Спецификация и технический документ на английском языке для светодиода PLCC4 Red 3.5x2.8x1.85mm 1.8-2.4V 0.168W

1. Обзор продукта

RF-RSRA30TS-CD-G — это высокопроизводительный красный светодиод в корпусе PLCC4, предназначенный для требовательных применений в автомобильном освещении. Имея размеры 3,50 мм x 2,80 мм x 1,85 мм, этот SMD-компонент обеспечивает исключительную яркость и надежность. Устройство использует эпитаксиальную технологию AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия) на подложке, что гарантирует эффективное излучение света в диапазоне доминирующей длины волны от 627,5 нм до 637,5 нм. Ключевые преимущества включают чрезвычайно широкий угол обзора 120°, соответствие квалификационным испытаниям на стресс AEC-Q101 для автомобильных дискретных полупроводников и уровень чувствительности к влаге 2. Светодиод соответствует требованиям ROHS и REACH, что делает его пригодным для глобальных рынков.

Целевые области применения включают системы внутреннего и внешнего автомобильного освещения, такие как индикаторы приборной панели, внутреннее атмосферное освещение, стоп-сигналы и указатели поворота. Прочный корпус поддерживает все стандартные процессы SMT-сборки и оплавления припоя и поставляется на ленте и катушке для автоматизированного производства.

2. Интерпретация технических параметров

2.1 Электрические характеристики (Ts=25°C)

Прямое напряжение (VF) при испытательном токе 50 мА задается с минимальным значением 1,8 В, типичным 2,2 В и максимальным 2,4 В. Это относительно низкое прямое напряжение позволяет эффективно использовать мощность в автомобильных 12-вольтовых системах в сочетании с соответствующими токоограничивающими резисторами. Обратный ток (IR) при VR=5 В составляет менее 10 мкА, что указывает на отличную целостность перехода. Абсолютные максимальные номиналы указывают на максимальный прямой ток 70 мА постоянного тока и пиковый прямой ток 100 мА (при рабочем цикле 1/10, длительности импульса 10 мс), что обеспечивает запас для импульсной работы. Рассеиваемая мощность ограничена 168 мВт, а температура перехода не должна превышать 120°C.

2.2 Оптические характеристики (IF=50mA)

Сила света (IV) находится в диапазоне от 1200 мкд (минимум) до 2800 мкд (максимум), типичное значение составляет 1800 мкд. Такая высокая яркость обеспечивает видимость при прямом солнечном свете. Доминирующая длина волны (Wd) строго сортируется в диапазоне от 627,5 нм до 637,5 нм, что гарантирует постоянство цвета от партии к партии. Угол обзора (2θ1/2) обычно составляет 120°, что обеспечивает широкое освещение, подходящее для вывесок и фонового освещения. Тепловое сопротивление (RTHJ-S) составляет максимум 150°C/Вт, что необходимо учитывать при проектировании системы терморегулирования.

2.3 Абсолютные максимальные номинальные значения

Диапазон рабочих температур составляет от -40°C до +100°C, диапазон температур хранения также составляет от -40°C до +100°C. Устойчивость к электростатическому разряду (ESD) составляет 2000 В (HBM), при этом выход годных на данном уровне превышает 90%, однако все же рекомендуется защита от ESD при обращении. Устройство соответствует требованиям AEC-Q101 для автомобильных дискретных полупроводников.

3. Система сортировки

Продукт сортируется по бинам для прямого напряжения, силы света и доминирующей длины волны, чтобы обеспечить строгую согласованность характеристик.

3.1 Группы по прямому напряжению (IF=50mA)

Определены шесть корзин: B1 (1,8-1,9В), B2 (1,9-2,0В), C1 (2,0-2,1В), C2 (2,1-2,2В), D1 (2,2-2,3В), D2 (2,3-2,4В). Такая высокая детализация позволяет клиентам выбирать компоненты, соответствующие схеме их драйвера.

3.2 Группы по силе света (IF=50mA)

Четыре корзины: M1 (1200-1500мкд), M2 (1500-1800мкд), N1 (1800-2300мкд), N2 (2300-2800мкд). Более высокие корзины обеспечивают более яркий выходной сигнал, что дает гибкость при проектировании.

3.3 Группы по доминирующей длине волны (IF=50mA)

Четыре корзины: F2 (627,5-630нм), G1 (630-632,5нм), G2 (632,5-635нм), H1 (635-637,5нм). Строгий контроль длины волны обеспечивает однородность цвета в многодиодных матрицах.

4. Анализ кривых производительности

В техническом описании приведены несколько типовых кривых при Ts=25°C (если не указано иное) для помощи в проектировании:

• Зависимость прямого напряжения от прямого тока (Рис. 1–7): Кривая демонстрирует нелинейную зависимость, типичную для светодиодов. При 1,8 В ток близок к нулю; при 2,2 В ток достигает ~50 мА; при 2,4 В ток превышает 70 мА. Разработчики должны использовать токоограничивающие резисторы или источники постоянного тока.
• Зависимость прямого тока от относительной интенсивности (Рис. 1–8): Относительная интенсивность увеличивается почти линейно с ростом прямого тока от 0 до 70 мА, достигая ~120% при 70 мА относительно эталонного значения 50 мА. Это позволяет регулировать яркость с помощью ШИМ.
• Зависимость температуры пайки от относительной интенсивности (Рис. 1–9): При повышении температуры точки пайки (Ts) с 20°C до 120°C относительный световой поток снижается примерно до 80% при 120°C. Управление тепловым режимом критически важно для поддержания светоотдачи.
• Температура пайки в зависимости от прямого тока (Рис. 1-10): Максимально допустимый прямой ток необходимо снижать по мере повышения температуры окружающей среды. При Ts=100°C рекомендуемый максимальный ток составляет приблизительно 40 мА (по сравнению с 70 мА при 25°C).
• Прямое напряжение в зависимости от температуры пайки (Рис. 1-11): Прямое напряжение уменьшается с ростом температуры со скоростью около -2 мВ/°C, что помогает предотвратить тепловой разгон в конструкциях с постоянным напряжением, но должно учитываться в цепях с постоянным током.
• Диаграмма излучения (Рис. 1-12): Угловое распределение интенсивности близко к ламбертовскому с половинным углом ±60°, что подтверждает угол обзора 120°. Относительная интенсивность падает до 50% при ±60°.
• Прямой ток в зависимости от доминирующей длины волны (Рис. 1-13): As current increases from 0 to 70mA, dominant wavelength shifts slightly towards longer wavelengths (red-shift) by about 2nm. This effect is minimal (<1nm) for currents near the test condition.
• Спектральное распределение (Рис. 1-14): Пик спектрального распределения мощности приходится на область около 630 нм с узкой полной шириной на полувысоте (FWHM) примерно 20 нм, что характерно для красных светодиодов на основе AlGaInP.

5. Информация о механических характеристиках и упаковке

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод имеет размеры 3,50 мм x 2,80 мм x 1,85 мм (длина x ширина x высота). На виде сверху указана метка полярности. На виде снизу показаны четыре вывода: контакт 1 (Анод), контакт 2 (Катод) и два дополнительных вывода (контакты 3 и 4 не подключены или могут служить механическими опорами). Приведены рекомендуемые размеры посадочного места (footprint): 2,60 мм (ширина) x 1,60 мм (высота) для каждой контактной площадки, общая ширина 4,60 мм. Все размеры имеют допуск ±0,2 мм, если не указано иное.

5.2 Спецификации ленты-носителя и катушки

Светодиоды поставляются в ленте с шагом 4,00 мм, шириной 8,0 мм и размерами кармана 3,50 мм x 3,50 мм. Каждая катушка содержит 2000 штук. Диаметр катушки составляет 330 мм ±1 мм, диаметр ступицы — 100 мм ±1 мм, ширина — 13,0 мм ±0,5 мм. На катушке имеется этикетка с указанием номера детали, номера партии, кода сортировки и количества.

5.3 Влагостойкая упаковка

The LEDs are packed in a moisture barrier bag with desiccant and a humidity indicator card to maintain moisture level before opening. Storage conditions: before opening, store at ≤30°C and ≤75%RH for up to one year; after opening, use within 24 hours at ≤30°C and ≤60%RH. If not used within 24 hours, bake at 60±5°C for >24 hours.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль оплавления при пайке

Рекомендуемый профиль оплавления основан на стандартах JEDEC. Ключевые параметры: предварительный нагрев от 150°C до 200°C в течение 60-120 секунд; скорость нагрева ≤3°C/с; время выше 217°C (TL) не должно превышать 60 секунд; пиковая температура (TP) 260°C с максимальным временем в пределах 5°C от пика 10 секунд; скорость охлаждения ≤6°C/с. Общее время от 25°C до пика не должно превышать 8 минут. Пайка оплавлением не должна выполняться более двух раз. Если между циклами пайки проходит более 24 часов, светодиоды могут быть повреждены из-за поглощения влаги.

6.2 Ручная пайка и ремонт

Если необходима ручная пайка, используйте паяльник при температуре ≤300°C в течение менее 3 секунд, и только один раз. Ремонт после оплавления не рекомендуется. Если это неизбежно, используйте двухжальный паяльник и убедитесь в отсутствии повреждений характеристик светодиода.

6.3 Меры предосторожности при обращении

The LED encapsulant is silicone, which is soft. Do not apply excessive pressure on the lens surface during pick-and-place or handling. Avoid mounting on warped PCBs. Do not apply mechanical stress or vibration during cooling after soldering. Rapid cooling is not recommended. Sulfur content in the mating materials must not exceed 100PPM; bromine and chlorine each <900PPM, total <1500PPM. Volatile organic compounds (VOCs) from fixture materials can discolor the silicone; use compatible adhesives.

7. Упаковка и информация для заказа

Стандартная упаковка: 2000 светодиодов на катушке. Катушка помещается во влагозащитный пакет с этикеткой, затем упаковывается в картонную коробку. Этикетка содержит номер детали, номер спецификации, номер партии, бинарный код (световой поток, цветность, прямое напряжение, длина волны), количество и дату. Для заказа используется полный номер детали RF-RSRA30TS-CD-G. Возможен выбор индивидуальных бинов по запросу.

8. Рекомендации по применению

Этот красный светодиод идеально подходит для автомобильного внутреннего и внешнего освещения. В салоне (например, индикаторы на приборной панели, фоновое освещение) широкий угол обзора обеспечивает равномерное освещение. Снаружи (например, стоп-сигналы, указатели поворота) высокая сила света (до 2800 мкд) обеспечивает необходимую яркость. Разработчикам следует предусмотреть терморегулирование для поддержания температуры перехода ниже 120°C. Используйте драйверы с постоянным током и соответствующими токоограничивающими резисторами. Для импульсного режима (например, ШИМ-диммирование) пиковый прямой ток может достигать 100 мА при низком коэффициенте заполнения. Обеспечьте защиту от электростатического разряда при сборке и обращении.

9. Техническое сравнение

По сравнению со стандартными красными светодиодами в эпоксидном корпусе, данный прибор PLCC4 обеспечивает более широкий угол обзора (120° против типичных 90°) и более высокую надежность в автомобильных условиях. Квалификация AEC-Q101 отличает его от коммерческих светодиодов, гарантируя производительность при термоциклировании, высоких температурах и влажности. Силиконовая герметизация обеспечивает лучшую устойчивость к термическим нагрузкам и УФ-деградации, чем эпоксидная смола. Точное бинирование (шаг 0,1 В для VF, шаг 300-500 мкд для IV, шаг 2,5 нм для длины волны) гарантирует превосходную согласованность цвета и яркости в производственных партиях.

10. Frequently Asked Questions

Вопрос: Какой рекомендуемый прямой ток для этого светодиода?
A: Тестовый ток составляет 50 мА, но абсолютный максимальный постоянный ток — 70 мА. Для увеличения срока службы рекомендуется 50 мА. При импульсной работе допускается до 100 мА при скважности 10% (импульс 10 мс).

Q: Можно ли использовать этот светодиод в наружных автомобильных приложениях?
A: Да. Он сертифицирован по стандарту AEC-Q101 для автомобильного применения, с рабочим диапазоном температур от -40°C до +100°C, что подходит для наружного освещения.

Q: Нужно ли сушить светодиоды перед использованием?
A: Only if the moisture barrier bag has been opened for more than 24 hours, or if the humidity indicator shows excessive moisture. Baking at 60±5°C for >24 hours is recommended.

Q: Как выбрать правильный бин для моего применения?
A: Используйте таблицы бинов. Для стабильного красного цвета выберите один бин по длине волны (например, G1 630-632.5 нм). Для яркости выберите M2 или выше. Согласуйте бин по напряжению с выходом вашего драйвера.

11. Design Case Study: Automotive Interior Ambient Lighting

Consider a design for a car's center console ambient lighting strip using 10 LEDs. Each LED is driven at 50mA (typical). With a forward voltage of 2.2V, total forward voltage for the strip (if series-connected) would be 22V, requiring a boost converter from a 12V battery. Alternatively, using 5 parallel strings of 2 LEDs each, each string voltage ~4.4V, with current-limiting resistors. Thermal analysis: total power dissipation = 10 * 50mA * 2.2V = 1.1W. If ambient is 85°C, junction temperature rise = power * thermal resistance (150°C/W) per LED = 0.11W * 150°C/W = 16.5°C, junction temp = 101.5°C (<120°C). Ensure PCB copper area for heat spreading. The wide 120° viewing angle ensures uniform light distribution without secondary optics.

12. Principle of Operation

Этот красный светодиод использует многоквантовую яму (MQW) на основе AlGaInP (алюминий-галлий-индий-фосфид), выращенную на подложке (обычно GaAs или прозрачная подложка). Активный слой излучает свет за счет рекомбинации электронов и дырок при прямом смещении. Длина волны определяется шириной запрещенной зоны материала AlGaInP, которая настраивается составом алюминия и индия. Корпус PLCC4 обеспечивает отражательную полость для улучшения вывода света, а силиконовая линза формирует диаграмму направленности с заданным углом обзора 120°.

13. Development Trends

Технология автомобильных светодиодов продолжает развиваться в направлении повышения световой отдачи (лм/Вт) и улучшения терморегулирования. Для красных светодиодов усовершенствования эпитаксии AlGaInP повысили эффективность, а новые конструкции корпусов (например, корпуса на уровне кристалла) позволяют уменьшить габариты. Тенденция к адаптивному освещению и матричным головным фарам требует более жесткого бинирования и более высокой надежности. Кроме того, появляется стандарт AEC-Q102 (более строгий, чем Q101). Соответствие данного светодиода стандарту AEC-Q101 делает его подходящим для современных автомобильных проектов, а будущие версии могут включать встроенную защиту от электростатического разряда и более высокие токовые характеристики.