Техническая спецификация PLCC-6 желтый светодиод - Корпус 3.2x2.8x1.9мм - Напряжение 2.15В - Мощность 0.32Вт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики высокопроизводительного желтого светодиода для поверхностного монтажа в корпусе PLCC-6. Устройство разработано в первую очередь для требовательных применений в автомобильном внешнем освещении, таких как указатели поворота, где первостепенное значение имеют надежность, яркость и стабильная работа в суровых условиях окружающей среды. Его ключевые преимущества включают высокую типичную силу света в 5500 милликандел (мкд) при стандартном токе накачки 150 мА, широкий угол обзора 120 градусов для отличной видимости и прочную конструкцию, соответствующую строгим автомобильным стандартам.

Светодиод квалифицирован по стандарту AEC-Q101, что гарантирует его надежность для автомобильного применения. Он также соответствует экологическим директивам RoHS и REACH и обладает устойчивостью к сере, что делает его пригодным для сред, где могут присутствовать коррозионные газы. Целевой рынок — производители и разработчики автомобильного освещения, которым требуется компактный, яркий и надежный источник желтого света.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Фотометрические и электрические характеристики

Ключевые рабочие параметры определяют производительность светодиода в типичных условиях (T_s=25°C). Прямой ток (I_F) имеет рекомендуемый рабочий диапазон от 20 мА до 200 мА, с типичным значением 150 мА. При этом типичном токе сила света (I_V) составляет от минимум 3550 мкд до максимум 7100 мкд, с типичным значением 5500 мкд. Прямое напряжение (V_F) при 150 мА обычно составляет 2.15 В, с диапазоном от 1.75 В до 2.75 В. Это относительно низкое прямое напряжение способствует повышению эффективности системы. Доминирующая длина волны (λ_d) указана в диапазоне от 582 нм до 594 нм, с типичным значением 589 нм, что прочно помещает его в желтую область видимого спектра. Угол обзора (2θ_½) составляет широкие 120 градусов, обеспечивая широкую диаграмму направленности излучения.

2.2 Абсолютные максимальные параметры и тепловой менеджмент

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению. Абсолютный максимальный прямой ток составляет 200 мА. Устройство может выдерживать импульсный ток (I_FM) 1000 мА для импульсов ≤10 мкс с очень низким коэффициентом заполнения (D=0.005). Максимальная температура перехода (T_J) составляет 125°C, в то время как рабочий и температурный диапазон хранения составляет от -40°C до +110°C. Рассеиваемая мощность (P_d) составляет 550 мВт. Тепловой менеджмент критически важен; указано тепловое сопротивление от перехода к точке пайки. Реальное тепловое сопротивление (R_{th JS real}) составляет ≤60 К/Вт, в то время как измерение электрическим методом (R_{th JS el}) составляет ≤50 К/Вт. Правильная тепловая конструкция печатной платы необходима для поддержания температуры перехода в безопасных пределах, особенно при высоких токах накачки или в условиях высокой температуры окружающей среды.

2.3 Надежность и экологические характеристики

Светодиод разработан для высокой надежности. Он имеет рейтинг чувствительности к электростатическому разряду (ESD) 8 кВ (модель человеческого тела), что является надежным уровнем для монтажа и сборки. Он квалифицирован по стандарту AEC-Q101 для дискретных полупроводников, что является ключевым требованием для автомобильных компонентов. Устройство соответствует директивам RoHS (Ограничение использования опасных веществ) и REACH. Он также обладает устойчивостью к сере, что указывает на устойчивость к атмосфере, содержащей серу, которая может вызывать коррозию серебра в некоторых корпусах светодиодов.

3. Объяснение системы сортировки

Светодиод доступен в отсортированных группах для обеспечения согласованности цвета и яркости в рамках одного применения. Определены два основных параметра сортировки.

3.1 Сортировка по силе света

Световой выход классифицируется на несколько групп, каждая из которых имеет двухсимвольный код (например, L1, M2, DA, DB). Группы охватывают очень широкий диапазон от минимум 11.2 мкд (L1) до максимум 22400 мкд (GA). Для конкретного номера детали A09K-UY1501H-AM возможные группы выхода выделены и находятся в диапазоне от 3550 мкд до 7100 мкд. Это соответствует группам от CA (2800-3550 мкд) до DB (5600-7100 мкд). Разработчики должны выбирать соответствующую группу в зависимости от своих требований к яркости.

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Цвет (доминирующая длина волны) также сортируется с использованием четырехзначного кода (например, 8285, 9194). Группы охватывают диапазон от 459 нм (фиолетово-синий) до 639 нм (красно-оранжевый). Для этого желтого светодиода релевантными являются группы, охватывающие желтый спектр, в частности от примерно 582 нм до 597 нм. Указанный диапазон номера детали 582-594 нм соответствует таким группам, как 8285 (582-585 нм), 8588 (585-588 нм), 8891 (588-591 нм) и 9194 (591-594 нм). Это обеспечивает точное соответствие цвета между несколькими светодиодами в сборке.

4. Анализ кривых производительности

4.1 Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

На графике показана зависимость между прямым током и прямым напряжением. Это нелинейная, экспоненциальная кривая, типичная для диодов. В типичной рабочей точке 150 мА напряжение составляет примерно 2.15 В. Разработчики используют эту кривую для выбора соответствующих токоограничивающих резисторов или настроек драйвера постоянного тока для достижения желаемой яркости, оставаясь в пределах ограничений по напряжению и мощности.

4.2 Относительная сила света в зависимости от прямого тока

Этот график демонстрирует, что световой выход увеличивается с током, но не идеально линейно, особенно при более высоких токах. Он помогает понять эффективность (световой выход на единицу электрической мощности) при различных уровнях накачки.

4.3 Температурные зависимости характеристик

Несколько графиков иллюстрируют влияние температуры. КриваяОтносительная сила света в зависимости от температуры переходапоказывает, что световой выход уменьшается с увеличением температуры. Это тепловое снижение номинальных параметров должно учитываться в тепловом проектировании. КриваяОтносительное прямое напряжение в зависимости от температуры переходапоказывает отрицательный температурный коэффициент; V_Fуменьшается с ростом температуры. Это важно для схем, использующих регулирование по напряжению. ГрафикиДоминирующая длина волны в зависимости от прямого токаиОтносительная длина волны в зависимости от температуры переходапоказывают незначительные изменения цвета (длины волны) при изменении рабочих условий, что типично для светодиодов.

4.4 Кривая снижения номинального прямого тока

Этот важный график определяет максимально допустимый непрерывный прямой ток как функцию температуры контактной площадки пайки (T_S). По мере увеличения T_Sмаксимально допустимый I_Fдолжен быть уменьшен, чтобы предотвратить превышение максимальной температуры перехода. Например, при T_S110°C максимальный I_Fсоставляет приблизительно 91 мА. Эта кривая необходима для обеспечения долгосрочной надежности в высокотемпературных средах, таких как автомобильное освещение.

4.5 Допустимая способность обработки импульсов

Этот график определяет максимально допустимый непериодический или периодический импульсный ток (I_F(A)) как функцию длительности импульса (t_p) для различных коэффициентов заполнения (D). Он позволяет разработчикам понять способность светодиода выдерживать короткие импульсы высокого тока, которые могут использоваться в коммуникационных или специальных сигнальных приложениях.

4.6 Спектральное распределение

График относительного спектрального распределения показывает интенсивность света, излучаемого на разных длинах волн. Для этого желтого светодиода пик находится около 589 нм, с типичной узкой полосой пропускания, что дает насыщенный желтый цвет.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Механические размеры

Светодиод размещен в корпусе PLCC-6 (пластиковый корпус с выводами). Типичные размеры составляют приблизительно 3.2 мм в длину, 2.8 мм в ширину и 1.9 мм в высоту. В спецификации приведены подробные чертежи размеров с допусками для точного проектирования посадочного места на печатной плате.

5.2 Рекомендуемая разводка контактных площадок для пайки

Предоставлена рекомендуемая контактная площадка (посадочное место) для проектирования печатной платы. Это включает размеры и расстояние между медными площадками для шести выводов и центральной тепловой площадки (если применимо). Следование этой рекомендации обеспечивает правильную пайку, механическую стабильность и оптимальный теплоперенос от светодиода к печатной плате.

5.3 Идентификация полярности

Корпус включает индикатор полярности, обычно выемку или точку рядом с выводом 1. На схеме выводов указаны соединения анода и катода. Правильная полярность должна соблюдаться во время сборки, чтобы предотвратить повреждение.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением

Указан подробный температурный профиль пайки оплавлением. Пиковая температура пайки не должна превышать 260°C, а время выше 240°C должно быть ограничено. Типичный профиль включает этапы предварительного нагрева, выдержки, оплавления и охлаждения. Соблюдение этого профиля критически важно для предотвращения теплового повреждения пластикового корпуса и внутреннего кристалла с проводными соединениями.

6.2 Меры предосторожности при использовании

Изложены общие меры предосторожности при обращении и использовании. К ним относятся избегание механических нагрузок на выводы, предотвращение электростатического разряда (ESD) во время обращения (несмотря на его рейтинг 8 кВ), обеспечение того, чтобы рабочие условия не превышали абсолютные максимальные параметры, и реализация правильной тепловой конструкции на печатной плате. Устройство не предназначено для работы с обратным напряжением.

6.3 Условия хранения

Компоненты должны храниться в сухой, контролируемой среде в пределах указанного температурного диапазона хранения от -40°C до +110°C. Для длительного хранения уровень чувствительности к влаге (MSL) 2 указывает, что упакованное устройство может находиться в условиях производственного цеха до одного года, прежде чем потребуется прокалка для удаления поглощенной влаги, которая может вызвать растрескивание во время пайки оплавлением.

7. Информация об упаковке и заказе

7.1 Информация об упаковке

Светодиоды поставляются на ленте и в катушках для автоматической сборки. Спецификации упаковки включают размеры катушки, ширину ленты, расстояние между карманами и ориентацию компонентов на ленте. Эта информация необходима для настройки автоматов установки компонентов.

7.2 Номер детали и информация для заказа

Номер детали A09K-UY1501H-AM следует определенной системе кодирования. Хотя полная расшифровка может быть собственностью производителя, она обычно передает информацию о типе корпуса (PLCC-6), цвете (Желтый - Y), группе силы света и группе длины волны. Информация для заказа будет указывать количество на катушке и другие коммерческие детали.

8. Примечания по применению и соображения по проектированию

8.1 Основное применение: Автомобильное внешнее освещение

Основное и наиболее критичное применение — автомобильное внешнее освещение, в частности указатели поворота. В этой роли светодиод должен обеспечивать высокую яркость для дневной видимости, широкий угол обзора для видимости с различных углов, экстремальную надежность в широком температурном диапазоне (-40°C до +110°C) и устойчивость к вибрации и загрязнениям окружающей среды, таким как влага и сера.

8.2 Соображения по проектированию схемы

Разработчикам следует использовать драйвер постоянного тока, а не простой резистор, для оптимальной производительности и долговечности, особенно в автомобильных условиях напряжения (например, 12-вольтовая система с переходными процессами сброса нагрузки). Драйвер должен быть спроектирован так, чтобы компенсировать отрицательный температурный коэффициент V_Fи уменьшение силы света с ростом температуры. Тепловой менеджмент на печатной плате, с использованием достаточной площади меди или тепловых переходных отверстий, подключенных к тепловой площадке светодиода, необходим для поддержания низкой температуры перехода, сохранения яркости и обеспечения надежности.

8.3 Соображения по оптическому проектированию

Угол обзора 120 градусов представляет собой ламбертовское или близкое к нему распределение. Вторичная оптика (линзы, отражатели) может потребоваться для формирования диаграммы направленности для конкретных применений, таких как указатели поворота, которые часто имеют нормативные требования к угловому распределению интенсивности.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со стандартными коммерческими желтыми светодиодами, это устройство предлагает ключевые отличия для автомобильного применения:Квалификация AEC-Q101является первостепенной, обеспечивая проверенную надежность при автомобильных стресс-тестах.Более высокая типичная яркость (5500 мкд)обеспечивает большую яркость в компактном корпусе.Устойчивость к серерешает конкретный режим отказа в автомобильных средах. Комбинацияширокого угла обзора (120°) и высокой интенсивностиоптимизирована для сигнальных применений, где требуется широкая видимость.Детальная структура сортировкипозволяет точно согласовывать цвет и яркость в многодиодных массивах.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Какой рекомендуемый ток накачки для этого светодиода?

О: Типичный рабочий ток составляет 150 мА, обеспечивая 5500 мкд. Он может работать от 20 мА до 200 мА, но параметры производительности указаны при 150 мА.

В: Как интерпретировать код сортировки по силе света (например, DA)?

О: Код группы соответствует определенному диапазону силы света. Например, группа DA охватывает от 4500 до 5600 мкд. Вы должны обратиться к таблице сортировки, чтобы выбрать диапазон интенсивности, подходящий для вашего проекта.

В: Почему тепловой менеджмент так важен?

О: Производительность светодиода ухудшается из-за нагрева. Чрезмерная температура перехода снижает световой выход, смещает цвет и резко сокращает срок службы. Кривая снижения номинальных параметров (раздел 4.4) должна соблюдаться для обеспечения надежной работы.

В: Можно ли использовать этот светодиод в неавтомобильных приложениях?

О: Да, его высокая надежность делает его пригодным для других требовательных применений, таких как промышленные индикаторы, наружные вывески и защитное оборудование, где требуется устойчивость к окружающей среде, хотя он может быть оптимизирован по стоимости для автомобильных объемов.

В: Что означает MSL 2 для сборки?

О: Уровень чувствительности к влаге 2 означает, что упакованное устройство может находиться в условиях производственного цеха (≤30°C/60% относительной влажности) до одного года, прежде чем потребуется прокалка для удаления поглощенной влаги, которая может вызвать растрескивание во время пайки оплавлением.

11. Пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование высоконадежного заднего указателя поворота для автомобиля.Инженер-конструктор создает новый задний кластер указателей поворота на основе светодиодов для легкового автомобиля. Кластер использует 12 желтых светодиодов, расположенных в определенном порядке. Используя этот светодиод PLCC-6, инженер сначала выбирает соответствующую группу силы света (например, DB для максимальной яркости) и группу доминирующей длины волны (например, 8891 для однородного желтого оттенка) у поставщика, чтобы обеспечить единообразие всех 12 светодиодов. Выбирается микросхема драйвера постоянного тока, рассчитанная на автомобильное применение, для обеспечения стабильного тока 150 мА на каждую цепочку светодиодов. Печатная плата спроектирована с медным слоем 2 унции и массивом тепловых переходных отверстий непосредственно под посадочным местом светодиода для эффективного отвода тепла, поддерживая температуру контактной площадки пайки ниже 80°C во время работы. Это гарантирует, что фактическая температура перехода остается значительно ниже максимальной 125°C, сохраняя световой поток в течение всего срока службы автомобиля. Проводятся оптические симуляции с использованием диаграммы направленности излучения светодиода 120 градусов для проектирования вторичной оптики, соответствующей нормативным фотометрическим требованиям для интенсивности и углового распределения указателей поворота.

12. Принцип работы

Этот светодиод является полупроводниковым источником света. Он основан на полупроводниковом кристалле (чипе), изготовленном из таких материалов, как фосфид арсенида галлия (GaAsP) или аналогичных, спроектированных для излучения света в желтой длине волны при прохождении через него электрического тока. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее пороговое значение диода, электроны и дырки рекомбинируют в активной области полупроводника, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Этот процесс называется электролюминесценцией. Конкретный состав материала и структура полупроводниковых слоев определяют доминирующую длину волны излучаемого света. Кристалл установлен внутри отражающего корпуса PLCC-6, который также содержит соединительные проводные соединения, и инкапсулирован желтым или прозрачным силиконовым линзой, защищающей кристалл и формирующей световой выход.

13. Технологические тренды

Общая тенденция в автомобильном светодиодном освещении направлена наповышение эффективности(больше люмен на ватт), что позволяет создавать более яркие сигналы с меньшим энергопотреблением и тепловой нагрузкой.Миниатюризацияпродолжается, позволяя создавать более компактные и стилизованные дизайны освещения.Улучшенная согласованность цвета и более жесткая сортировкакритически важны, поскольку светодиодные массивы становятся все более распространенными. Также наблюдается движение в сторонуинтегрированных интеллектуальных светодиодных модулей, которые включают драйвер, диагностику и интерфейсы связи в одном корпусе. Кроме того, наука о материалах развивается, чтобы обеспечить еще большую устойчивость к суровым факторам окружающей среды, таким как экстремальные тепловые циклы, высокая влажность и коррозионные газы, расширяя границы надежности и срока службы в автомобильных приложениях.