Спецификация белого светодиода PLCC2 - Размер 2.8x3.5x0.7мм - Напряжение 3.1В - Мощность 612мВт - AEC-Q101 Автомобильный класс

1. Обзор продукта

Этот белый светодиод изготовлен с использованием синего кристалла в сочетании с люминофором для получения белого света. Устройство помещено в компактный корпус PLCC2 размером 2,80 мм × 3,50 мм × 0,70 мм, что делает его подходящим для автомобильных приложений внутреннего и внешнего освещения с ограниченным пространством. Благодаря чрезвычайно широкому углу обзора 120 градусов и соответствию квалификационным требованиям стресс-тестов AEC-Q101, этот светодиод предназначен для сред с высокими требованиями к надежности. Уровень чувствительности к влаге — Уровень 2, продукт соответствует требованиям RoHS и REACH.

2. Технические параметры и интерпретация

2.1 Электрические характеристики

При условии испытаний IF = 150 мА и Ts = 25 °C прямое напряжение (VF) находится в диапазоне от 2,8 В (минимум) до 3,4 В (максимум), типичное значение 3,1 В. Обратный ток (IR) при VR = 5 В ограничен максимальным значением 10 мкА. Рассеиваемая мощность (PD) составляет 612 мВт. Абсолютный максимальный прямой ток — 180 мА, в то время как пиковый прямой ток (коэффициент заполнения 1/10, импульс 10 мс) может достигать 350 мА. Обратное напряжение не должно превышать 5 В. Диапазон рабочих температур от -40 °C до +110 °C, температура хранения такая же. Максимальная температура перехода (TJ) — 125 °C. Эти параметры обеспечивают надежную работу в условиях автомобильных температурных режимов.

2.2 Оптические характеристики

Световой поток (Φ) при IF = 150 мА находится в диапазоне от 55,3 лм (минимум) до 75,3 лм (максимум), типичное значение 65 лм. Широкий угол обзора 120 градусов (2θ1/2) обеспечивает равномерное распределение света. Цвет определяется бином цветности 60N, координаты показаны на диаграмме CIE. Типичный спектр имеет пик около 450 нм (синий) и широкое излучение люминофора около 550-600 нм, что дает холодный белый оттенок.

2.3 Тепловые характеристики

Термическое сопротивление от перехода к точке пайки (RTHJ-S) обычно составляет 21 °C/Вт. Это низкое тепловое сопротивление обеспечивает эффективное рассеивание тепла, что критически важно для поддержания стабильности светового потока и обеспечения длительного срока службы в автомобильных приложениях. Разработчики должны гарантировать, что температура точки пайки не превышает абсолютных максимальных номиналов, а температура перехода остается ниже 125 °C.

3. Система бинирования

3.1 Бины прямого напряжения и светового потока

При IF = 150 мА прямое напряжение разделено на шесть бинов: G1 (2,8-2,9 В), G2 (2,9-3,0 В), H1 (3,0-3,1 В), H2 (3,1-3,2 В), I1 (3,2-3,3 В), I2 (3,3-3,4 В). Световой поток разделен на три бина: PA (55,3-61,2 лм), PB (61,2-67,8 лм), QA (67,8-75,3 лм). Такое бинирование позволяет клиентам выбирать устройства с жесткими допусками для согласованного светового выхода и электрического поведения в массивах.

3.2 Бинирование цветности

Диаграмма цветности CIE показывает бин 60N с четырьмя угловыми координатами: (0.3157,0.3211), (0.3142,0.3430), (0.3311,0.3584), (0.3301,0.3337). Этот бин соответствует определенной области белого цвета, подходящей для автомобильных сигнальных и индикаторных светильников. Допуск измерения координат цвета составляет ±0,005.

4. Анализ эксплуатационных кривых

4.1 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока (Вольт-амперная характеристика)

На рисунке 1-7 показана типичная экспоненциальная ВАХ. При 2,2 В ток близок к нулю; при 3,0 В ток достигает примерно 100 мА; при 3,2 В — 150 мА; а при 3,4 В превышает 200 мА. Эта кривая помогает разработчикам прогнозировать изменение тока в зависимости от напряжения и выбирать подходящие последовательные резисторы.

4.2 Прямой ток в зависимости от относительной интенсивности

При увеличении прямого тока от 0 до 200 мА относительная интенсивность возрастает почти линейно, достигая примерно 125% при 200 мА по сравнению с 100% при 150 мА. Такая линейность упрощает управление диммированием посредством модуляции тока.

4.3 Влияние температуры

Рис. 1-9 и 1-10 иллюстрируют влияние температуры пайки. Относительный световой поток постепенно снижается с 100% при 25 °C до примерно 70% при 120 °C, что указывает на тепловой спад. Кривая снижения номинального прямого тока показывает, что при Ts=110 °C максимальный непрерывный ток уменьшается до примерно 150 мА. Рис. 1-11 показывает, что прямое напряжение уменьшается с повышением температуры (отрицательный температурный коэффициент). Рис. 1-12 показывает сдвиг цвета с температурой: координаты CIE слегка смещаются в сторону увеличения X и Y при повышении температуры (красный сдвиг). Эти кривые необходимы для теплового управления и стабильного цветового отображения.

4.4 Диаграмма излучения и спектр

Рис. 1-13 показывает диаграмму излучения, близкую к ламбертовской, с относительной интенсивностью, падающей до 50% при отклонении от оси примерно ±60°. Спектр (рис. 1-14) показывает синий пик около 450 нм и широкое излучение люминофора от 500 до 700 нм, с относительной интенсивностью, нормированной на 1,0 на пике. Этот спектр типичен для белых светодиодов с люминофорным преобразованием.

5. Информация о механике и упаковке

5.1 Размеры корпуса и схемы пайки

Корпус имеет вид сверху 2,80 мм × 3,50 мм, высота 0,70 мм. Вид снизу показывает две контактные площадки: анодная (большая, 1,05 мм × 0,55 мм) и катодная (2,00 мм × 0,55 мм). Полярность обозначена скошенным углом на корпусе. Рекомендуемые схемы пайки приведены на рисунке 1-5, с размерами 2,45 мм (ширина) и 1,50 мм (длина) для анодной площадки и 2,30 мм (ширина) и 1,05 мм (длина) для катодной площадки. Допуски составляют ±0,2 мм, если не указано иное.

5.2 Размеры ленты и катушки

Светодиоды поставляются на ленте и катушке по 4000 штук на катушку. Ширина ленты 8,0±0,1 мм, с направлением подачи и маркировкой полярности. Катушка имеет внешний диаметр 178±1 мм, диаметр ступицы 60±1 мм и толщину 13,0±0,5 мм. На этикетке катушки указаны номер детали, номер партии, код бина (световой поток, цветность, напряжение), количество и код даты.

5.3 Влагозащитная упаковка

Продукт упакован во влагонепроницаемый пакет с осушителем и индикатором влажности. Уровень чувствительности к влаге — 2, поэтому после открытия пакета светодиоды следует использовать в течение 24 часов при хранении при ≤30 °C и ≤60% относительной влажности. Если условия хранения превышены, перед использованием необходима сушка при 60±5 °C в течение >24 часов.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль оплавления

Рекомендуемый профиль пайки оплавлением основан на стандартах JEDEC. Средняя скорость нагрева от 150 °C до 200 °C не должна превышать 3 °C/с. Предварительный нагрев (от 150 °C до 200 °C) длится 60-120 секунд. Температура выше 217 °C (TL) должна поддерживаться не более 60 секунд. Пиковая температура (TP) составляет 260 °C с максимальным временем 10 секунд. Скорость охлаждения не должна превышать 6 °C/с. Допускается только два цикла оплавления; если между циклами прошло более 24 часов, светодиоды могут быть повреждены из-за поглощения влаги.

6.2 Ручная пайка и ремонт

Если требуется ручная пайка, температура паяльника должна быть ниже 300 °C, а время контакта менее 3 секунд. Допускается только одна ручная пайка. Ремонт после оплавления не рекомендуется; если это неизбежно, следует использовать двухжальный паяльник, и влияние на характеристики устройства должно быть предварительно проверено.

6.3 Меры предосторожности при обращении

Герметик выполнен из силикона, который мягок и легко повреждается механическим напряжением. Не прилагайте сильного давления на поверхность линзы во время захвата и установки; используйте правильное усилие сопла. Печатная плата не должна деформироваться во время монтажа. После пайки избегайте механических нагрузок и быстрого охлаждения. Рабочая среда должна содержать серу менее 100 ppm, а содержание галогенов (бром <900 ppm, хлор <900 ppm, сумма <1500 ppm). Летучие органические соединения от материалов оснастки могут обесцветить силикон; поэтому рекомендуется проверка совместимости. Очистка рекомендуется изопропиловым спиртом; ультразвуковая очистка не рекомендуется. Во время обращения необходимо соблюдать защиту от ЭСР (HBM ≥ 8000 В).

7. Информация об упаковке и заказе

Стандартная упаковка — 4000 штук на катушку на 8-мм ленте. Каждая катушка запечатана во влагонепроницаемый пакет с осушителем и этикеткой. Внешняя картонная коробка содержит несколько катушек. На этикетке указаны номер детали (RF-A1T28-W6SE-A6), номер спецификации, номер партии, код бина (VF, Φ, XY), количество и дата. При заказе клиенты должны указать желаемые бины светового потока и напряжения для обеспечения согласованности.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные применения

Этот светодиод специально разработан для автомобильного внутреннего и внешнего освещения, включая индикаторы приборной панели, карты освещения, окружающее освещение, указатели поворота и акцентное внутреннее освещение. Широкий угол обзора и высокая надежность делают его подходящим как для функционального, так и для декоративного освещения, где критичны стабильный цвет и яркость.

8.2 Рекомендации по проектированию

При проектировании схемы драйвера убедитесь, что прямой ток не превышает абсолютного максимального номинала 180 мА. Используйте токоограничивающий резистор или драйвер с постоянным током для предотвращения теплового разгона. Необходим достаточный теплоотвод; температура точки пайки должна быть ниже 110 °C, чтобы температура перехода оставалась ниже 125 °C. Широкий диапазон рабочих температур (от -40 °C до +110 °C) необходимо учитывать для теплового расширения и сжатия. Для последовательно-параллельных массивов подбирайте бины прямого напряжения для выравнивания распределения тока. Сдвиг цвета с температурой следует учитывать, если требуется точное цветовое отображение во всем диапазоне температур.

9. Техническое сравнение и конкурентные преимущества

По сравнению с обычными светодиодами PLCC2, данное устройство имеет автомобильную квалификацию AEC-Q101, что гарантирует более высокую надежность при тепловых ударах, повышенной влажности и длительных испытаниях на срок службы. Угол обзора 120° шире, чем у многих стандартных продуктов (обычно 110°), что обеспечивает более равномерное освещение. Тепловое сопротивление 21 °C/Вт относительно низкое для данного размера корпуса, что способствует лучшему рассеиванию тепла. Наличие жесткого бинирования (шаг напряжения 0,1 В, шаг светового потока ~6 лм) позволяет повысить выход годных в многодиодных приложениях. Защита от ЭСР 8000 В (HBM) превышает типичные номиналы 2000 В, снижая количество отказов, связанных с ЭСР, во время сборки.

10. Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Какой максимальный ток можно подавать на этот светодиод?
Ответ: Абсолютный максимальный прямой ток составляет 180 мА, но рекомендованный рабочий ток — 150 мА. Для импульсной работы допускается до 350 мА при коэффициенте заполнения 1/10.

Вопрос: Как следует обращаться со светодиодом, чтобы избежать повреждений?
Ответ: Избегайте прикосновения к силиконовой линзе. Используйте пинцет с боков. Соблюдайте меры предосторожности от ЭСР (заземленный браслет, проводящая рабочая поверхность). Храните в сухой среде и проводите сушку при подозрении на воздействие влаги.

Вопрос: Можно ли использовать этот светодиод в наружном автомобильном освещении?
Ответ: Да, устройство предназначено для наружного освещения в соответствии с AEC-Q101. Однако убедитесь, что осветительный прибор обеспечивает надлежащее тепловое управление и защиту от загрязнений окружающей среды.

Вопрос: Что означает код бина "60N"?
Ответ: Это бин цветности в цветовом пространстве CIE 1931, определенный четырьмя угловыми координатами. Конкретные координаты приведены в техническом описании. Этот бин соответствует области белого цвета, обычно используемой для сигнализации.

11. Практические примеры применения

Пример 1: Автомобильное внутреннее окружающее освещение
OEM потребовались световые полоски шириной 10 мм для окружающего освещения дверных панелей. Используя 8 светодиодов на полоске при 150 мА, общий световой поток составил ~520 лм. Благодаря тщательному тепловому проектированию (алюминиевая печатная плата) температура перехода оставалась ниже 90 °C. Широкий угол обзора обеспечил равномерное освещение без горячих точек.

Пример 2: Указатель поворота
Модуль указателя поворота использовал 6 светодиодов, включенных последовательно с драйвером постоянного тока при 150 мА. Бинирование напряжения (H1) обеспечило минимальное расхождение VF. Угол обзора 120° обеспечил достаточную видимость в соответствии с автомобильными нормами. Квалификация AEC-Q101 дала уверенность в долгосрочной надежности при термоциклировании.

12. Принцип работы

Этот белый светодиод основан на синем кристалле InGaN (нитрид индия-галлия), излучающем свет на длине волны примерно 450 нм. Кристалл покрыт люминофором YAG (иттрий-алюминиевый гранат), который поглощает часть синего света и переизлучает его в виде желтого света. Комбинация оставшегося синего света и желтой флуоресценции дает белый свет. Цветовая температура и индекс цветопередачи определяются составом и толщиной люминофора. Корпус PLCC2 обеспечивает механическую защиту, электрические соединения и отражательную полость для повышения выхода света.

13. Тенденции технологий и перспективы

Белые светодиоды продолжают развиваться в направлении более высокой эффективности, лучшего качества цвета и меньших корпусов. Тенденция в автомобильном освещении — миниатюризация, интеграция с интеллектуальным управлением (например, ШИМ-диммирование, настройка цвета) и соответствие строгим стандартам надежности (AEC-Q102 для автомобильных светодиодов). Будущие разработки могут включать корпуса на уровне кристалла (CSP) для уменьшения занимаемой площади, более высокой плотности светового потока и улучшенных тепловых характеристик. Кроме того, усовершенствования люминофоров позволяют проводить более точное бинирование по цвету и снижать тепловой спад. Также исследуется использование керамических подложек или силиконовых герметиков с улучшенной стойкостью к УФ-излучению для увеличения срока службы в суровых условиях.