Желтый светодиод 3.0x1.4x0.52 мм – напряжение 2.8-3.3 В – 660 мВт – автомобильный класс – Техническая спецификация

1. Обзор продукта

Этот желтый SMD светодиод изготовлен с использованием синего чипа в сочетании с желтым люминофором. Корпус выполнен по технологии EMC (Epoxy Molding Compound) с размерами 3,00 мм x 1,40 мм x 0,52 мм, что позволяет создавать сверхтонкие конструкции для применений с ограниченным пространством. Светодиод имеет чрезвычайно широкий угол обзора 120 градусов, что делает его идеальным для равномерного распределения света в автомобильном интерьере и экстерьере. Он полностью совместим со стандартной SMT-сборкой и процессами пайки оплавлением, поставляется на ленте и катушке с уровнем чувствительности к влаге 2 (MSL2). Продукт соответствует требованиям RoHS, а его план квалификационных испытаний следует стандарту стресс-тестов AEC-Q102 для автомобильных дискретных полупроводников.

1.1 Особенности

• Корпус EMC обеспечивает высокую механическую прочность и отличное рассеивание тепла.
• Чрезвычайно широкий угол обзора (2θ1/2 = 120° типично).
• Подходит для всех процессов SMT-сборки и пайки.
• Доступен на ленте и катушке (5 000 шт./катушка).
• Уровень чувствительности к влаге: Уровень 2 (после вскрытия хранить при ≤30°C/60%RH, использовать в течение 24 часов).
• Соответствует требованиям RoHS.
• Соответствует требованиям AEC-Q102 для автомобильных стресс-тестов.

1.2 Применение

Автомобильное освещение – как внутреннее (приборная панель, атмосферная подсветка), так и внешнее (боковые указатели поворота, задние фонари). Широкий угол обзора и высокая световая эффективность делают его подходящим для индикаторного и декоративного освещения, где требуется равномерный внешний вид.

2. Технические параметры (Ts=25°C)

2.1 Электрические и оптические характеристики (IF=140мА)

• Прямое напряжение (VF): Мин 2,8 В, Тип –, Макс 3,3 В
• Обратный ток (IR): при VR=5 В, Макс 10 мкА
• Световой поток (Φ): Мин 33,4 лм, Макс 45,3 лм
• Угол обзора (2θ1/2): Тип 120°
• Термическое сопротивление (Rth JS реальное): Тип 38°C/Вт, Макс 47°C/Вт
• Термическое сопротивление (Rth JS электрическое): Тип 28°C/Вт, Макс 35°C/Вт
• Эффективность фотоэлектрического преобразования при 25°C, импульсный режим: ηe = 27%

2.2 Предельно допустимые параметры

• Рассеиваемая мощность (PD): Макс 660 мВт
• Прямой ток (IF): Макс 200 мА
• Импульсный прямой ток (IFP): Макс 350 мА (скважность 1/10, импульс 10 мс)
• Обратное напряжение (VR): Макс 5 В
• ESD (HBM): Макс 8000 В
• Рабочая температура (TOPR): от -40°C до +125°C
• Температура хранения (TSTG): от -40°C до +125°C
• Температура перехода (TJ): Макс 150°C

3. Система бинирования (IF=140мА)

3.1 Бины прямого напряжения и светового потока

Светодиод сортируется по бинам напряжения (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) и бинам светового потока (MB: 33,4-37 лм, NA: 37-40,9 лм, NB: 40,9-45,3 лм). Код бина, напечатанный на этикетке, представляет собой комбинацию бина напряжения и потока, например G1MB.

3.2 Бины цветности

Диаграмма цветности CIE определяет два цветовых бина для желтого излучения: AM1 и AM2. Оба находятся в пределах цветового стандарта ECE для автомобильного янтарного цвета. Координаты для AM1: (0,5490,0,4250), (0,5620,0,4380), (0,5790,0,4210), (0,5625,0,4160). Для AM2: (0,5575,0,4195), (0,5750,0,4250), (0,5885,0,4110), (0,5760,0,4070).

4. Типовые кривые оптических характеристик

4.1 Зависимость прямого напряжения от прямого тока (Рис. 1-7)

Кривая показывает, что при 2,8 В ток близок к нулю, резко возрастая примерно до 140 мА при 3,2 В и достигая около 200 мА при 3,4 В. Это подчеркивает необходимость использования источника постоянного тока для предотвращения теплового разгона.

4.2 Относительный световой поток в зависимости от прямого тока (Рис. 1-8)

Относительный поток увеличивается почти линейно с током от 20 мА до 200 мА. При 140 мА относительный поток составляет около 100% (опорное значение), а при 200 мА достигает примерно 140%.

4.3 Относительный световой поток в зависимости от температуры перехода (Рис. 1-9)

При повышении температуры перехода от -40°C до 150°C относительный световой поток уменьшается приблизительно линейно. При 125°C поток составляет около 80% от значения при 25°C, что указывает на умеренную температурную чувствительность, типичную для люминофорных светодиодов.

4.4 Максимальный прямой ток в зависимости от температуры пайки (Рис. 1-10)

Чтобы температура перехода оставалась в допустимых пределах, максимально допустимый прямой ток уменьшается с повышением температуры точки пайки. При Ts=25°C IF,max = 200 мА; при Ts=125°C IF,max снижается примерно до 40 мА.

4.5 Смещение напряжения в зависимости от температуры перехода (Рис. 1-11)

Прямое напряжение уменьшается с повышением температуры со скоростью примерно -2 мВ/°C. Этот эффект необходимо учитывать при проектировании схем, чтобы избежать увеличения тока в драйверах с постоянным напряжением.

4.6 Диаграмма излучения (Рис. 1-12)

Диаграмма направленности близка к ламбертовской, интенсивность падает до 50% при ±60°, что подтверждает угол обзора 120° (полная ширина на полувысоте).

4.7 Смещение координат цветности в зависимости от температуры и тока (Рис. 1-13, 1-14)

Как ΔCx, так и ΔCy смещаются в пределах ±0,01 во всем диапазоне температур и ±0,005 в диапазоне токов, что указывает на хорошую стабильность цвета.

4.8 Распределение спектра (Рис. 1-15)

Спектр излучения имеет пик около 590-595 нм (желтый) с полной шириной на полувысоте около 40 нм. Пик синей накачки вблизи 455 нм полностью поглощается люминофором, что подтверждает эффективное преобразование.

5. Механическая информация и упаковка

5.1 Размеры корпуса

Размеры корпуса светодиода: длина 3,00±0,2 мм, ширина 1,40±0,2 мм, высота 0,52±0,2 мм. Вид сверху показывает прямоугольный контур с центрированной излучающей областью. Вид сзади идентифицирует выводы катода и анода: большая контактная площадка обычно является катодом (обозначена символом «-»). Рекомендуемая схема контактных площадок печатной платы включает площадку 2,10 мм x 0,86 мм для катода и площадку 1,60 мм x 0,86 мм для анода с расстоянием 0,50 мм между ними.

5.2 Определение полярности

Сторона катода обозначена небольшой угловой меткой (например, выемкой или точкой) на верхней части корпуса. На обратной стороне имеется четкая маркировка «+» и «-».

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль оплавления при пайке

Рекомендуемый профиль оплавления включает: предварительный нагрев от 150°C до 200°C в течение 60-120 секунд; подъем до пиковой температуры ≤3°C/с; время выше 217°C (TL) макс. 60 с; пиковая температура (TP) 260°C с выдержкой ≤10 с в пределах 5°C от пика; охлаждение ≤6°C/с. Общее время от 25°C до пика не должно превышать 8 минут. Не выполняйте более двух циклов оплавления; если интервал между циклами превышает 24 часа, светодиод может быть поврежден из-за поглощения влаги.

6.2 Ремонт и обращение

Ремонт после пайки не рекомендуется. Если это неизбежно, используйте двусторонний паяльник и убедитесь, что характеристики светодиода не ухудшились. При обращении не оказывайте давление на поверхность силиконового инкапсулянта. Используйте подходящие вакуумные сопла с контролируемым усилием. Избегайте изгиба печатной платы после пайки, чтобы предотвратить механическое напряжение на паяных соединениях.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Транспортная лента и катушка

Светодиоды упакованы в транспортную ленту (ширина 8 мм) по 5000 штук на катушку. Катушка имеет диаметр 178 мм, ширину 60 мм, диаметр ступицы 13 мм. Ведущая и хвостовая часть ленты содержат по 80-100 пустых карманов.

7.2 Влагозащитная упаковка и маркировка

Каждая катушка помещается во влагозащитный пакет с осушителем и индикатором влажности. Пакет запечатывается и маркируется номером детали, номером спецификации, номером партии, кодом бина, количеством и датой. На этикетке также указаны световой поток, бин цветности, бин прямого напряжения и код длины волны.

7.3 Условия хранения

До вскрытия: ≤30°C, ≤75% ОВ, в течение 1 года с даты упаковки. После вскрытия: ≤30°C, ≤60% ОВ, использовать в течение 24 часов. Если осушитель обесцветился или время хранения превышено, перед использованием просушить при 60±5°C в течение ≥24 часов.

8. Пункты испытаний на надежность

Светодиод прошел следующие испытания в соответствии со стандартами AEC-Q102 и JEDEC:

• Оплавление (260°C пик, 10 с): 2 цикла, 0/1 отказ.
• MSL2 (85°C/60% ОВ, 168 ч): 0/1 отказ.
• Термоудар (от -40°C до +125°C, 1000 циклов): 0/1 отказ.
• Испытание на срок службы (Ta=105°C, IF=140 мА, 1000 ч): 0/1 отказ.
• Испытание на срок службы при высокой температуре и влажности (85°C/85% ОВ, IF=140 мА, 1000 ч): 0/1 отказ.

Критерии отказа: VF > 1,1×U.S.L, IR > 2,0×U.S.L, световой поток<0,7×L.S.L.

9. Меры предосторожности при обращении

9.1 Загрязнители окружающей среды

Содержание сернистых соединений в окружающей среде или сопрягаемых материалах не должно превышать 100 ppm для предотвращения коррозии серебряных компонентов. Содержание галогенов (Br, Cl) должно быть отдельно<900 ppm и в сумме<1500 ppm. Летучие органические соединения (VOC) из материалов оснастки могут проникать в силикон и вызывать обесцвечивание; рекомендуется проверка совместимости.

9.2 Электростатический разряд (ESD) и электрическая перегрузка (EOS)

Светодиод имеет напряжение стойкости к ESD 8 кВ (HBM). Однако необходимо соблюдать стандартные меры предосторожности при работе с ESD, включая заземленные рабочие места и ионизаторы. Никогда не подавайте обратное напряжение; убедитесь, что схема допускает только прямое смещение во время работы.

9.3 Термическое управление

Из-за термического сопротивления до 47°C/Вт (реальное) критически важным является надлежащий теплоотвод. Температура перехода не должна превышать 150°C. Соответственно снижайте прямой ток при высоких температурах окружающей среды. Используйте тепловое моделирование или измерения для проверки конструкции.

10. Примечания по применению и конструктивные соображения

10.1 Проектирование схемы

Настоятельно рекомендуется использовать драйвер с постоянным током для поддержания стабильного светового потока и предотвращения теплового разгона. Если для ограничения тока используется резистор, учитывайте отрицательный температурный коэффициент VF. Для последовательно-параллельных массивов учитывайте дисбаланс тока из-за бинирования VF и теплового сопряжения.

10.2 Топология печатной платы

Используйте рекомендуемые размеры контактных площадок. Обеспечьте достаточную площадь меди для рассеивания тепла, особенно на катодной площадке, которая является основным тепловым путем. Избегайте острых краев в дорожках для снижения риска ESD.

10.3 Очистка

Если требуется очистка после пайки, используйте изопропиловый спирт. Не используйте ультразвуковую очистку, так как это может повредить проволочные соединения или силикон. Убедитесь, что другие растворители не повреждают корпус.

11. Принцип работы

Желтый светодиод использует синеизлучающий чип InGaN, покрытый люминофором YAG:Ce, который преобразует часть синего света в желтый. Смесь синего и желтого дает воспринимаемый янтарный цвет. Люминофор диспергирован в силиконовой матрице, которая также служит первичной оптикой. Этот подход позволяет достичь высокой эффективности (27% фотоэлектрического преобразования) и отличной стабильности цвета в зависимости от температуры и тока.

12. Сравнение с другими типами светодиодов

По сравнению с желтыми светодиодами прямого излучения на AlInGaP, подход с люминофорным преобразованием обеспечивает более широкую настройку цвета, лучшую температурную стабильность длины волны и более высокую устойчивость к ESD (8 кВ против типичных 2 кВ для AlInGaP). Однако прямое излучение AlInGaP может иметь более узкий спектр и потенциально более высокую эффективность при малых токах. Для автомобильных применений, требующих строгих цветовых бинов и длительного срока службы, корпус EMC и квалификация AEC-Q102 делают этот светодиод предпочтительным выбором.

13. Типовые примеры применения

• Автомобильная внутренняя атмосферная подсветка: полосы вдоль приборной панели или дверных панелей, требующие равномерного желтого света.
• Наружные указатели поворота: в сочетании с красными светодиодами для создания динамического освещения.
• Маркерные огни внедорожников: где требуется высокая надежность и широкий температурный диапазон.
• Индикаторы приборной панели: подсветка предупредительных символов.

14. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

• В: Какое типичное прямое напряжение при 140 мА?Обычно около 3,0-3,1 В, в зависимости от бина. В спецификации указан диапазон 2,8-3,3 В.
• В: Можно ли питать этот светодиод током 200 мА непрерывно?Да, при условии, что температура пайки ≤25°C и надлежащий теплоотвод поддерживает температуру перехода ниже 150°C. При более высоких температурах окружающей среды требуется снижение номинальных параметров.
• В: Что означают значения термического сопротивления?Rth JS real (38°C/Вт) представляет тепловой путь от перехода до точки пайки в реальных условиях; Rth JS electrical (28°C/Вт) получен электрическими методами. Оба измерены при 140 мА и 25°C. Используйте реальное значение для наихудшего теплового расчета.
• В: Как следует хранить вскрытые катушки?После вскрытия храните в сухом шкафу при<30°C и<60% OB, и используйте в течение 24 часов. При превышении этого срока просушите при 60°C в течение 24 часов перед использованием.

15. Тенденции развития

Спрос на автомобильные светодиоды продолжает расти с внедрением передовых систем освещения. Ожидается, что желтые светодиоды с люминофорным преобразованием будут улучшать эффективность (например, >30% фотоэлектрического преобразования), более высокую температурную стабильность цветности и еще меньшие размеры корпуса (например, 2.5x1.2 мм). Интеграция нескольких цветов в одном корпусе и совместимость с системами адаптивного дальнего света (ADB) являются новыми тенденциями. Использование керамических подложек вместо EMC может еще больше повысить тепловые характеристики для мощных применений.