Техническая спецификация светодиода PLCC-2 холодного белого свечения - корпус 1608 - 2.85В @ 10мА - угол обзора 120°

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики высокопроизводительного светодиода холодного белого свечения для поверхностного монтажа в корпусе PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier) с обозначением размера 1608. Устройство разработано для надежной работы в жестких условиях эксплуатации и обладает типичной силой света 710 милликандел (мкд) при прямом токе 10 миллиампер (мА). Основное назначение — применение в интерьерной подсветке автомобилей, где критически важны стабильный световой поток, широкий угол обзора и надежная конструкция.

Ключевые преимущества светодиода включают компактный корпус 1608, широкий угол обзора 120 градусов для отличного рассеивания света, а также соответствие строгим автомобильным и экологическим стандартам, таким как AEC-Q102, RoHS, REACH и требованиям по отсутствию галогенов. Он предназначен для рынков, требующих надежного, долговечного освещения в ограниченном пространстве, например, для приборных панелей, подсветки переключателей и общего акцентного освещения салона.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Фотометрические и электрические характеристики

Ключевые рабочие параметры определяют производительность светодиода в стандартных условиях (T_s=25°C). Рабочий диапазон прямого тока (I_F) составляет от 2 мА до максимум 20 мА, при этом типичным испытательным условием является 10 мА. При этом токе типичное прямое напряжение (V_F) составляет 2.85В, с диапазоном от 2.5В до 3.75В. Основной фотометрический параметр, сила света (I_V), задается типичным значением 710 мкд, минимальным 560 мкд и может достигать 1300 мкд. Доминирующие координаты цветности (CIE x, y) составляют приблизительно 0.3, 0.3, что определяет его холодную белую точку. Критически важно учитывать связанные допуски измерений: ±8% для светового потока, ±0.05В для прямого напряжения и ±0.005 для координат цветности.

2.2 Предельные эксплуатационные параметры и тепловой режим

Для обеспечения долговечности устройства рабочие условия никогда не должны превышать абсолютные максимальные значения. Максимальный постоянный прямой ток составляет 20 мА, с пределом рассеиваемой мощности 75 мВт. Устройство может выдерживать кратковременный импульсный ток (I_FM) 50 мА для импульсов ≤10 мкс. Температура перехода (T_J) не должна превышать 125°C, с рабочим диапазоном температуры окружающей среды от -40°C до +110°C. Тепловой режим имеет решающее значение; тепловое сопротивление от перехода к точке пайки задается как 160 К/Вт (реальное) и 140 К/Вт (электрическое). Этот параметр показывает, насколько эффективно тепло отводится от кристалла светодиода, что напрямую влияет на стабильность светового потока и срок службы.

2.3 Надежность и экологические характеристики

Светодиод разработан для надежности. Он имеет рейтинг чувствительности к электростатическому разряду (ESD) 2 кВ (модель человеческого тела), что является стандартным уровнем для обращения с компонентами. Он квалифицирован по стандарту AEC-Q102, что подтверждает его пригодность для автомобильных применений. Кроме того, он соответствует классу устойчивости к коррозии B1, соответствует нормам ЕС REACH и не содержит галогенов (Бром <900 ppm, Хлор <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Уровень чувствительности к влаге (MSL) равен 3, что означает, что корпус должен быть просушен, если он подвергался воздействию окружающего воздуха более 168 часов перед пайкой оплавлением.

3. Анализ характеристических кривых

3.1 ВАХ и световая отдача

График зависимости прямого тока от прямого напряжения показывает характерную экспоненциальную зависимость. По мере увеличения тока от 0 до 25 мА напряжение возрастает примерно с 2.4В до 3.2В. Эта кривая необходима для проектирования схемы ограничения тока. График зависимости относительной силы света от прямого тока показывает, что световой выход сверхлинейно увеличивается с током на низких уровнях, прежде чем стремиться к насыщению при более высоких токах, что подчеркивает важность работы светодиода при рекомендуемом токе или близком к нему для оптимальной эффективности.

3.2 Температурная зависимость

Графики производительности показывают значительную температурную зависимость. Кривая зависимости относительной силы света от температуры перехода показывает, что выходная мощность уменьшается с ростом температуры. При 100°C интенсивность составляет примерно 60-70% от значения при 25°C. И наоборот, прямое напряжение имеет отрицательный температурный коэффициент, уменьшаясь примерно на 0.2В в том же температурном диапазоне. Координаты цветности также смещаются в зависимости от тока и температуры, что является критически важным фактором для применений, требующих постоянного качества цвета.

3.3 Спектральное распределение и диаграмма направленности

График относительного спектрального распределения подтверждает холодный белый спектр, типичный для синего светодиодного кристалла с люминофорным покрытием. Пик находится в синей области, с широким вторичным пиком в желто-зеленой области от люминофора. Диаграмма направленности излучения иллюстрирует лампертовский профиль излучения с полной шириной на полувысоте (FWHM) 120°, обеспечивая широкое, равномерное освещение.

3.4 Снижение номиналов и импульсный режим

Кривая снижения номинала прямого тока жизненно важна для работы при высоких температурах. При максимальной температуре контактной площадки 110°C допустимый постоянный прямой ток падает до 20 мА. На графике также указано не использовать токи ниже 2мА. Диаграмма допустимой импульсной нагрузки позволяет разработчикам использовать более высокие пиковые токи (I_F) в течение коротких промежутков времени (от 0.1 мс до 10 секунд) при различных коэффициентах заполнения, что полезно для мультиплексирования или создания вспышек яркости.

4. Объяснение системы сортировки

Выходные параметры светодиодов классифицируются по группам (бинаризация) для обеспечения однородности в пределах производственной партии. Предоставляются две основные структуры сортировки.

4.1 Сортировка по силе света

Сила света сортируется по группам, обозначенным от Q до B, причем каждая группа подразделяется на бины X, Y и Z, представляющие возрастающие диапазоны интенсивности. Для этого конкретного обозначения типа (1608-C701 00H-AM) выделены возможные выходные бины, попадающие в группы U и V. Это означает, что типичная деталь на 710 мкд находится в верхнем диапазоне группы U (U-Z: 610-710 мкд) или в нижнем диапазоне группы V (V-X: 710-820 мкд). Разработчики должны учитывать этот диапазон при определении минимальных уровней яркости.

4.2 Сортировка по цветности (цвету)

Стандартная структура бинов холодного белого цвета определяет конкретные четырехугольники на диаграмме цветности CIE 1931. Каждый бин (например, PK0, NK0, MK0) определяется четырьмя наборами координат (x, y), которые образуют его границы. Это гарантирует, что все светодиоды в пределах данного кода бина будут иметь координаты цвета в пределах этой определенной области, сохраняя однородность цвета в массиве. Предоставленная таблица перечисляет множество кодов бинов и соответствующих им наборов координат.

5. Механическая информация, упаковка и монтаж

5.1 Механические размеры и полярность

Светодиод использует стандартный корпус PLCC-2 размера 1608 (1.6мм x 0.8мм). Механический чертеж обычно показывает вид сверху, вид сбоку и посадочное место. Корпус PLCC-2 имеет два вывода. Полярность указывается маркировкой на верхней части устройства, например, точкой или срезанным углом, что соответствует катодному (-) выводу. Правильная ориентация необходима для работы схемы.

5.2 Рекомендуемая контактная площадка для пайки

Предоставляется рекомендуемая конструкция контактной площадки (площадки для пайки) для обеспечения надежных паяных соединений и правильного выравнивания во время оплавления. Эта площадка немного больше выводов компонента для облегчения формирования хорошего паяного валика. Соблюдение этого посадочного места критически важно для производственного выхода и долгосрочной механической надежности.

5.3 Профиль и рекомендации по пайке оплавлением

В спецификации указан профиль пайки оплавлением с пиковой температурой 260°C в течение максимум 30 секунд. Это стандартный бессвинцовый (Pb-free) профиль оплавления. Профиль включает зоны предварительного нагрева, термостатирования, оплавления и охлаждения с определенными скоростями нагрева и временными ограничениями для предотвращения теплового удара и обеспечения правильного формирования паяного соединения без повреждения корпуса светодиода или внутреннего кристалла.

5.4 Информация об упаковке

Светодиоды поставляются на ленте в катушках для автоматизированной сборки методом "pick-and-place". Информация об упаковке подробно описывает размеры катушки, ширину ленты, расстояние между карманами и ориентацию компонентов на ленте. Эта информация необходима для настройки сборочного оборудования.

5.5 Меры предосторожности при использовании и хранении

Ключевые меры предосторожности включают: избегание подачи обратного напряжения, обеспечение того, чтобы рабочие условия не превышали абсолютные максимальные значения, внедрение надлежащих процедур обращения с ESD и соблюдение указанного профиля оплавления. Условия хранения должны быть в диапазоне от -40°C до +110°C, и должны соблюдаться процедуры обращения с MSL-3, если пакет был вскрыт.

6. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

6.1 Типичные сценарии применения

Основное применение — интерьерное освещение автомобилей. Это включает подсветку приборных панелей, обеспечивая подсветку для датчиков и дисплеев. Он также идеально подходит для подсветки различных переключателей (электроподъемники окон, климат-контроль) и для общего окружающего или акцентного освещения в салоне. Его характеристики надежности делают его подходящим для этих жестких сред с циклическим изменением температуры.

6.2 Рекомендации по проектированию схемы

Разработчики должны включать токоограничивающий резистор или схему драйвера постоянного тока. Значение резистора можно рассчитать с помощью закона Ома: R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Используя типичное V_F2.85В и желаемый I_F10мА при питании 5В, резистор будет примерно (5 - 2.85) / 0.01 = 215 Ом. Драйверная ИС рекомендуется для применений, требующих точного управления током или диммирования (ШИМ). Широкий угол обзора устраняет необходимость во вторичной оптике во многих применениях с рассеянным освещением.

6.3 Тепловой режим при проектировании

Эффективный теплоотвод имеет решающее значение для поддержания производительности и долговечности. Высокое значение теплового сопротивления означает, что тепло нелегко отводится от перехода. Разработчики должны убедиться, что контактная площадка печатной платы, подключенная к тепловой площадке светодиода (если она есть), имеет достаточный размер и подключена к медным полигонам или слоям, чтобы действовать как теплоотвод. В условиях высокой температуры окружающей среды (например, рядом с автомобильной электроникой двигателя) ток должен быть снижен в соответствии с предоставленной кривой.

6.4 Критерии устойчивости к сере

В спецификацию включен раздел критериев испытаний на серу, что особенно актуально для автомобильных и промышленных сред, где атмосферная сера может вызывать коррозию посеребренных компонентов. Этот тест проверяет устойчивость светодиода к таким средам, что является ключевым фактором долгосрочной надежности в определенных географических регионах или применениях.

7. Информация для заказа и обозначение типа

Система обозначения типа предоставляет конкретную информацию. Для примера "1608-C701 00H-AM": "1608" обозначает размер корпуса, "C701", вероятно, является базовым кодом продукта, а "00H-AM" может указывать на бин силы света и цветовой бин (например, холодный белый). В разделе информации для заказа подробно описывается, как указать различные бины или варианты упаковки (лента и катушка против россыпи).

8. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: В чем разница между реальным и электрическим тепловым сопротивлением (R_{th JS})?

О: Реальное тепловое сопротивление измеряется с использованием температурно-чувствительного параметра (например, прямого напряжения) самого светодиода. Электрическое тепловое сопротивление часто является расчетным или смоделированным значением. Реальное значение, как правило, более точно для теплового проектирования.

В: Могу ли я питать этот светодиод от источника 3.3В без резистора?

О: Нет. Прямое напряжение варьируется (2.5В-3.75В). Прямое подключение 3.3В может привести к чрезмерному току, если V_Fнизкое, что потенциально может повредить светодиод. Всегда используйте механизм ограничения тока.

В: Как угол обзора 120° влияет на мой дизайн?

О: Он обеспечивает очень широкий, рассеянный свет. Это отлично подходит для освещения площади, но не для создания сфокусированного луча. Для эффекта прожектора потребуется вторичная линза.

В: Можно ли диммировать этот светодиод?

О: Да, как и большинство светодиодов, его можно эффективно диммировать с использованием широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Не используйте аналоговое снижение напряжения для диммирования, так как это вызывает значительное смещение цвета.

9. Технические принципы и тенденции

9.1 Принцип работы

Это светодиод белого света с люминофорным преобразованием. Полупроводниковый кристалл, обычно изготовленный из нитрида индия-галлия (InGaN), излучает синий свет при прямом смещении. Этот синий свет возбуждает желтое (или желто-красное) люминофорное покрытие внутри корпуса. Комбинация оставшегося синего света и преобразованного желтого света приводит к восприятию белого света. Конкретная смесь люминофоров определяет коррелированную цветовую температуру (CCT), в данном случае "холодный белый".

9.2 Тенденции в отрасли

Тенденция в таких компонентах направлена на повышение эффективности (больше люмен на ватт), улучшение индекса цветопередачи (CRI) для лучшего качества света и большую миниатюризацию при сохранении или увеличении светового потока. Также наблюдается сильная тенденция к более высоким стандартам надежности и более широкому соответствию экологическим требованиям (например, снижение опасности синего света, полная перерабатываемость). Интеграция с интеллектуальными драйверами для адаптивного освещения — это еще одна растущая область, особенно в автомобильных приложениях.