Техническая документация на боковой синий светодиод 57-11-UB0200H-AM - Корпус PLCC-2 - 3.1В - 20мА - 355мкд

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны технические характеристики высоконадежного бокового синего светодиода, разработанного в первую очередь для применения в автомобильном интерьерном освещении. Компонент размещен в компактном корпусе для поверхностного монтажа PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier), обеспечивая широкий угол обзора 120 градусов, что идеально подходит для подсветки и индикаторных функций, где требуется видимость с нескольких углов. Его ключевые преимущества включают соответствие строгому автомобильному стандарту квалификации AEC-Q101, гарантирующему производительность и долговечность в суровых условиях, типичных для салона автомобиля. Светодиод также соответствует экологическим директивам RoHS и REACH. Целевой рынок — производители автомобильной электроники, которым требуются надежные, долговечные и компактные решения для освещения переключателей приборной панели, панелей управления и других потребностей в интерьерной подсветке.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Фотометрические и электрические характеристики

Основные рабочие характеристики определены при стандартном испытательном условии прямого тока (I_F) 20 мА. Типичная сила света составляет 355 милликандел (мкд) с гарантированным минимумом 224 мкд и максимумом 560 мкд. Прямое напряжение (V_F) обычно составляет 3.10 В, в диапазоне от минимума 2.75 В до максимума 3.75 В. Этот диапазон V_F представляет собой 99% полосу допуска выходного сигнала. Доминирующая длина волны (λ_d) центрирована на 468 нм (синий спектр) с жестким допуском ±1 нм, что обеспечивает стабильный цветовой выход. Угол обзора (φ), определяемый как угол вне оси, при котором интенсивность падает до половины своего пикового значения, составляет 120 градусов с допуском ±5 градусов.

2.2 Предельные максимальные параметры и тепловое управление

Для обеспечения целостности устройства не должны превышаться предельные максимальные параметры. Максимальный постоянный прямой ток составляет 30 мА, с возможностью пикового импульсного тока (t ≤ 10 мкс) 300 мА. Максимальная рассеиваемая мощность — 112 мВт. Температура перехода (T_J) не должна превышать 125°C, с рабочим диапазоном температуры окружающей среды от -40°C до +110°C. Приведены два значения теплового сопротивления: реальное тепловое сопротивление (R_{thJS real}) от перехода к точке пайки составляет ≤ 180 К/Вт, в то время как значение, полученное электрическим методом (R_{thJS el}) составляет ≤ 140 К/Вт. Эти значения критически важны для расчета повышения температуры перехода во время работы, чтобы предотвратить тепловой пробой и обеспечить стабильность светового потока.

2.3 Надежность и экологические характеристики

Устройство квалифицировано по стандарту AEC-Q101, что подтверждает его пригодность для автомобильных применений. Оно имеет рейтинг чувствительности к электростатическому разряду (ESD) 8 кВ (модель человеческого тела), обеспечивая хорошую устойчивость к обращению. Уровень чувствительности к влаге (MSL) соответствует Уровню 2, что указывает на срок хранения один год при хранении при ≤ 30°C/60% относительной влажности. Максимальная температура пайки оплавлением составляет 260°C в течение 30 секунд.

3. Анализ характеристических кривых

3.1 Зависимость прямого тока от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

ВАХ показывает экспоненциальную зависимость, типичную для светодиодов. При 25°C прямое напряжение увеличивается с ростом тока. Этот график необходим для проектирования схемы ограничения тока, чтобы обеспечить работу светодиода в пределах указанных диапазонов напряжения и тока.

3.2 Относительная сила света в зависимости от прямого тока

Эта кривая демонстрирует, что световой выход примерно линейно зависит от тока в нижнем и среднем диапазоне. Она помогает разработчикам понять компромисс между током управления и световым выходом, особенно при рассмотрении энергопотребления и теплового управления.

3.3 Температурные зависимости характеристик

Несколько графиков иллюстрируют изменение характеристик в зависимости от температуры перехода (T_J). Прямое напряжение имеет отрицательный температурный коэффициент, уменьшаясь примерно на 2 мВ/°C. Сила света также уменьшается с ростом температуры, что является критическим фактором для поддержания постоянной яркости в высокотемпературных автомобильных условиях. Доминирующая длина волны слегка смещается с температурой, что важно для приложений, критичных к цвету.

3.4 Кривая снижения номинала прямого тока

Это важный график для теплового проектирования. Он показывает максимально допустимый постоянный прямой ток как функцию температуры контактной площадки (T_S). Например, при T_S 110°C максимальный I_F снижается до 22 мА. Работа ниже 5 мА не рекомендуется. Эта кривая должна использоваться для предотвращения превышения максимальной температуры перехода.

3.5 Спектральное распределение и диаграмма направленности

График относительного спектрального распределения показывает пик в области синей длины волны (~468 нм). Диаграмма направленности визуально подтверждает широкий, ламбертовский угол обзора 120 градусов.

4. Объяснение системы сортировки

Светодиод доступен в определенных группах сортировки по параметрам, что позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие требованиям их приложений по яркости и цвету.

4.1 Сортировка по силе света

Полная таблица сортировки перечисляет группы от L1 (11.2-14 мкд) до GA (18000-22400 мкд). Выделенная группа для данного конкретного номера детали (57-11-UB0200H-AM) — T1, что соответствует диапазону силы света от 280 до 355 мкд. Это согласуется с типичным значением 355 мкд, указанным в таблице характеристик.

4.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Таблица сортировки по длине волны включает коды для различных цветовых диапазонов. Соответствующая группа для этого синего светодиода — 7175, охватывающая доминирующую длину волны от 471 нм до 475 нм. Это включает типичное значение 468 нм, подтверждая принадлежность детали к группе синего спектра.

5. Механическая и упаковочная информация

5.1 Механические размеры

Светодиод использует стандартный корпус для поверхностного монтажа PLCC-2. В техническом описании содержится подробный чертеж с указанием длины, ширины, высоты корпуса, расстояния между выводами и других критических механических допусков. Эта информация необходима для проектирования посадочного места на печатной плате и обеспечения правильной установки в сборке.

5.2 Рекомендуемая конфигурация контактных площадок

На схеме представлен оптимальный рисунок контактных площадок на печатной плате для корпуса PLCC-2. Следование этой рекомендации обеспечивает надежное формирование паяных соединений во время оплавления, надлежащую механическую прочность и эффективный отвод тепла от устройства к печатной плате.

5.3 Идентификация полярности

Катод обычно обозначается маркировкой на корпусе, такой как выемка, точка или срезанный угол. Правильная ориентация полярности во время сборки имеет решающее значение для функционирования устройства.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением

В техническом описании указан профиль оплавления с пиковой температурой 260°C в течение максимум 30 секунд. Соблюдение этого профиля обязательно для предотвращения теплового повреждения светодиодного кристалла, проводных соединений и пластикового корпуса. Профиль включает этапы предварительного нагрева, выдержки, оплавления и охлаждения с определенными скоростями нагрева и временем выше температуры ликвидуса.

6.2 Меры предосторожности при использовании

Общие меры предосторожности при обращении включают избегание механических нагрузок на линзу, предотвращение электростатического разряда (ESD) с использованием заземленного оборудования и недопущение превышения предельных максимальных параметров. Устройство не должно работать в режиме обратного смещения. Следует соблюдать надлежащие условия хранения в соответствии с рейтингом MSL-2.

7. Упаковка и информация для заказа

Светодиоды поставляются на ленте в катушках для автоматической сборки методом "pick-and-place". Техническое описание включает спецификации упаковки, такие как размеры катушки, ширина ленты, расстояние между карманами и ориентация. Номер детали 57-11-UB0200H-AM следует определенной системе кодирования, которая, вероятно, обозначает тип корпуса (57), цвет/вид (11-UB для бокового синего) и группу сортировки по параметрам (0200H).

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Основное применение — автомобильное интерьерное освещение, включая подсветку переключателей, кнопок, комбинаций приборов, органов управления информационно-развлекательной системой и фоновое освещение. Боковое излучение и широкий угол делают его подходящим для применений, где светодиод установлен перпендикулярно поверхности обзора, освещая световод или небольшое отверстие.

8.2 Соображения при проектировании

Управление током:Рекомендуется использовать источник постоянного тока, а не источник постоянного напряжения с последовательным резистором, для более стабильного светового выхода, особенно при изменении температуры. Схема должна ограничивать I_F до ≤ 30 мА в непрерывном режиме.
Тепловое управление:Разводка печатной платы должна максимизировать площадь меди вокруг контактных площадок, чтобы они действовали как радиатор, поддерживая температуру точки пайки (T_S) как можно более низкой для максимизации допустимого тока и светового выхода. Используйте кривую снижения номинала для проектирования.
Оптическое проектирование:Учитывайте угол обзора 120 градусов при проектировании световодов или рассеивателей для обеспечения равномерного освещения.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со стандартными светодиодами коммерческого класса, ключевыми отличительными особенностями данного устройства являются его квалификация AEC-Q101 для автомобильной надежности, широкий угол обзора 120 градусов в боковом корпусе и специфическая сортировка для обеспечения стабильного цвета и яркости. Рейтинг ESD 8 кВ и классификация MSL-2 дополнительно повышают его надежность для промышленных и автомобильных производственных процессов.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Какой рекомендуемый рабочий ток?
О: Типичное рабочее условие — 20 мА, обеспечивающее 355 мкд. Он может работать до максимума 30 мА, но необходимо применять тепловое снижение номинала в соответствии с кривой снижения.
В: Как интерпретировать группу сортировки по силе света T1?
О: Группа T1 гарантирует, что сила света будет находиться в диапазоне от 280 мкд до 355 мкд при измерении при I_F=20 мА и T_J=25°C.
В: Можно ли использовать этот светодиод в неавтомобильных приложениях?
О: Да, его высокая надежность делает его подходящим для промышленных систем управления, потребительской электроники и бытовой техники, где требуется длительный срок службы и стабильная производительность, хотя он может быть оптимизирован по стоимости для автомобильных объемов.
В: Почему существует спецификация минимального тока (5 мА)?
О: Работа ниже этого минимального тока может привести к нестабильному или неравномерному излучению света от полупроводникового перехода.

11. Пример проектирования и использования

Сценарий: Подсветка панели управления климатом в автомобиле.Разработчику необходимо осветить несколько мембранных переключателей и небольшой поворотный энкодер. Пространство за панелью крайне ограничено. Он выбирает этот боковой синий светодиод из-за его компактного корпуса PLCC-2. Несколько светодиодов размещаются вдоль края тонкого акрилового световода. Угол обзора 120 градусов эффективно вводит свет в световод. Разработчик использует микросхему драйвера светодиодов с постоянным током, установленную на 18 мА на светодиод, чтобы обеспечить долговечность и учесть потенциально высокие температуры окружающей среды внутри приборной панели. Разводка печатной платы включает расширенные термоплощадки, соединенные с земляной полигоном. Квалификация AEC-Q101 дает уверенность в сроке службы продукта в течение всего срока службы автомобиля в различных климатических условиях.

12. Принцип работы

Это полупроводниковый светоизлучающий диод. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее энергию его запрещенной зоны, электроны и дырки рекомбинируют в активной области полупроводникового кристалла (обычно на основе материалов InGaN для синего света). Этот процесс рекомбинации высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав полупроводниковых слоев определяет доминирующую длину волны (цвет) излучаемого света. Пластиковый корпус содержит формованную линзу, которая формирует диаграмму направленности для достижения заданного угла обзора 120 градусов.

13. Технологические тренды

Тренд в автомобильных и общих осветительных светодиодах направлен на повышение эффективности (больше люмен на ватт), что снижает энергопотребление и тепловую нагрузку. Также наблюдается стремление к повышению надежности и увеличению срока службы. В области корпусов тренд — миниатюризация при сохранении или улучшении оптических характеристик и теплоотвода. Для боковых светодиодов достижения включают улучшенную эффективность извлечения света из кристалла и более точное оптическое управление с помощью линзы корпуса для создания специфических диаграмм направленности для применений со световодами. Интеграция схемы драйвера и нескольких светодиодных кристаллов в единые модули также является продолжающейся разработкой.