Техническая спецификация желтого светодиода PLCC-2 - Корпус 3.2x2.8x1.9мм - Напряжение 2.0В - Мощность 0.04Вт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики высокояркого желтого светодиода для поверхностного монтажа в корпусе PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Устройство спроектировано для надежной работы в жестких условиях эксплуатации и отличается компактными размерами, подходящими для автоматизированных процессов сборки. Основная область применения — автомобильная подсветка салона, включая приборные панели, где критически важны стабильность цвета и долговременная надежность.

1.1 Ключевые особенности и целевой рынок

Характеристики данного светодиода определяют его применение в конкретных промышленных и потребительских устройствах. Тип корпуса обеспечивает совместимость со стандартными линиями поверхностного монтажа (SMT). Желтый цвет, определяемый доминирующей длиной волны, достигается за счет использования специальных полупроводниковых материалов. Типичная сила света в 1120 милликандел (мкд) при стандартном токе накачки 20 мА обеспечивает достаточную яркость для индикации и подсветки. Широкий угол обзора в 120 градусов гарантирует хорошую видимость с разных ракурсов. Соответствие автомобильному стандарту AEC-Q101 является ключевым преимуществом, подтверждающим прохождение строгих испытаний на термоциклирование, устойчивость к влажности и долгосрочную стабильность, что делает его пригодным для суровых условий внутри автомобиля. Соответствие директивам RoHS (об ограничении использования опасных веществ) и REACH обеспечивает экологическую безопасность для мирового рынка.

2. Подробный анализ технических параметров

Для корректного проектирования схемы и надежной работы необходимо полное понимание электрических, оптических и тепловых параметров.

2.1 Электрические и оптические характеристики

Прямое напряжение (VF) имеет типичное значение 2.0В и максимальное 2.75В при стандартном испытательном токе 20 мА. Этот параметр критически важен для расчета номинала токоограничивающего резистора в последовательной цепи. Абсолютный максимальный прямой ток для постоянного режима работы составляет 50 мА, а импульсный ток — 100 мА для очень коротких импульсов (≤10 мкс). Устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения. Сила света (IV) задается с минимальным значением 710 мкд, типичным 1120 мкд и максимальным 1400 мкд при 20 мА, что показывает ожидаемый разброс параметров. Доминирующая длина волны (λd), определяющая желтый цвет, находится в диапазоне от 585 нм до 594 нм, с типичным значением около 590 нм.

2.2 Тепловые режимы и абсолютные максимальные параметры

Теплоотвод жизненно важен для долговечности светодиода. Тепловое сопротивление от p-n-перехода до точки пайки составляет 160 К/Вт (реальное) и 125 К/Вт (электрическое), что указывает на эффективность отвода тепла от полупроводникового кристалла. Максимально допустимая температура перехода (Tj) составляет 125°C. Рабочий температурный диапазон — от -40°C до +110°C, что подходит для условий под приборной панелью автомобиля. Устройство выдерживает пиковую температуру пайки оплавлением 260°C в течение 30 секунд, что соответствует стандартным профилям бессвинцовой пайки. Также светодиод имеет чувствительность к электростатическому разряду (ESD) 2 кВ (модель человеческого тела), что требует стандартных мер предосторожности при сборке.

3. Анализ характеристических кривых

Представленные графики дают представление о поведении светодиода в различных условиях, что критически важно для надежного проектирования.

3.1 Зависимости от тока, напряжения и температуры

График зависимости прямого тока от прямого напряжения показывает экспоненциальную ВАХ, типичную для диода. Кривая зависимости относительной силы света от прямого тока демонстрирует, что световой выход увеличивается с ростом тока, но на высоких токах может стать нелинейным из-за нагрева. График зависимости доминирующей длины волны от прямого тока показывает минимальный сдвиг с изменением тока, что указывает на хорошую стабильность цвета. График зависимости относительного прямого напряжения от температуры перехода имеет отрицательный коэффициент, то есть VF уменьшается с ростом температуры, что можно использовать для косвенного измерения температуры. График зависимости относительной силы света от температуры перехода показывает ожидаемое снижение светового выхода при повышении температуры, что является ключевым фактором при тепловом проектировании. График относительного сдвига длины волны от температуры перехода указывает на то, как желтый цвет может незначительно смещаться с температурой.

3.2 Допустимые режимы работы и импульсный режим

Кривая снижения номинала прямого тока необходима для определения максимально безопасного рабочего тока при повышенной температуре окружающей среды или контактных площадок. Например, при температуре контактной площадки (Ts) 110°C максимально допустимый прямой ток падает до 35 мА. Диаграмма допустимой импульсной нагрузки определяет пиковый ток (IF), допустимый для заданной длительности импульса (tp) и скважности (D), что полезно для мультиплексирования или ШИМ-диммирования без перегрева перехода.

4. Объяснение системы сортировки (бининга)

Для обеспечения стабильности в массовом производстве светодиоды сортируются по группам (бина) в зависимости от параметров.

4.1 Сортировка по силе света

Сила света классифицируется по буквенно-цифровым бинам (например, L1, L2, M1... до GA). Каждый бин охватывает определенный диапазон минимальной и максимальной силы света в милликанделах (мкд). Для данного артикула типичное значение 1120 мкд попадает в бин \"AA\" (1120-1400 мкд). Разработчики могут указать код бина, чтобы гарантировать минимальный уровень яркости для своего приложения.

4.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Доминирующая длина волны, определяющая точный оттенок желтого, также сортируется с использованием числовых кодов (например, 9194, 9497). Бин \"9194\" охватывает диапазон от 591 нм до 594 нм. Типичное значение 590 нм для данной детали предполагает, что она, вероятно, попадает в бин \"8891\" (588-591 нм) или \"9194\". Указание узкого бина по длине волны обеспечивает однородность цвета в массиве из нескольких светодиодов в дисплее или подсветке.

5. Механические характеристики, монтаж и упаковка

5.1 Габаритные размеры и полярность

Корпус PLCC-2 имеет стандартную посадочную площадку. Механический чертеж (подразумеваемый ссылкой на раздел) покажет длину, ширину и высоту (обычно около 3.2 мм x 2.8 мм x 1.9 мм), а также расстояние между выводами. На корпусе имеется индикатор полярности, обычно выемка или скошенный угол, для идентификации катода. Предоставлена рекомендуемая разводка контактных площадок для обеспечения надежного паяного соединения и правильного теплоотвода во время пайки оплавлением.

5.2 Рекомендации по пайке и обращению

Профиль пайки оплавлением определяет критические параметры: предварительный нагрев, выдержку, пик оплавления (макс. 260°C) и скорость охлаждения для предотвращения теплового удара компонента. Меры предосторожности включают стандартную защиту от электростатического разряда, избегание механических нагрузок на линзу и недопущение превышения абсолютных максимальных параметров. Рекомендуются правильные условия хранения (в указанном диапазоне температур от -40°C до +110°C и при низкой влажности) для сохранения паяемости и рабочих характеристик.

5.3 Упаковка и информация для заказа

Светодиоды поставляются в упаковке на ленте и в катушке, совместимой с автоматами для установки компонентов. В разделе об упаковке подробно описаны размеры катушки, ширина ленты, расстояние между карманами и ориентация. Структура артикула (например, 67-21-UY0200H-AM) кодирует ключевые атрибуты, такие как цвет (Y — желтый), тип корпуса и, вероятно, бины параметров. Информация для заказа поясняет, как указать количество, тип упаковки и любые специальные требования к бинингу.

6. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

6.1 Типовые схемы включения

В типовой схеме с постоянным током обязателен токоограничивающий резистор. Его номинал (R) рассчитывается по закону Ома: R = (Vпитания - VF) / IF. Для источника питания 5В, целевого тока IF=20 мА и VF=2.0В, R = (5В - 2.0В) / 0.02А = 150 Ом. Мощность резистора должна быть не менее PR = (Vпитания - VF) * IF = 0.06 Вт; подойдет резистор на 1/8 Вт или 1/4 Вт. Для приложений, требующих регулировки яркости или мультиплексирования, предпочтительным методом является ШИМ (широтно-импульсная модуляция) по сравнению с аналоговым диммированием током, так как она сохраняет постоянство цвета.

6.2 Теплоотвод в конструкции

Несмотря на низкое энергопотребление (~40 мВт при 20 мА), эффективный теплоотвод важен для поддержания производительности и долговечности, особенно при высоких температурах окружающей среды или в закрытых пространствах. Тепловой путь проходит от p-n-перехода через корпус к контактным площадкам и далее на печатную плату (ПП). Использование ПП с тепловыми переходами под теплоотводящей площадкой светодиода, соединенными с земляной полигонной заливкой, значительно улучшает рассеивание тепла, снижает температуру перехода и помогает поддерживать более высокий световой выход.

6.3 Проектирование для автомобильной надежности

Для приборных панелей или подсветки салона автомобиля следует учитывать следующее: Используйте рабочие токи со сниженным номиналом (например, 15-18 мА вместо 20 мА) для увеличения срока службы и снижения тепловой нагрузки. Убедитесь, что разводка печатной платы минимизирует паразитную индуктивность и емкость в цепях управления. Реализуйте схемы защиты от бросков напряжения и других переходных процессов в автомобильной электросети, если светодиод питается непосредственно от шины питания автомобиля. Убедитесь, что выбранные бины по силе света и длине волны соответствуют эстетическим и функциональным требованиям конечного продукта во всем указанном диапазоне рабочих температур.

7. Техническое сравнение и тенденции

7.1 Принцип работы

Светодиод (LED) — это полупроводниковый прибор с p-n-переходом. При подаче прямого напряжения электроны и дырки рекомбинируют в активной области, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Цвет света определяется шириной запрещенной зоны полупроводниковых материалов, используемых в активном слое. Желтые светодиоды обычно изготавливаются на основе таких материалов, как фосфид алюминия-галлия-индия (AlGaInP). Корпус PLCC содержит отражающую полость и линзу из формованной эпоксидной смолы, которая формирует световой поток и обеспечивает защиту от окружающей среды.

7.2 Контекст отрасли и эволюция

Корпус PLCC-2 представляет собой зрелый и широко распространенный форм-фактор в индустрии светодиодов, предлагающий хороший баланс размера, стоимости и оптических характеристик. Ключевые тенденции в технологии светодиодов, относящиеся к таким компонентам, включают постоянное улучшение световой отдачи (больше света на ватт потребляемой мощности), повышенную стабильность цвета в зависимости от температуры и времени, а также разработку все более компактных корпусов с сохраненной или улучшенной оптической мощностью. Стремление к повышению надежности и квалификации по строгим стандартам, таким как AEC-Q101, продолжает оставаться основным направлением, особенно для автомобильного и промышленного рынков.