличиваясь (красное смещение) при нагреве перехода. Эти кривые необходимы для проектирования схем с температурной компенсацией для поддержания постоянной яркости и цвета.

3.3 Понижение номинала и импульсный режим работы

Кривая понижения номинала прямого тока крайне важна для надежности. Она определяет максимально допустимый непрерывный прямой ток в зависимости от температуры контактной площадки (TS). Например, при температуре контактной площадки 110°C максимально допустимый непрерывный ток составляет 35 мА. На графике также указан минимальный рабочий ток 5 мА. Диаграмма допустимой импульсной нагрузки предоставляет рекомендации для импульсного режима работы, показывая допустимый пиковый импульсный ток для различных длительностей импульсов и коэффициентов заполнения, что полезно для мультиплексирования или ШИМ-диммирования.

4. Объяснение системы сортировки (бининг)

Светодиод сортируется по трем ключевым параметрам для обеспечения стабильности производственных партий и соответствия при проектировании.

4.1 Сортировка по силе света

Сила света классифицируется по буквенно-цифровым группам (бинама) от L1 (11.2-14 мкд) до GA (18000-22400 мкд). Для данного конкретного номера детали (65-21-SR0200H-AM) возможные выходные бины выделены и попадают в диапазоны U1 (450-560 мкд) и U2 (560-710 мкд), что соответствует типичной спецификации 600 мкд. Это позволяет разработчикам при необходимости выбирать компоненты с более жесткими допусками по яркости.

4.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Доминирующая длина волны сортируется с использованием четырехзначного кода. Бины охватывают широкий спектр от 459 нм до 639 нм. Соответствующие бины для данного сверхкрасного светодиода выделены в диапазоне 627-639 нм, в частности, охватывая коды 2730 (627-630 нм), 3033 (630-633 нм), 3336 (633-636 нм) и 3639 (636-639 нм). Это обеспечивает постоянство цвета в различных производственных партиях.

4.3 Сортировка по прямому напряжению

Прямое напряжение сортируется с использованием четырехзначного кода, представляющего минимальное и максимальное напряжение в десятых долях вольта. Бины варьируются от 1012 (1.00-1.25 В) до 2730 (2.70-3.00 В). Для данного светодиода с типичнымVF2.0 В, соответствующими бинами, вероятно, являются 1720 (1.75-2.00 В) и 2022 (2.00-2.25 В). Подбор светодиодов по одинаковым бинам напряжения может упростить проектирование токоограничивающих цепей в параллельных массивах.

5. Механическая информация и данные о корпусе

Светодиод размещен в стандартном корпусе PLCC-2 для поверхностного монтажа. Механический чертеж (подразумеваемый ссылкой на раздел "Механические размеры") обычно показывает корпус с двумя выводами на противоположных сторонах. Критические размеры включают общую длину, ширину и высоту, расстояние между выводами, а также размер и положение формованной линзы. Корпус разработан для совместимости с автоматизированными процессами установки и пайки оплавлением, обычно используемыми в крупносерийном производстве электроники.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Профиль оплавления при пайке

В спецификации указана максимальная температура пайки оплавлением 260°C в течение 30 секунд. Это относится к пиковой температуре, измеренной на выводах/паяных соединениях. Обычно предоставляется рекомендуемый профиль оплавления, описывающий этапы предварительного нагрева, выдержки, оплавления и охлаждения для предотвращения теплового удара и обеспечения надежных паяных соединений без повреждения внутренней структуры светодиода или эпоксидной линзы.

6.2 Рекомендуемая конфигурация контактных площадок

Предоставляется рекомендуемый рисунок контактных площадок для обеспечения надлежащей механической стабильности и формирования паяльного валика. Эта конструкция площадки оптимизирует прочность паяного соединения и путь теплопередачи от тепловой площадки светодиода (если имеется) или выводов к печатной плате (ПП). Следование этой конфигурации крайне важно для производственного выхода и долгосрочной надежности.

6.3 Меры предосторожности при использовании

Общие меры предосторожности включают избегание использования острых инструментов при обращении для предотвращения повреждения линзы или выводов. Хранение должно осуществляться в сухой антистатической среде в соответствии с уровнем чувствительности к влаге (MSL) 3, что требует прогрева компонентов, если они подвергались воздействию окружающей среды сверх их срока годности перед пайкой оплавлением. Также следует избегать прямого воздействия высокоинтенсивного УФ-света или определенных химических веществ.

7. Рекомендации по применению

7.1 Типичные сценарии применения

Как указано в PDF, основное применение - этоИнтерьерное освещение автомобилей. Это включает подсветку переключателей на приборной панели, дверных ручек, индикаторов переключения передач, элементов управления аудиосистемой и фоновой подсветки. Второе ключевое применение - подсветкаприборных панелей (кластеров), то есть приборных панелей или датчиков, где требуется постоянная, надежная подсветка значков, стрелок и предупреждающих символов.

7.2 Особенности проектирования

При проектировании с использованием данного светодиода учитывайте следующее: Всегда используйте последовательный токоограничивающий резистор или источник постоянного тока для установки прямого тока, обычно на уровне 20 мА для номинальной яркости. Учитывайте бин прямого напряжения и его допуск при расчете номинала резистора или выходного напряжения драйвера. Продумайте тепловое управление, особенно в закрытых пространствах или при высоких температурах окружающей среды; используйте кривую понижения номинала для корректировки максимального тока накачки. Для равномерного освещения с использованием нескольких светодиодов выбирайте компоненты из одного и того же или соседних бинов по силе света и длине волны. Широкий угол обзора снижает потребность во вторичной оптике во многих применениях с рассеянным освещением.

8. Техническое сравнение и отличия

По сравнению с обычными неавтомобильными светодиодами PLCC-2, ключевыми отличиями данного компонента являются его формальные квалификации. Квалификация AEC-Q102 означает, что он прошел набор стресс-тестов, определенных для дискретных оптоэлектронных устройств в автомобильных применениях, включая испытания на срок службы при высокой температуре, температурные циклы и устойчивость к влажности. Класс устойчивости к коррозии B1 указывает на повышенную устойчивость к коррозионным газам, таким как сера, которые могут присутствовать в некоторых автомобильных средах. Сочетание широкого угла обзора 120 градусов и типичной силы света 600 мкд обеспечивает хороший баланс яркости и рассеивания для интерьерных применений.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я накачивать этот светодиод током 30 мА для большей яркости?

О: Хотя абсолютный максимальный номинал составляет 50 мА, типичный рабочий ток - 20 мА. Работа на 30 мА возможна, но приведет к повышению температуры перехода и ускорению снижения светового потока. Вы должны обратиться к кривой понижения номинала, исходя из температуры контактной площадки в вашем применении, чтобы гарантировать, что температура перехода остается ниже 125°C.

В: В чем разница между реальным и электрическим тепловым сопротивлением?

О: Реальное тепловое сопротивление (Rth JS real) измеряется с использованием физического датчика температуры. Электрическое тепловое сопротивление (Rth JS el) рассчитывается с использованием температурного коэффициента прямого напряжения светодиода. Для целей проектирования следует использовать более консервативное (большее) значение, в данном случае 160 К/Вт, для наихудшего теплового анализа.

В: Необходим ли защитный диод от обратного напряжения?

О: В спецификации указано, что устройство "не предназначено для работы в обратном направлении". Приложение обратного напряжения может его повредить. В цепях, где возможно обратное напряжение (например, в автомобильных сценариях сброса нагрузки), настоятельно рекомендуется внешняя защита, такая как последовательный диод или TVS-диод.

10. Практический пример проектирования

Рассмотрим проектирование подсветки для автомобильной панели управления климатом с 10 одинаковыми индикаторами. Каждый индикатор использует один светодиод. Напряжение питания - номинальная 12-вольтовая система автомобиля. Для обеспечения долговечности проектная цель - максимальная температура контактной площадки 85°C. Из кривой понижения номинала, при 85°C, максимальный непрерывный ток составляет приблизительно 45 мА. Выбор безопасной рабочей точки 15 мА на светодиод обеспечивает запас и снижает тепловую нагрузку. При типичномVF2.0 В, требуемое значение последовательного резистора для каждого светодиода при питании 12 В составляет (12В - 2.0В) / 0.015А = 667 Ом (используйте стандартное значение 680 Ом). Рассеиваемая мощность на каждом резисторе составляет (10В)^2 / 680Ом ≈ 0.147 Вт, поэтому резистор мощностью 1/4 Вт достаточен. Для обеспечения однородности цвета и яркости укажите при закупке светодиоды из одного бина силы света (например, U1) и одного бина доминирующей длины волны (например, 2730).

11. Принцип работы

Это светоизлучающий диод (LED), полупроводниковое устройство с p-n переходом. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее встроенный потенциал перехода, электроны и дырки инжектируются через переход. При рекомбинации этих носителей заряда энергия высвобождается в виде фотонов (света). Конкретный состав материалов полупроводниковых слоев (обычно на основе арсенида алюминия-галлия - AlGaAs для красных светодиодов) определяет длину волны (цвет) излучаемого света. Корпус PLCC-2 инкапсулирует полупроводниковый кристалл, обеспечивает механическую защиту, включает формованную эпоксидную линзу, формирующую световой поток для достижения угла обзора 120 градусов, и предоставляет выводы для электрического соединения и отвода тепла.

12. Тенденции отрасли

Тенденция в области автомобильного интерьерного освещения продолжается в сторону более высокой интеграции, интеллектуального управления и улучшенного пользовательского опыта. Светодиоды все чаще используются не только для функциональности, но и для создания атмосферы и брендинга. Это стимулирует спрос на светодиоды с более высокой эффективностью (больше люмен на ватт), более жесткой сортировкой по цвету и яркости для постоянного внешнего вида и улучшенными показателями надежности, соответствующими более длительным гарантиям на автомобили. Также наблюдается растущая интеграция светодиодов со встроенными драйверами или управляющими ИС (такими как iC-LED) для упрощения проектирования схем и реализации расширенных функций, таких как индивидуальная адресуемость для динамических световых эффектов. Описанный здесь компонент, со своими автомобильными квалификациями и стабильными характеристиками, вписывается в фундаментальный уровень этой развивающейся экосистемы, предоставляя надежный источник света как для простых, так и для сложных осветительных систем.