PLCC-6 封装超红光LED A09K-SR1501H-AM 规格书 - 封装尺寸3.2x2.8x1.9mm - 电压2.15V - 功率0.32W - 中文技术文档

1. 产品概述

A09K-SR1501H-AM是一款采用表面贴装PLCC-6封装的高亮度超红光发光二极管（LED）。其设计核心在于确保在严苛的汽车应用环境中具备卓越的可靠性和性能。该器件在150mA驱动电流下，典型发光强度可达4500毫坎德拉（mcd），适用于对高可见度要求苛刻的各种信号指示和照明功能。其关键特性之一是符合AEC-Q101认证标准，这验证了其适用于汽车应用的鲁棒性。此外，它还符合RoHS和REACH环保指令，并具备抗硫化物腐蚀能力，从而提升了其在恶劣工作条件下的使用寿命。

1.1 核心优势与目标市场

这款LED的核心优势源于其高光输出、120度宽视角以及汽车级可靠性的结合。高发光强度确保了即使在明亮的日光条件下也具有出色的可见性，这对于刹车灯等安全关键应用至关重要。宽视角提供了均匀的光分布，提高了信号从不同角度的可识别性。其主要目标市场是汽车行业，特别是外部照明模块。其认证资质使其成为需要满足严格汽车质量和寿命标准的设计师的首选。

2. 深入技术参数分析

本节对规格书中列出的关键电气、光学和热学参数进行详细、客观的解读。

2.1 光度与电气特性

核心光度参数是发光强度（I_V)，在I_F=150mA时，典型值为4500 mcd，最小值为3550 mcd，最大值为7100 mcd。这个宽范围通过分档系统（后文详述）进行管理。光通量的测量容差为±8%，测量时散热焊盘温度为25°C。正向电压（V_F)在150mA时典型值为2.15V，范围从1.75V到3.0V。规格书注明此V_F范围代表了99%的生产输出，测量容差为±0.05V。主波长（λ_d)定义了感知颜色；对于这款超红光LED，典型值为629 nm，范围在627 nm至639 nm之间，测量容差为±1 nm。视角（2φ）为120度，容差为±5度。

2.2 绝对最大额定值与热管理

绝对最大额定值定义了可能导致永久性损坏的极限值。最大连续正向电流（I_F)为200 mA。功耗（P_d)额定值为600 mW。一个关键的热学参数是热阻。给出了两个值：电气测量值（R_{th JS el}）最大为50 K/W，以及实际测量值（R_{th JS real}）最大为60 K/W，两者均指从结到焊点的热阻。更高的“实际”值对于设计而言更为保守。结温（T_J)不得超过125°C。工作和存储温度范围为-40°C至+110°C。该器件可承受浪涌电流（I_FM)为1000 mA，脉冲宽度≤10 μs，低占空比（D=0.005）。静电放电（ESD）保护等级为8 kV（人体模型）。

3. 分档系统说明

为了管理半导体制造中的自然差异，LED会根据性能进行分档。这确保了最终用户获得一致的产品。

3.1 发光强度分档

发光强度使用字母数字代码（例如CB、DA、DB）进行分档。规格书提供了详细的表格。对于A09K-SR1501H-AM，“高亮黑框”指示了可能的输出档位。基于4500 mcd的典型强度和范围（3550-7100 mcd），相关档位是CA（2800-3550 mcd）、CB（3550-4500 mcd）、DA（4500-5600 mcd）和DB（5600-7100 mcd）。特定生产批次的精确档位必须在订购信息中确认。

3.2 主波长分档

主波长也使用数字代码进行分档。这款超红光LED的目标范围是627-630 nm（典型值629 nm）。参考分档表，代码“2730”对应范围627-630 nm。相邻档位如“3033”（630-633 nm）和“2427”（624-627 nm）也可能是生产分布的一部分。容差为±1 nm。

4. 性能曲线分析

规格书中的图表说明了关键参数在不同工作条件下的变化情况，这对于稳健的电路设计至关重要。

4.1 IV曲线与相对强度

该正向电流与正向电压图显示了典型的二极管非线性关系。电压随电流增加而增加，在低电流时约从1.4V开始，在150mA时达到约2.15V。相对发光强度与正向电流图在典型150mA以下几乎呈线性，表明在推荐工作范围内具有良好的效率。

4.2 温度依赖性

温度显著影响LED性能。相对发光强度与结温图显示输出随温度升高而降低。在最高工作焊盘温度110°C时（参见降额曲线），相对强度大约是其25°C时值的60%。这必须在热设计中加以考虑。相对正向电压与结温图具有负斜率，意味着V_F随温度升高而降低（约-1.5 mV/°C）。相对波长与结温图显示正向偏移；波长随温度略有增加（约+0.05 nm/°C）。

3.3 光谱分布与降额

该相对光谱分布曲线证实了LED的单色性，在红色光谱（~629 nm）处有一个尖锐的峰值。正向电流降额曲线对于可靠性至关重要。它规定了基于焊盘温度（T_S）的最大允许连续正向电流。在最高环境/焊点温度110°C时，最大允许连续电流降至约84 mA。该曲线还规定了最小工作电流为20 mA。允许脉冲处理能力图允许设计者计算针对不同脉冲宽度（t_p）和占空比（D）的安全单脉冲或脉冲工作电流。

5. 机械与封装信息

5.1 物理尺寸与极性

该LED采用标准的PLCC-6（塑料有引线芯片载体）表面贴装封装。机械图纸显示了带有关键尺寸的俯视图和侧视图。封装长度为3.2 mm，宽度为2.8 mm，高度为1.9 mm。图纸清晰地标明了极性标记（通常是封装顶部的切角或圆点），对应阴极。组装时的正确方向至关重要。

5.2 推荐焊接焊盘布局

提供了用于PCB设计的推荐焊盘图形（封装）。此图形确保在回流焊过程中形成良好的焊点，并提供必要的热连接和电连接。遵循此布局对于制造良率和长期可靠性非常重要。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊温度曲线

规格书规定了兼容无铅工艺的回流焊温度曲线。峰值焊接温度不应超过260°C，且高于240°C的时间应受到限制。提供了具体的时间-温度图，显示了预热、保温、回流和冷却区域。遵循此曲线可防止对LED封装和内部芯片造成热损伤。

6.2 使用注意事项

一般注意事项包括避免对透镜施加机械应力、防止污染，并确保器件工作不超过其绝对最大额定值。根据8kV HBM等级规定，在操作和组装过程中应特别注意静电放电（ESD）防护。

7. 包装与订购信息

LED以卷带形式提供，用于自动化组装。包装信息详细说明了卷盘尺寸、载带宽度、料袋间距以及元件在载带上的方向。订购信息通常包括基本型号（A09K-SR1501H-AM）以及特定发光强度和波长分档的代码，尽管提供的摘录中未详述确切格式。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

列出的主要应用均在汽车外部照明领域：中央高位刹车灯（CHMSL）, 尾灯，以及刹车灯。其高亮度和红色光非常适合这些安全信号功能。它也可能适用于其他需要高可靠性的红色指示灯应用。

8.2 设计考量

关键设计考量包括：
驱动电路：建议使用恒流驱动器以保持稳定的光输出，因为LED亮度是电流的函数，而非电压。电路必须将电流限制在最大200 mA连续，并考虑温度降额。
热管理：PCB布局必须提供从LED焊盘到散热器或电路板铜层的充分热路径，以将结温保持在限值内，尤其是在高环境温度或高驱动电流下。
光学设计：120°视角可能需要次级光学元件（透镜、反射器）来为CHMSL等特定应用塑形光束。

9. 技术对比与差异化

与标准的非汽车级红光LED相比，A09K-SR1501H-AM的关键差异化在于其AEC-Q101认证和抗硫化物腐蚀能力。这些通常在商用级LED中不进行测试。对于需要远距离可见性的应用，其高典型发光强度（4500 mcd）也是一个性能优势。与更小或更大的封装相比，PLCC-6封装在尺寸、热性能和组装便利性之间提供了良好的平衡。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

问：我可以直接用12V汽车蓄电池驱动这款LED吗？
答：不可以。必须使用限流电路或恒流驱动器。直接连接到12V会导致电流过大，立即损坏LED。
问：为什么高温下光输出会降低？
答：这是半导体材料的基本特性。温度升高会增加LED芯片内的非辐射复合，从而降低其内量子效率（单位电输入的光输出）。
问：“MSL: 2a”是什么意思？
答：湿度敏感等级2a表示该封装可以在干燥环境（≤30°C/60% RH）中存放长达4周，之后才需要在回流焊前进行烘烤。这对于制造过程控制很重要。
问：如何为我的应用选择正确的分档？
答：对于颜色关键的应用（例如，匹配尾灯中的多个LED），指定严格的波长分档（例如2730）。对于亮度关键且关注最小强度的应用，指定满足您设计目标的最小发光强度分档。

11. 实际设计与使用案例研究

场景：设计一个CHMSL模块。设计师需要创建一个亮度均匀、符合法规光度要求的CHMSL。他们选择A09K-SR1501H-AM是因为其可靠性。他们决定以100 mA（低于150mA典型点）驱动每个LED，以确保寿命并考虑高温降额。使用降额曲线，在计算出的最高焊点温度85°C时，100mA驱动是安全的。他们设计了一个恒流驱动器阵列。为确保颜色和亮度一致性，他们与供应商合作，采购来自特定生产批次、在特定强度（例如DA档）和波长（2730档）范围内的LED。PCB布局采用推荐的焊盘设计，并通过热过孔连接到内部接地层以散热。

12. 工作原理简介

发光二极管是一种通过称为电致发光的过程将电能直接转换为光的半导体器件。当正向电压施加在p-n结两端时，来自n型区域的电子和来自p型区域的空穴被注入到有源区。当这些载流子复合时，它们会释放能量。在这款LED中，半导体材料（通常基于AlInGaP，用于红/橙/琥珀色）经过设计，使得释放的能量以光子的形式（光）出现，其波长对应于红光（~629 nm）。塑料封装包裹并保护微小的半导体芯片，包含用于电气连接的引线框架，并集成了一个模塑透镜，用于塑形光输出并决定视角。

13. 技术趋势

汽车LED照明的趋势是朝着更高效率（每瓦更多流明）、更高功率密度和更高集成度发展。这使得更小、更具风格化且能耗更低的灯具设计成为可能。同时，也在朝着智能自适应照明系统发展，其中单个LED或集群可以进行数字控制以实现动态功能。底层半导体技术持续改进，提供了更好的温度性能和更长的使用寿命。封装技术也在不断发展，以在紧凑的外形尺寸中提供更好的热管理，这对于在空间受限的汽车应用中保持性能和可靠性至关重要。