دیتاشیت LED سفید سرد PLCC-2 - زاویه دید 120 درجه - ولتاژ معمولی 3.1V - جریان 20mA - درجه خودرویی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک قطعه LED با روشنایی بالا و نصب سطحی را که از بسته‌بندی PLCC-2 (حامل تراشه با پایه پلاستیکی) استفاده می‌کند، به تفصیل شرح می‌دهد. این قطعه عمدتاً برای محیط‌های چالش‌برانگیز داخلی خودرو طراحی شده و عملکرد قابل اطمینانی را در محدوده وسیعی از دما ارائه می‌دهد. مزایای اصلی آن شامل ترکیب متعادلی از خروجی نوری، زاویه دید گسترده و ساختار مستحکم منطبق بر استانداردهای قابلیت اطمینان درجه خودرویی است.

این LED نور سفید سرد ساطع می‌کند که با مختصات رنگ معمولی CIE 1931 معادل (0.3, 0.3) مشخص می‌شود. هدف آن کاربردهایی است که به روشنایی یکنواخت و درخشان در فضاهای محدود نیاز دارند، مانند نور پس‌زمینه داشبورد، روشنایی کلیدها و خوشه‌های نشانگر. مطابقت با استانداردهای AEC-Q102، RoHS و REACH نشان‌دهنده مناسب بودن آن برای مجموعه‌های الکترونیکی مدرن با الزامات سختگیرانه کیفیت و محیط زیست است.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 ویژگی‌های نورسنجی و الکتریکی

پارامترهای کلیدی عملکرد در جریان آزمایش استاندارد 20 میلی‌آمپر تعریف شده‌اند. شدت نور معمولی 1800 میلی‌کاندلا (mcd) است، با مقدار تضمینی حداقل 1400 mcd و حداکثر تا 3550 mcd بسته به باین تولید. ولتاژ مستقیم (Vf) به طور معمول 3.1 ولت اندازه‌گیری می‌شود که از حداقل 2.5 ولت تا حداکثر 3.75 ولت متغیر است. این پارامتر برای محاسبه مقادیر مقاومت محدودکننده جریان در طراحی مدار حیاتی است._Fاین قطعه دارای زاویه دید بسیار گسترده 120 درجه است که به عنوان زاویه کامل تعریف می‌شود که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری اوج خود کاهش می‌یابد. این امر توزیع یکنواخت نور را تضمین می‌کند که برای روشنایی پنل‌ها و کلیدها ضروری است.

2.2 مقادیر حداکثر مطلق

این مقادیر محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی رخ دهد. حداکثر جریان مستقیم پیوسته مطلق 30 میلی‌آمپر است. این قطعه می‌تواند در برابر جهش‌های جریان کوتاه تا 250 میلی‌آمپر برای پالس‌های ≤ 10 میکروثانیه با چرخه کاری بسیار کم (0.005) مقاومت کند. دمای اتصال نباید از 125 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند. محدوده دمای کارکرد و نگهداری از 40- درجه سانتی‌گراد تا 110+ درجه سانتی‌گراد مشخص شده است که استحکام درجه خودرویی آن را تأیید می‌کند. حفاظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD) در سطح 8 کیلوولت (مدل بدن انسان) درجه‌بندی شده است.

2.3 ویژگی‌های حرارتی

مدیریت حرارتی برای طول عمر LED و پایداری عملکرد آن حیاتی است. مقاومت حرارتی از اتصال تا نقطه لحیم به دو روش مشخص شده است: یک مقاومت حرارتی واقعی (Rth JS real) معادل 130 کلوین بر وات و یک مقاومت حرارتی الکتریکی (Rth JS el) معادل 100 کلوین بر وات. این پارامتر نشان می‌دهد که حرارت چقدر مؤثر از اتصال نیمه‌هادی دور می‌شود. طرح‌بندی مناسب PCB با تخلیه حرارتی کافی برای حفظ دمای پد لحیم در محدوده ایمن، همانطور که در منحنی کاهش رتبه نشان داده شده است، ضروری است.

3. تحلیل منحنی‌های عملکرد_{3.1 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ (منحنی I-V)}نمودار ارائه شده رابطه بین جریان مستقیم و ولتاژ مستقیم در دمای 25 درجه سانتی‌گراد را نشان می‌دهد. منحنی غیرخطی است که برای یک دیود معمول است. در جریان نامی 20 میلی‌آمپر، ولتاژ حول 3.1 ولت متمرکز است. طراحان باید از این منحنی استفاده کنند تا اطمینان حاصل کنند که مدار درایور جریان ثابت، نه ولتاژ ثابت، را برای دستیابی به خروجی نوری یکنواخت تأمین می‌کند._{3.2 خروجی نوری در مقابل جریان و دما}شدت نور نسبی با افزایش جریان مستقیم افزایش می‌یابد اما رابطه زیرخطی نشان می‌دهد که بر نیاز به کنترل جریان تأکید دارد. مهم‌تر از آن، نمودار نشان‌دهنده شدت نور نسبی در مقابل دمای اتصال، ضریب دمایی منفی را نشان می‌دهد. با افزایش دمای اتصال، خروجی نور کاهش می‌یابد. در حداکثر دمای اتصال 125 درجه سانتی‌گراد، خروجی ممکن است تنها حدود 40-50٪ از مقدار آن در 25 درجه سانتی‌گراد باشد. این اثر خاموش‌کنندگی حرارتی باید در طراحی حرارتی در نظر گرفته شود.

3.3 پایداری رنگ‌سنجی

نمودارها تغییر در مختصات CIE x و y را با هر دو جریان مستقیم و دمای اتصال به تصویر می‌کشند. در حالی که تغییرات وجود دارد، نسبتاً کوچک هستند (حدود ±0.01 برای دما، کمتر برای جریان)، که نشان‌دهنده پایداری رنگ خوب تحت شرایط عملیاتی مختلف است. این برای کاربردهایی که ثبات رنگ مهم است حیاتی می‌باشد.

3.4 توزیع طیفی و الگوی تابش

منحنی توزیع طیفی نسبی یک قله در ناحیه طول موج آبی نشان می‌دهد که مشخصه LED سفید تبدیل‌شده با فسفر است، با یک قله ثانویه گسترده در ناحیه زرد/سبز ناشی از فسفر. نمودار الگوی تابش، پروفایل انتشار شبه لامبرتین را تأیید می‌کند که منجر به زاویه دید گسترده 120 درجه می‌شود.

4. توضیح سیستم باینینگ

این محصول در گروه‌های عملکردی دسته‌بندی‌شده یا "باین" موجود است تا یکنواختی درون یک دسته تولیدی تضمین شود.

4.1 باینینگ شدت نور

یک ساختار باینینگ جامع تعریف شده است که از باین‌های با خروجی کم (مثلاً L1: 11.2-14 mcd) تا باین‌های با خروجی بسیار بالا (مثلاً GA: 18000-22400 mcd) متغیر است. برای این شماره قطعه خاص (67-11-C70200H-AM)، باین خروجی استاندارد برجسته شده "AB" است که مربوط به محدوده شدت نور 1400 تا 1800 mcd می‌باشد. این به طراحان اجازه می‌دهد تا درجه روشنایی مناسب را برای کاربرد خود انتخاب کنند.

4.2 باینینگ رنگ

دیتاشیت به نمودار "ساختار باین رنگ سفید استاندارد" اشاره می‌کند (که در متن ارائه شده به طور کامل جزئیات آن نیامده است). به طور معمول، چنین نمودارهایی مختصات CIE x و y را درون یک چهارضلعی یا ناحیه تعریف‌شده روی نمودار رنگ‌سنجی ترسیم می‌کنند. LEDها بر اساس محل قرارگیری مختصات رنگشان درون این ناحیه، در باین‌ها دسته‌بندی می‌شوند که تحمل رنگ فشرده‌ای را تضمین می‌کند، معمولاً در محدوده ±0.005 همانطور که در بخش ویژگی‌ها ذکر شده است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد فیزیکی

این قطعه از بسته‌بندی سطحی استاندارد PLCC-2 استفاده می‌کند. نقشه مکانیکی (که در فهرست مطالب به آن ارجاع داده شده) طول، عرض، ارتفاع، فاصله پایه‌ها و تلرانس‌های دقیق را مشخص می‌کند. این اطلاعات برای طراحی ردپای PCB و اطمینان از تناسب مناسب درون مجموعه حیاتی است.

5.2 طرح پیشنهادی پد لحیم‌کاری

یک بخش اختصاصی، الگوی لند پیشنهادی (هندسه پد لحیم) برای PCB را ارائه می‌دهد. پیروی از این دستورالعمل برای دستیابی به اتصالات لحیم قابل اطمینان، تراز خودکار مناسب در حین رفلو و انتقال حرارت مؤثر از قطعه به PCB ضروری است.

5.3 شناسایی قطبیت

بسته‌بندی‌های PLCC-2 معمولاً یک گوشه علامت‌دار یا یک پخ دارند تا پایه کاتد (منفی) را نشان دهند. جهت‌دهی صحیح قطبیت در حین نصب اجباری است تا عملکرد قطعه تضمین شود.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری رفلو

دیتاشیت حداکثر دمای لحیم‌کاری 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 30 ثانیه را مشخص می‌کند. این به حداکثر دمای اندازه‌گیری شده در اتصالات لحیم در طی فرآیند رفلو استاندارد اشاره دارد. باید از یک پروفیل رفلو معمول با مراحل پیش‌گرم، خیساندن، رفلو و خنک‌سازی پیروی کرد و اطمینان حاصل کرد که دما در پایه‌های قطعه از این حد تجاوز نکند تا از آسیب به بسته پلاستیکی یا اتصال داخلی تراشه جلوگیری شود.

6.2 احتیاط‌های کاربردی

احتیاط‌های کلی دستکاری شامل استفاده از روش‌های ایمن در برابر ESD در حین مونتاژ، جلوگیری از تنش مکانیکی روی لنز و جلوگیری از آلودگی سطح نوری است. این قطعه برای کارکرد با ولتاژ معکوس طراحی نشده است.

6.3 شرایط نگهداری

محدوده دمای نگهداری 40- درجه سانتی‌گراد تا 110+ درجه سانتی‌گراد است. علاوه بر این، سطح حساسیت به رطوبت (MSL) در سطح 2 درجه‌بندی شده است. این بدان معنی است که قطعه می‌تواند در یک محیط خشک (معمولاً با رطوبت نسبی ≤60٪) تا یک سال نگهداری شود. اگر کیسه مانع رطوبت باز شود یا مدت زمان آن سپری شود، قطعات باید قبل از لحیم‌کاری رفلو پخته شوند تا از "ترکیدن" (ترک خوردن بسته به دلیل فشار بخار) جلوگیری شود.

7. توصیه‌های کاربردی

7.1 مدارهای کاربردی معمول

متداول‌ترین روش درایو، یک منبع جریان ثابت یا یک مقاومت سری ساده از ریل ولتاژ است. مقدار مقاومت به صورت R = (Vمنبع - Vf) / If محاسبه می‌شود. با استفاده از Vf معمولی 3.1 ولت و هدف 20 میلی‌آمپر و منبع تغذیه 5 ولت، مقاومت (5V - 3.1V) / 0.02A = 95 اهم خواهد بود. باید مقاومتی با توان حداقل (5V-3.1V)*0.02A = 0.038 وات انتخاب شود و برای حاشیه ایمنی از توان بالاتر (مثلاً 1/8W یا 1/4W) استفاده کرد.

7.2 ملاحظات طراحی

مدیریت حرارتی:<از منحنی کاهش رتبه جریان مستقیم استفاده کنید. برای کارکرد پیوسته در دمای محیطی بالا، جریان باید کاهش یابد تا دمای نقطه لحیم زیر 110 درجه سانتی‌گراد حفظ شود (جایی که حداکثر جریان 30 میلی‌آمپر است). مساحت مسی کافی در زیر و اطراف پدهای لحیم برای دفع حرارت ضروری است.

کنترل جریان:

همیشه LEDها را با جریان کنترل‌شده، نه ولتاژ ثابت، راه‌اندازی کنید تا خروجی نور پایدار تضمین شود و از فرار حرارتی جلوگیری شود.

طراحی نوری:_{پرتو گسترده 120 درجه برای نورپردازی منتشر مناسب است. برای نور متمرکز، اپتیک ثانویه (لنزها) مورد نیاز خواهد بود.}حفاظت ESD:_Fدر حالی که قطعه دارای حفاظت 8 کیلوولت HBM است، گنجاندن سرکوب ولتاژ گذرای اضافی روی خطوط حساس در محیط‌های خودرویی یک عمل خوب است._F8. مقایسه و تمایز فنی_Fدر مقایسه با LEDهای عمومی PLCC-2، تمایزهای کلیدی این قطعه، تأییدیه AEC-Q102 و محدوده دمای عملیاتی گسترده (40- درجه سانتی‌گراد تا 110+ درجه سانتی‌گراد) آن است. این موارد برای LEDهای درجه تجاری معمول نیستند و برای صدور گواهینامه خودرویی ضروری هستند. درجه‌بندی ESD مشخص شده (8 کیلوولت) نیز بالاتر از بسیاری از قطعات استاندارد است. ساختار باینینگ دقیق، عملکرد قابل پیش‌بینی را برای تولیدکنندگان فراهم می‌کند که برای تولید انبوه که یکنواختی در آن از اهمیت بالایی برخوردار است، حیاتی می‌باشد.

9. پرسش‌های متداول (FAQs)

• س: تفاوت بین مقادیر "معمولی" و "حداکثر" چیست؟پ: "معمولی" مقدار متوسط مورد انتظار تحت شرایط استاندارد است. "حداکثر" (یا "حداقل") محدودیت‌های تضمین‌شده هستند؛ تمام قطعات مطابق با مشخصات دیتاشیت درون این حدود عمل خواهند کرد.
• س: آیا می‌توانم این LED را به طور پیوسته با 30 میلی‌آمپر راه‌اندازی کنم؟پ: تنها در صورتی که دمای پد لحیم (Tsp) بتواند مطابق منحنی کاهش رتبه در 110 درجه سانتی‌گراد یا پایین‌تر حفظ شود. در دماهای بالاتر، جریان باید کاهش یابد. برای کارکرد قابل اطمینان بلندمدت، راه‌اندازی در جریان معمولی 20 میلی‌آمپر یا کمتر توصیه می‌شود.
• س: مختصات رنگ (0.3, 0.3) است. آیا این یک سفید خالص است؟پ: در نمودار رنگ‌سنجی CIE 1931، نقطه (0.33, 0.33) اغلب به عنوان نقطه سفید "انرژی برابر" در نظر گرفته می‌شود. مختصات (0.3, 0.3) نشان‌دهنده یک سفید سرد با جابجایی جزئی به سمت آبی/سبز است که یک تن رایج و مطلوب برای نور پس‌زمینه نمایشگرها می‌باشد.
• س: MSL 2 برای فرآیند تولید من چه معنایی دارد؟پ: قطعات MSL 2 زمانی که در دمای ≤30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤60٪ نگهداری شوند، عمر مفید کف 1 سال دارند. پس از باز شدن کیسه، باید در مدت زمان مشخصی (مثلاً 168 ساعت) استفاده شوند یا قبل از رفلو پخته شوند تا رطوبت جذب شده حذف شود.

10. اصل عملکرد

این یک LED سفید تبدیل‌شده با فسفر است. تراشه نیمه‌هادی هسته هنگامی که جریان از پیوند p-n آن عبور می‌کند (الکترولومینانس)، نور آبی ساطع می‌کند. این نور آبی به لایه‌ای از ماده فسفر زرد (یا زرد و قرمز) که روی یا نزدیک تراشه رسوب داده شده است، برخورد می‌کند. فسفر بخشی از فوتون‌های آبی را جذب کرده و نور را در طول‌موج‌های بلندتر زرد/قرمز بازمی‌تاباند. ترکیب نور آبی باقی‌مانده و نور تبدیل‌شده زرد/قرمز توسط چشم انسان به عنوان نور سفید درک می‌شود. سایه دقیق (سفید سرد، سفید خنثی، سفید گرم) توسط ترکیب و ساختار فسفرها تعیین می‌شود.11. روندهای صنعتبازار روشنایی خودرو همچنان به دنبال بازدهی بالاتر (لومن بیشتر بر وات)، شاخص بازده رنگ (CRI) بهبودیافته برای وضوح بصری بهتر و قابلیت اطمینان بیشتر است. ادغام LEDها با آی‌سی‌های درایور و حسگرها در ماژول‌های روشنایی هوشمند یک روند رو به رشد است. علاوه بر این، فشار به سمت ردپای بسته‌بندی استانداردشده و کوچک‌تر با چگالی توان بالاتر وجود دارد، اگرچه بسته‌بندی‌های PLCC به دلیل مقرون‌به‌صرفه بودن و قابلیت اطمینان اثبات‌شده خود در کاربردهای با توان متوسط مانند روشنایی داخلی محبوب باقی مانده‌اند.operating temperature range (-40\u00b0C to +110\u00b0C). These are not typical for commercial-grade LEDs and are essential for automotive certification. The specified ESD rating (8kV) is also higher than many standard parts. The detailed binning structure provides manufacturers with predictable performance, which is critical for mass production where consistency is paramount.

. Frequently Asked Questions (FAQs)

Q: What is the difference between "Typical" and "Maximum" ratings?

A: "Typical" is the expected average value under standard conditions. "Maximum" (or "Min") are the guaranteed limits; all devices will perform within these bounds as per the datasheet specification.

Q: Can I drive this LED at 30mA continuously?

A: Only if the solder pad temperature (T_S) can be maintained at or below 110\u00b0C, as per the derating curve. At higher temperatures, the current must be reduced. For reliable long-term operation, driving at or below the typical 20mA is recommended.

Q: The color coordinates are (0.3, 0.3). Is this a pure white?

A: On the CIE 1931 chromaticity diagram, the point (0.33, 0.33) is often considered the "equal energy" white point. Coordinates of (0.3, 0.3) indicate a cool white with a slight shift towards blue/green, which is a common and desirable tone for display backlighting.

Q: What does MSL 2 mean for my production process?

A: MSL 2 components have a floor life of 1 year when stored at \u2264 30\u00b0C/60% RH. After the bag is opened, they should be used within a specified time (e.g., 168 hours) or baked before reflow to remove absorbed moisture.

. Operating Principle

This is a phosphor-converted white LED. The core semiconductor chip emits blue light when current flows across its p-n junction (electroluminescence). This blue light strikes a layer of yellow (or yellow and red) phosphor material deposited on or near the chip. The phosphor absorbs a portion of the blue photons and re-emits light at longer, yellow/red wavelengths. The combination of the remaining blue light and the converted yellow/red light is perceived by the human eye as white light. The exact shade (cool white, neutral white, warm white) is determined by the blend and composition of the phosphors.

. Industry Trends

The automotive lighting market continues to demand higher efficiency (more lumens per watt), improved color rendering index (CRI) for better visual clarity, and greater reliability. Integration of LEDs with driver ICs and sensors into smart lighting modules is a growing trend. Furthermore, there is a push towards standardized, smaller package footprints with higher power density, although PLCC packages remain popular for their cost-effectiveness and proven reliability in mid-power applications like interior lighting.