Техническая спецификация PLCC-6 Super Red LED A09K-SR1501H-AM - Корпус 3.2x2.8x1.9мм - Напряжение 2.15В - Мощность 0.32Вт

1. Обзор продукта

A09K-SR1501H-AM — это высокояркий супер-красный светоизлучающий диод (СИД), выполненный в поверхностном корпусе PLCC-6. Основной акцент в его конструкции сделан на надёжность и производительность в сложных автомобильных условиях. Прибор обеспечивает типичную силу света 4500 милликандел (мкд) при токе накачки 150 мА, что делает его пригодным для различных сигнальных и осветительных функций, где критически важна высокая видимость. Ключевой особенностью является соответствие стандарту квалификации AEC-Q101, подтверждающему его устойчивость для применения в автомобильной промышленности. Кроме того, он соответствует экологическим директивам RoHS и REACH, а также обладает устойчивостью к сере, что повышает его долговечность в суровых условиях эксплуатации.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основные преимущества этого светодиода проистекают из сочетания высокой оптической мощности, широкого угла обзора 120 градусов и надёжности автомобильного класса. Высокая сила света обеспечивает отличную видимость даже в условиях яркого дневного света, что крайне важно для критичных к безопасности применений, таких как стоп-сигналы. Широкий угол обзора обеспечивает равномерное распределение света, улучшая восприятие сигнала с различных углов. Основной целевой рынок — автомобильная промышленность, в частности, модули наружного освещения. Его квалификация делает его предпочтительным выбором для разработчиков, которым требуются компоненты, соответствующие строгим стандартам качества и долговечности для автомобилей.

2. Подробный анализ технических параметров

В этом разделе представлена детальная, объективная интерпретация ключевых электрических, оптических и тепловых параметров, указанных в спецификации.

2.1 Фотометрические и электрические характеристики

Центральным фотометрическим параметром являетсяСила света (I_V), указанная с типичным значением 4500 мкд при I_F=150 мА, с минимумом 3550 мкд и максимумом 7100 мкд. Этот широкий диапазон контролируется системой бинирования (подробнее далее). Допуск измерения светового потока составляет ±8%, измерение проводится при температуре тепловой площадки 25°C.Прямое напряжение (V_F)типично составляет 2.15 В при 150 мА, в диапазоне от 1.75 В до 3.0 В. В спецификации указано, что этот диапазон V_Fпредставляет 99% производственного выхода, с допуском измерения ±0.05 В.Доминирующая длина волны (λ_d)определяет воспринимаемый цвет; для этого супер-красного светодиода она типично равна 629 нм, в диапазоне от 627 нм до 639 нм, с допуском измерения ±1 нм.Угол обзора (2φ)составляет 120 градусов, с допуском ±5 градусов.

2.2 Предельные эксплуатационные параметры и тепловой менеджмент

Предельные эксплуатационные параметры определяют границы, за которыми может произойти необратимое повреждение.Максимальный постоянный прямой ток (I_F)составляет 200 мА.Рассеиваемая мощность (P_d)составляет 600 мВт. Ключевым тепловым параметром являетсяТепловое сопротивление. Приведены два значения: электрическое измерение (R_{th JS el}) максимум 50 К/Вт и реальное измерение (R_{th JS real}) максимум 60 К/Вт, оба от перехода до точки пайки. Более высокое "реальное" значение является более консервативным для проектирования.Температура перехода (T_J)не должна превышать 125°C. Диапазон рабочих температур и температур хранения составляет от -40°C до +110°C. Устройство может выдерживатьИмпульсный ток (I_FM)в 1000 мА для импульсов ≤10 мкс при низком коэффициенте заполнения (D=0.005). Защита от электростатического разряда (ESD) рассчитана на 8 кВ (модель человеческого тела).

3. Объяснение системы бинирования

Для управления естественными вариациями в полупроводниковом производстве светодиоды сортируются по бинам производительности. Это обеспечивает согласованность для конечного пользователя.

3.1 Бинирование силы света

Сила света бинируется с использованием буквенно-цифрового кода (например, CB, DA, DB). В спецификации приведена обширная таблица. Для A09K-SR1501H-AM "выделенный чёрный прямоугольник" указывает возможные выходные бины. Основываясь на типичной силе света 4500 мкд и диапазоне (3550-7100 мкд), соответствующими бинами являются CA (2800-3550 мкд), CB (3550-4500 мкд), DA (4500-5600 мкд) и DB (5600-7100 мкд). Конкретный бин для данной производственной партии должен быть подтверждён в информации для заказа.

3.2 Бинирование доминирующей длины волны

Доминирующая длина волны также бинируется с использованием числового кода. Целевой диапазон для этого супер-красного светодиода составляет 627-630 нм (типично 629 нм). Ссылаясь на таблицу бинирования, код "2730" соответствует диапазону 627-630 нм. Соседние бины, такие как "3033" (630-633 нм) и "2427" (624-627 нм), также могут быть частью производственного разброса. Допуск составляет ±1 нм.

4. Анализ кривых производительности

Графики в спецификации иллюстрируют, как ключевые параметры изменяются в различных рабочих условиях, что крайне важно для надёжного проектирования схем.

4.1 ВАХ и относительная интенсивность

ГрафикПрямой ток в зависимости от прямого напряженияпоказывает нелинейную зависимость, типичную для диодов. Напряжение увеличивается с ростом тока, начиная примерно с 1.4 В при низком токе и достигая приблизительно 2.15 В при 150 мА. ГрафикОтносительная сила света в зависимости от прямого токапочти линеен до типичных 150 мА, что указывает на хорошую эффективность в рекомендуемом рабочем диапазоне.

4.2 Зависимость от температуры

Температура существенно влияет на производительность светодиода. ГрафикОтносительная сила света в зависимости от температуры переходапоказывает, что выходная мощность уменьшается с ростом температуры. При максимальной рабочей температуре площадки пайки 110°C (см. кривую снижения мощности) относительная интенсивность составляет примерно 60% от её значения при 25°C. Это необходимо учитывать при тепловом проектировании. ГрафикОтносительное прямое напряжение в зависимости от температуры переходаимеет отрицательный наклон, что означает, что V_Fуменьшается с ростом температуры (примерно -1.5 мВ/°C). ГрафикОтносительная длина волны в зависимости от температуры переходапоказывает положительный сдвиг; длина волны слегка увеличивается с температурой (примерно +0.05 нм/°C).

3.3 Спектральное распределение и снижение мощности

КриваяОтносительного спектрального распределенияподтверждает монохроматическую природу светодиода с резким пиком в красном спектре (~629 нм). КриваяСнижения прямого токакритически важна для надёжности. Она определяет максимально допустимый постоянный прямой ток в зависимости от температуры площадки пайки (T_S). При максимальной температуре окружающей среды/точки пайки 110°C максимально допустимый постоянный ток падает примерно до 84 мА. Кривая также определяет минимальный рабочий ток 20 мА. ГрафикДопустимой импульсной нагрузкипозволяет разработчику рассчитать безопасные токи для одиночных импульсов или импульсного режима работы для различных длительностей импульсов (t_p) и коэффициентов заполнения (D).

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Физические размеры и полярность

Светодиод использует стандартный поверхностный корпус PLCC-6 (пластиковый корпус с выводами). Механический чертёж показывает вид сверху и вид сбоку с критическими размерами. Длина корпуса составляет 3.2 мм, ширина — 2.8 мм, высота — 1.9 мм. На чертеже чётко указана маркировка полярности (обычно срезанный угол или точка на верхней части корпуса), которая соответствует катоду. Правильная ориентация во время сборки крайне важна.

5.2 Рекомендуемая конфигурация контактных площадок

Предоставлен рекомендуемый посадочный рисунок для проектирования печатной платы. Этот рисунок обеспечивает правильное формирование паяного соединения во время оплавления и необходимые тепловые и электрические соединения. Соблюдение этого макета важно для производственного выхода и долгосрочной надёжности.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением

В спецификации указан профиль пайки оплавлением, совместимый с бессвинцовыми процессами. Пиковая температура пайки не должна превышать 260°C, а время выше 240°C должно быть ограничено. Предоставлен конкретный график зависимости времени от температуры, показывающий зоны предварительного нагрева, выдержки, оплавления и охлаждения. Следование этому профилю предотвращает тепловое повреждение корпуса светодиода и внутреннего кристалла.

6.2 Меры предосторожности при использовании

Общие меры предосторожности включают избегание механических нагрузок на линзу, предотвращение загрязнения и обеспечение того, чтобы устройство не эксплуатировалось за пределами его абсолютных максимальных параметров. Особое внимание следует уделять защите от электростатического разряда (ESD) во время обращения и сборки, как указано в рейтинге 8 кВ HBM.

7. Упаковка и информация для заказа

Светодиоды поставляются на ленте в катушках для автоматической сборки. Информация об упаковке детализирует размеры катушки, ширину ленты, расстояние между карманами и ориентацию компонентов на ленте. Информация для заказа обычно включает базовый номер детали (A09K-SR1501H-AM) вместе с кодами для конкретных бинов силы света и длины волны, хотя точный формат не детализирован в предоставленном отрывке.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Основные области применения, перечисленные в спецификации, относятся к автомобильному наружному освещению:Дополнительный центральный стоп-сигнал (CHMSL), Задние фонари, иСтоп-сигналы. Его высокая яркость и красный цвет идеально подходят для этих функций безопасности. Он также может быть пригоден для других красных индикаторных применений, требующих высокой надёжности.

8.2 Соображения при проектировании

Ключевые соображения при проектировании включают:
Схема управления:Рекомендуется использовать драйвер постоянного тока для поддержания стабильного светового потока, так как яркость светодиода является функцией тока, а не напряжения. Схема должна ограничивать ток максимум до 200 мА в непрерывном режиме, с учётом снижения мощности при повышении температуры.
Тепловой менеджмент:Разводка печатной платы должна обеспечивать адекватный тепловой путь от контактных площадок светодиода к радиатору или медным слоям платы, чтобы поддерживать температуру перехода в допустимых пределах, особенно при высоких температурах окружающей среды или высоких токах накачки.
Оптическое проектирование:Угол обзора 120° может потребовать вторичной оптики (линз, отражателей) для формирования луча для конкретных применений, таких как CHMSL.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со стандартными неавтомобильными красными светодиодами, ключевыми отличительными особенностями A09K-SR1501H-AM являются егоквалификация AEC-Q101иустойчивость к сере. Эти параметры обычно не тестируются в светодиодах коммерческого класса. Высокая типичная сила света (4500 мкд) также является преимуществом в производительности для применений, требующих видимости на большом расстоянии. Корпус PLCC-6 предлагает хороший баланс размера, тепловых характеристик и удобства сборки по сравнению с меньшими или большими корпусами.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я питать этот светодиод напрямую от 12-вольтового автомобильного аккумулятора?
О: Нет. Вы должны использовать токоограничивающую схему или драйвер постоянного тока. Прямое подключение к 12 В вызовет чрезмерный ток и мгновенно разрушит светодиод.
В: Почему световой поток ниже при высоких температурах?
О: Это фундаментальная характеристика полупроводниковых материалов. Повышение температуры увеличивает безызлучательную рекомбинацию внутри кристалла светодиода, снижая его внутреннюю квантовую эффективность (световой выход на единицу электрического входа).
В: Что означает "MSL: 2a"?
О: Уровень чувствительности к влаге 2a указывает, что корпус может храниться в сухой среде (≤30°C/60% относительной влажности) до 4 недель перед тем, как потребуется его просушка перед пайкой оплавлением. Это важно для контроля производственного процесса.
В: Как выбрать правильный бин для моего применения?
О: Для применений, критичных к цвету (например, согласование нескольких светодиодов в заднем фонаре), укажите узкий бин длины волны (например, 2730). Для применений, критичных к яркости, где важна минимальная интенсивность, укажите минимальный бин силы света, соответствующий вашей цели проектирования.

11. Практический пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование модуля CHMSL.Разработчику необходимо создать CHMSL с равномерной яркостью, соответствующей нормативным фотометрическим требованиям. Он выбирает A09K-SR1501H-AM из-за его надёжности. Решено питать каждый светодиод током 100 мА (ниже типичной точки 150 мА), чтобы обеспечить долговечность и учесть снижение мощности при высокой температуре. Используя кривую снижения мощности, при расчётной максимальной температуре точки пайки 85°C, ток 100 мА безопасен. Разрабатывается массив драйверов постоянного тока. Чтобы обеспечить согласованность цвета и яркости, разработчик работает с поставщиком для закупки светодиодов из одной производственной партии в пределах конкретных диапазонов интенсивности (например, бин DA) и длины волны (бин 2730). Разводка печатной платы использует рекомендуемую конфигурацию контактных площадок с тепловыми переходами, соединёнными с внутренним слоем земли для отвода тепла.

12. Введение в принцип работы

Светоизлучающие диоды — это полупроводниковые приборы, которые преобразуют электрическую энергию непосредственно в свет посредством процесса, называемого электролюминесценцией. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в активную область. Когда эти носители заряда рекомбинируют, они высвобождают энергию. В этом светодиоде полупроводниковый материал (обычно на основе AlInGaP для красного/оранжевого/янтарного цветов) сконструирован так, что эта высвобождаемая энергия имеет форму фотонов (света) с длиной волны, соответствующей красному свету (~629 нм). Пластиковый корпус инкапсулирует и защищает крошечный полупроводниковый кристалл, включает выводные рамки для электрического соединения и содержит формованную линзу, которая формирует световой поток и определяет угол обзора.

13. Технологические тренды

Тренд в автомобильном светодиодном освещении направлен в сторону более высокой эффективности (больше люмен на ватт), большей плотности мощности и увеличенной интеграции. Это позволяет создавать более компактные, стилизованные конструкции фонарей с меньшим энергопотреблением. Также наблюдается переход к интеллектуальным, адаптивным системам освещения, где отдельные светодиоды или кластеры могут управляться цифровым образом для динамических функций. Базовые полупроводниковые технологии продолжают совершенствоваться, предлагая лучшую производительность в диапазоне температур и более длительный срок службы. Технологии корпусов также развиваются, чтобы обеспечить лучший тепловой менеджмент в компактных форм-факторах, что критически важно для поддержания производительности и надёжности в автомобильных применениях с ограниченным пространством.