Техническая спецификация желтого светодиода PLCC-2 - Корпус 2.0x1.25x0.8мм - Напряжение 2.0В - Мощность 40мВт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики высокояркого желтого светодиода для поверхностного монтажа в корпусе PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Разработанный в первую очередь для автомобильной промышленности, этот компонент обеспечивает надежную работу в жестких условиях. Его ключевое применение — системы внутреннего освещения автомобиля, включая приборные панели и общее освещение салона, где критически важны стабильный цветовой выход и долговременная надежность.

Основные преимущества данного светодиода включают компактные размеры, высокую световую интенсивность для своего типоразмера и широкий угол обзора 120°, обеспечивающий хорошую видимость. Он изготовлен в соответствии со строгими автомобильными стандартами, включая квалификацию AEC-Q102 для дискретных оптоэлектронных приборов и специальные требования к стойкости к коррозии. Кроме того, он соответствует основным экологическим нормам, таким как RoHS, REACH и стандарты по отсутствию галогенов, что делает его пригодным для современных экологичных проектов.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Фотометрические и электрические характеристики

Основной фотометрической характеристикой является сила света, типичное значение которой составляет 900 милликандел (мкд) при прямом токе (I_F) 20 мА. Указанный диапазон — от минимальных 560 мкд до максимальных 1400 мкд, что указывает на возможные вариации между производственными партиями, которые контролируются системой сортировки (биннинга), описанной далее. Доминирующая длина волны, определяющая воспринимаемый желтый цвет, обычно составляет 592 нанометра (нм) с диапазоном от 585 нм до 594 нм. Широкий угол обзора 120 градусов (с допуском ±5°) обеспечивает широкую диаграмму направленности, подходящую для подсветки и индикации.

Электрически прибор имеет типичное прямое напряжение (V_F) 2,0 вольта при 20 мА, в диапазоне от 1,75 В до 2,75 В. Абсолютный максимальный непрерывный прямой ток составляет 50 мА. Тепловое сопротивление, критический параметр для управления рассеиванием тепла, указано от p-n-перехода до точки пайки. Приведены два значения: "реальное" тепловое сопротивление (R_{th JS real}) 160 К/Вт и "электрическое" тепловое сопротивление (R_{th JS el}) 125 К/Вт. Электрический метод обычно определяется по изменению прямого напряжения и часто используется для оценки на месте, в то время как реальное значение более точно отражает фактический тепловой путь.

2.2 Абсолютные максимальные параметры и тепловые ограничения

Соблюдение абсолютных максимальных параметров необходимо для долговечности прибора. Максимальная рассеиваемая мощность составляет 137 мВт. Температура p-n-перехода (T_J) не должна превышать 125°C. Прибор рассчитан на работу и хранение в диапазоне температур от -40°C до +110°C, что подтверждает его пригодность для автомобильных условий. Он может выдерживать импульсный ток (I_FM) 100 мА в течение очень коротких импульсов (≤10 мкс) при низкой скважности. Чувствительность к электростатическому разряду (ESD) составляет 2 кВ (модель человеческого тела), что является стандартным уровнем, требующим базовых мер предосторожности при обращении. Профиль температуры пайки допускает пайку оплавлением с пиковой температурой 260°C до 30 секунд.

3. Объяснение системы сортировки (биннинга)

Для обеспечения стабильности в производственных партиях светодиоды сортируются по группам производительности. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие определенным пороговым значениям ключевых параметров.

3.1 Сортировка по силе света

Сила света сортируется с использованием буквенно-цифровой системы кодов от L1 (11,2-14 мкд) до GA (18000-22400 мкд). Для данного конкретного номера детали (65-21-UY0200H-AM) возможные выходные группы выделены в спецификации и сосредоточены вокруг групп V1 (710-900 мкд) и V2 (900-1120 мкд), что соответствует типичной спецификации 900 мкд. Применяется допуск измерения ±8%.

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Доминирующая длина волны, определяющая желтый оттенок, также сортируется. Группы определяются трехзначными кодами, представляющими минимальную длину волны в нанометрах. Для данного желтого светодиода соответствующие группы находятся в диапазоне 585-600 нм, в частности, охватывая коды, такие как 8588 (585-588 нм), 8891 (588-591 нм), 9194 (591-594 нм) и 9497 (594-597 нм). Типичное значение 592 нм попадает в группу 9194. Указан жесткий допуск ±1 нм.

3.3 Сортировка по прямому напряжению

Прямое напряжение сортируется на три группы: 1012 (1,00-1,25 В), 1215 (1,25-1,50 В) и 1517 (1,50-1,75 В). Типичное V_Fданного устройства, равное 2,0 В, заметно выше максимума этих групп, что позволяет предположить, что для данного конкретного продукта таблица сортировки по напряжению может представлять стандартную сетку компании, а фактическая характеристика V_Fопределяется минимальными/типичными/максимальными значениями в таблице характеристик.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены несколько графиков, описывающих поведение светодиода в различных условиях.

4.1 Зависимость прямого тока от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

Вольт-амперная характеристика показывает экспоненциальную зависимость, типичную для диода. По мере увеличения прямого тока от 0 до 60 мА прямое напряжение возрастает примерно с 1,75 В до 2,2 В. Эта кривая имеет решающее значение для проектирования схемы ограничения тока, обеспечивающей стабильную работу.

4.2 Оптические характеристики в зависимости от тока и температуры

ГрафикОтносительной силы света от прямого токапоказывает, что световой выход увеличивается сверхлинейно с ростом тока, прежде чем стремиться к насыщению при более высоких токах, что подчеркивает важность работы в рекомендуемом диапазоне для эффективности. ГрафикОтносительной силы света от температуры переходадемонстрирует тепловое тушение: по мере роста температуры перехода от -40°C до 140°C световой выход значительно снижается, падая примерно до 60% от его значения при 25°C при 125°C. Это подчеркивает необходимость эффективного теплового управления в приложении.

ГрафикДоминирующей длины волны от прямого токапоказывает небольшое уменьшение длины волны ("синий сдвиг") с увеличением тока, в то время как графикОтносительного сдвига длины волны от температуры переходапоказывает явный "красный сдвиг" (увеличение длины волны) с ростом температуры. Эти сдвиги важны для приложений, критичных к цвету.

4.3 Снижение параметров и импульсный режим

КриваяСнижения прямого токажизненно важна для надежности. Она показывает максимально допустимый непрерывный прямой ток в зависимости от температуры контактной площадки. Например, при температуре площадки 110°C максимальный ток составляет всего 35 мА по сравнению с 50 мА при более низких температурах. ДиаграммаДопустимой импульсной нагрузкиопределяет допустимый пиковый импульсный ток для различных длительностей импульсов и скважностей, что полезно для мультиплексирования или мигающих приложений.

5. Механическая информация и данные о корпусе

Светодиод использует стандартный корпус PLCC-2 для поверхностного монтажа. Механический чертеж обычно показывает размеры корпуса примерно 2,0 мм в длину, 1,25 мм в ширину и 0,8 мм в высоту (это типичные размеры PLCC-2; точные значения следует брать из раздела "Механические размеры"). Устройство имеет два вывода. Полярность указывается маркером на корпусе, обычно выемкой или скошенным углом со стороны катода. Предоставлена рекомендуемая разводка контактных площадок для обеспечения надежного паяного соединения и правильного теплового контакта с печатной платой.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Компонент подходит для процессов пайки оплавлением, распространенных в поверхностном монтаже. Рекомендуется определенный профиль пайки оплавлением с пиковой температурой не выше 260°C в течение 30 секунд. Этот профиль необходимо соблюдать, чтобы предотвратить повреждение пластикового корпуса или внутреннего кристалла и проводных соединений. Общие меры предосторожности включают избегание механических нагрузок на корпус, использование надлежащих мер контроля ЭСР при обращении и обеспечение чистоты печатной платы и паяльной пасты для предотвращения коррозии или деградации, вызванной серой, для которых упоминаются отдельные критерии испытаний.

7. Упаковка и информация для заказа

Светодиоды поставляются в упаковке на ленте и в катушках, совместимой с автоматическими установочными машинами. В разделе информации об упаковке подробно описаны размеры катушки, ширина ленты, расстояние между карманами и ориентация компонентов в ленте. Номер детали 65-21-UY0200H-AM следует определенной системе кодирования, вероятно, указывающей тип корпуса, цвет, группу яркости, группу длины волны и другие атрибуты. Информация для заказа будет указывать минимальное количество заказа, тип упаковки (например, размер катушки) и, возможно, варианты для конкретных комбинаций групп.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Основное применение — внутреннее освещение автомобиля. Это включает подсветку приборных панелей, сигнальных индикаторов, кнопок информационно-развлекательных систем и общее окружающее освещение салона. Его квалификация AEC-Q102 и широкий температурный диапазон делают его непосредственно подходящим для этих суровых условий.

8.2 Соображения по проектированию

Управление током:Настоятельно рекомендуется использовать источник постоянного тока, а не источник постоянного напряжения с последовательным резистором, для лучшей стабильности и долговечности, особенно учитывая вариацию V_Fи температурную зависимость. Рабочий ток следует выбирать на основе требуемой яркости и теплового снижения параметров. 20 мА — это типичное испытательное условие.

Тепловое управление:Тепловое сопротивление от перехода до точки пайки значительно. Для поддержания производительности и надежности разводка печатной платы должна обеспечивать адекватную тепловую площадку, соединенную с медными полигонами или слоями для рассеивания тепла. Поддержание низкой температуры контактной площадки является ключом к максимизации светового выхода и срока службы.

Оптическое проектирование:Угол обзора 120 градусов подходит для освещения широких областей. Для более сфокусированного света могут потребоваться вторичная оптика (линзы). Небольшой сдвиг длины волны в зависимости от тока и температуры следует учитывать, если критически важна стабильность цвета при различных рабочих условиях.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению с обычными коммерческими светодиодами ключевыми отличительными особенностями данного устройства являются его автомобильные квалификации (AEC-Q102, стойкость к коррозии) и расширенный температурный диапазон. На рынке автомобильных светодиодов его комбинация корпуса PLCC-2 (предлагающая хороший баланс размера и тепловых характеристик), высокая типичная яркость (900 мкд) и специфическая желтая длина волны ориентируют его на роли индикаторов и подсветки в салоне. Всеобъемлющая структура сортировки позволяет добиться более точного согласования цвета и яркости на системном уровне по сравнению с несортированными деталями.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я непрерывно питать этот светодиод током 50 мА?

О: Можете, но только если температура контактной площадки поддерживается достаточно низкой, как определено кривой снижения параметров. При повышенных температурах максимально допустимый непрерывный ток значительно снижается. Работа при 20 мА является типичной для баланса яркости и эффективности.

В: Почему световой выход уменьшается при высокой температуре?

О: Это фундаментальное явление физики полупроводников, называемое "тепловым тушением". Усиленные колебания кристаллической решетки при более высоких температурах способствуют безызлучательной рекомбинации электронно-дырочных пар, снижая эффективность генерации света.

В: Как интерпретировать два разных значения теплового сопротивления?

О: "Реальное" тепловое сопротивление (160 К/Вт), вероятно, измеряется с использованием физического датчика температуры. "Электрическое" значение (125 К/Вт) рассчитывается с использованием температурно-зависимого прямого напряжения в качестве косвенного показателя температуры перехода. Для целей проектирования безопаснее использовать большее (более консервативное) значение для оценки повышения температуры.

В: Достаточно ли токоограничивающего резистора для питания этого светодиода?

О: Для простых, некритичных приложений со стабильным напряжением питания можно использовать последовательный резистор. Его значение рассчитывается как R = (V_supply- V_F) / I_F. Однако из-за вариации V_Fи его температурной зависимости ток не будет идеально стабильным. Для автомобильных приложений, где надежность является ключевой, предпочтительна специализированная микросхема или схема драйвера постоянного тока.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Сигнальный индикатор на приборной панели

Разработчик создает сигнальную лампу для индикатора "Check Engine". Свет должен быть четко виден при любых условиях окружающего освещения, соответствовать автомобильным стандартам надежности и иметь стабильный желтый цвет. Выбран этот желтый светодиод PLCC-2. В конструкции используется драйвер постоянного тока, установленный на 18 мА, чтобы обеспечить достаточную яркость, оставаясь ниже типичной точки 20 мА для увеличения срока службы. Разводка печатной платы включает в себя большую тепловую площадку, соединенную с внутренним слоем земли, чтобы поддерживать низкую температуру перехода. Разработчик указывает светодиоды из группы длины волны 9194 и групп интенсивности V1/V2, чтобы обеспечить согласованность цвета и яркости для всех устройств на производственной линии.

12. Введение в принцип работы

Этот светодиод является полупроводниковым источником света. Его сердцевина — это кристалл, изготовленный из сложных полупроводниковых материалов (обычно на основе фосфида алюминия-галлия-индия — AlGaInP для желтого света). При приложении прямого напряжения электроны и дырки инжектируются в активную область кристалла, где они рекомбинируют. Часть этой энергии рекомбинации высвобождается в виде фотонов (света). Конкретный состав полупроводниковых слоев определяет длину волны (цвет) излучаемого света. Корпус PLCC-2 инкапсулирует этот кристалл, обеспечивает электрические соединения через выводные рамки и включает в себя формованную пластиковую линзу, которая формирует световой выход для достижения угла обзора 120 градусов.

13. Технологические тренды

Общая тенденция в автомобильных светодиодах освещения — повышение эффективности (больше люмен на ватт), что снижает энергопотребление и тепловую нагрузку. Также наблюдается стремление к миниатюризации, позволяющей создавать более тонкие и гибкие конструкции для внутренних панелей. Кроме того, становится все более распространенной интеграция интеллектуальных функций, таких как встроенные микросхемы для диагностики или адресуемости. Что касается внутреннего освещения, растет интерес к настраиваемым белым и многоцветным светодиодам для систем окружающего освещения, которые могут менять цвет в соответствии с настроением или функцией водителя. Хотя данный конкретный компонент является монохромным желтым светодиодом, лежащие в основе процессы упаковки и квалификации являются основополагающими для этих более продвинутых устройств.