دیتاشیت LED زرد PLCC-2 مدل 1608-UY0100M-AM - ابعاد 1.6x0.8mm - ولتاژ معمولی 2.1V - جریان 10mA - برای روشنایی داخلی خودرو

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک LED نصب سطحی با پکیج PLCC-2 و شماره قطعه 1608-UY0100M-AM را به تفصیل شرح می‌دهد. تمرکز اصلی کاربرد آن بر روی روشنایی داخلی خودرو است، جایی که قابلیت اطمینان و عملکرد تحت شرایط محیطی متغیر از اهمیت بالایی برخوردار است. این قطعه نور زرد ساطع می‌کند و با ابعاد فشرده 1608 (1.6 میلی‌متر در 0.8 میلی‌متر) مشخص می‌شود. مزایای اصلی آن شامل زاویه دید گسترده 120 درجه برای روشنایی یکنواخت، مطابقت با استانداردهای سختگیرانه تایید خودرو مانند AEC-Q102 و رعایت مقررات زیست‌محیطی مانند RoHS، REACH و الزامات بدون هالوژن است.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 ویژگی‌های نورسنجی و الکتریکی

پارامترهای کلیدی عملکرد در جریان مستقیم (I_F) 10 میلی‌آمپر تعریف شده‌اند. شدت نور معمولی 330 میلی‌کاندلا است، با حداقل 280 و حداکثر 520 میلی‌کاندلا که نشان‌دهنده تغییرات احتمالی در دسته‌بندی (بینینگ) است. ولتاژ مستقیم (V_F) به طور معمول 2.1 ولت اندازه‌گیری می‌شود، که در محدوده 1.5 تا 2.75 ولت قرار دارد. طول موج غالب (λ_d) بر روی 591 نانومتر (طیف زرد) متمرکز است، با تلرانس ±1 نانومتر. زاویه دید 120 درجه مشخص شده است.

2.2 حداکثر مقادیر مطلق مجاز

این مقادیر محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی رخ دهد. حداکثر جریان مستقیم مطلق 20 میلی‌آمپر است، با قابلیت جریان لحظه‌ای 50 میلی‌آمپر برای پالس‌های ≤10 میکروثانیه. حداکثر اتلاف توان 50 میلی‌وات است. دستگاه می‌تواند در محدوده دمایی 40- درجه سانتی‌گراد تا 110+ درجه سانتی‌گراد کار کرده و ذخیره شود، با حداکثر دمای اتصال 125 درجه سانتی‌گراد. برای کار با ولتاژ معکوس طراحی نشده است. حساسیت ESD در سطح 2 کیلوولت (مدل بدن انسان) درجه‌بندی شده است. حداکثر دمای لحیم‌کاری در طی فرآیند ریفلو 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 30 ثانیه است.

2.3 ویژگی‌های حرارتی

مدیریت حرارتی برای طول عمر LED و پایداری عملکرد حیاتی است. دیتاشیت دو مقدار مقاومت حرارتی ارائه می‌دهد: مقاومت حرارتی واقعی (R_{th JS real}) از اتصال تا نقطه لحیم 150 کلوین بر وات است، در حالی که مقدار مشتق شده از روش الکتریکی (R_{th JS el}) 120 کلوین بر وات است. این پارامتر برای محاسبه افزایش دمای اتصال تحت شرایط عملیاتی داده شده و برای طراحی مناسب هیت‌سینک در کاربرد ضروری است.

3. تحلیل منحنی‌های عملکرد

3.1 منحنی جریان-ولتاژ و بازده نوری

نمودار جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم یک رابطه نمایی مشخصه را نشان می‌دهد. در نقطه کار معمولی 10 میلی‌آمپر، V_Fتقریباً 2.1 ولت است. منحنی شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم نشان می‌دهد که خروجی نور با افزایش جریان افزایش می‌یابد اما ممکن است در جریان‌های بالاتر رفتار غیرخطی و کاهش بازده از خود نشان دهد که بر اهمیت کار در محدوده‌های توصیه شده تأکید دارد.

3.2 وابستگی به دما

چندین نمودار تغییرات عملکرد دستگاه را با دمای اتصال (T_j) نشان می‌دهند. شدت نور نسبی با افزایش دما کاهش می‌یابد، که یک ویژگی رایج در LEDها است. ولتاژ مستقیم دارای ضریب دمایی منفی است و به طور خطی با افزایش دما کاهش می‌یابد. طول موج غالب نیز با دما تغییر می‌کند، که برای کاربردهای حساس به رنگ باید در نظر گرفته شود. منحنی کاهش جریان مستقیم، کاهش جریان مجاز حداکثر را با افزایش دمای پد لحیم کاری بالاتر از 25 درجه سانتی‌گراد الزامی می‌کند تا از تجاوز از حداکثر دمای اتصال جلوگیری شود.

3.3 توزیع طیفی و الگوی تابش

نمودار توزیع طیفی نسبی، تابش در ناحیه طول موج زرد را تأیید می‌کند که حول 591 نانومتر متمرکز است. نمودار الگوی تابش، زاویه دید 120 درجه را به صورت بصری نشان می‌دهد و توزیع زاویه‌ای شدت نور را نمایش می‌دهد.

4. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

پارامترهای LED برای اطمینان از یکنواختی درون یک دسته تولید، گروه‌بندی می‌شوند. سه پارامتر کلیدی دسته‌بندی شده‌اند.

4.1 دسته‌بندی شدت نور

شدت نور از 'Q' (71-82 میلی‌کاندلا) تا 'B' (1800-2800 میلی‌کاندلا) گروه‌بندی شده است. برای این شماره قطعه خاص (1608-UY0100M-AM)، دسته‌های خروجی ممکن برجسته شده درون گروه 'T' قرار دارند، به طور خاص T-X (280-330 میلی‌کاندلا)، T-Y (330-390 میلی‌کاندلا) و T-Z (390-450 میلی‌کاندلا)، که با مقدار معمولی 330 میلی‌کاندلا ذکر شده در جدول ویژگی‌ها همخوانی دارد.

4.2 دسته‌بندی طول موج غالب

طول موج در گام‌های 3 نانومتری دسته‌بندی شده و با اعداد چهار رقمی کدگذاری شده است (مثلاً 9194 برای 591-594 نانومتر). دسته‌های ممکن برای این LED زرد در محدوده از 8891 (588-591 نانومتر) تا 9700 (597-600 نانومتر) برجسته شده‌اند، که با مقدار معمولی 591 نانومتر و محدوده 585-594 نانومتر مشخص شده قبلی سازگار است.

4.3 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

ولتاژ مستقیم در گام‌های تقریباً 0.25 ولتی دسته‌بندی شده و با چهار رقم کدگذاری شده است (مثلاً 1720 برای 1.75-2.00 ولت). V_Fمعمولی 2.1 ولت درون دسته 2022 (2.00-2.25 ولت) قرار می‌گیرد.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد مکانیکی

LED از یک پکیج نصب سطحی استاندارد PLCC-2 با ابعاد متریک 1608 (طول 1.6 میلی‌متر در عرض 0.8 میلی‌متر) استفاده می‌کند. نقشه دقیق ابعادی شامل ارتفاع بدنه، ابعاد پایه‌ها و تلرانس‌ها است که برای طراحی جای پای PCB و فاصله مونتاژ حیاتی هستند.

5.2 طرح پد لحیم‌کاری توصیه شده

یک طرح لند پترن (جای پای) توصیه شده برای PCB ارائه شده است. این شامل ابعاد پد، فاصله و شکل بهینه‌سازی شده برای تشکیل اتصال لحیم قابل اطمینان در طی فرآیند لحیم‌کاری ریفلو است که اتصال مکانیکی و حرارتی/الکتریکی مناسب را تضمین می‌کند.

5.3 شناسایی قطبیت

پکیج PLCC-2 دارای یک علامت یا ویژگی فیزیکی خاص (مانند یک شکاف یا گوشه بریده) برای نشان دادن کاتد است. جهت‌دهی صحیح قطبیت در هنگام قرارگیری روی PCB برای عملکرد دستگاه ضروری است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری ریفلو

یک پروفیل ریفلو دقیق مشخص شده است، با حداکثر دمای پیک که از 260 درجه سانتی‌گراد به مدت حداکثر 30 ثانیه تجاوز نمی‌کند. پروفیل شامل مراحل پیش‌گرم، خیساندن، ریفلو و خنک‌سازی با نرخ افزایش و زمان مشخص شده بالاتر از نقطه مایع است. رعایت این پروفیل برای جلوگیری از آسیب حرارتی به پکیج LED یا تراشه حیاتی است.

6.2 احتیاط‌های استفاده

یادداشت‌های کلی برای جابجایی و کاربرد ارائه شده است. این موارد شامل هشدارهایی در مورد اعمال ولتاژ معکوس، اطمینان از کار در محدوده حداکثر مقادیر مطلق مجاز، پیاده‌سازی محافظت مناسب ESD در حین جابجایی و پیروی از دستورالعمل‌های کاهش جریان بر اساس دمای محیط است.

6.3 شرایط نگهداری

دستگاه باید در محیطی در محدوده دمای نگهداری 40- درجه سانتی‌گراد تا 110+ درجه سانتی‌گراد و با رطوبت کنترل شده (همانطور که توسط درجه MSL-3 نشان داده شده است) نگهداری شود تا از جذب رطوبتی که می‌تواند باعث پاپ کورنینگ در حین ریفلو شود جلوگیری کند.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها بر روی نوار و قرقره عرضه می‌شوند، که یک فرمت استاندارد برای ماشین‌های مونتاژ اتوماتیک پیک و پلیس است. اطلاعات بسته‌بندی ابعاد قرقره، عرض نوار، فاصله جیب‌ها و جهت قطعات روی نوار را به تفصیل شرح می‌دهد.

7.2 ساختار شماره قطعه

شماره قطعه 1608-UY0100M-AM قابل رمزگشایی است: "1608" نشان‌دهنده سایز پکیج است، "UY" احتمالاً نشان‌دهنده رنگ (زرد) است، "0100" ممکن است مربوط به کد عملکرد باشد و "M-AM" می‌تواند دسته‌بندی، بسته‌بندی یا سایر واریانت‌ها را مشخص کند. منطق دقیق رمزگشایی خاص مدل است.

8. توصیه‌های کاربرد

8.1 سناریوهای کاربرد معمول

کاربرد اصلی و اعلام شده، روشنایی داخلی خودرو است. این شامل نور پس‌زمینه داشبورد، روشنایی کلیدها، نورپردازی محیطی و چراغ‌های نشانگر می‌شود. تاییدیه AEC-Q102 و محدوده دمای کاری گسترده، آن را برای محیط خشن داخل خودرو مناسب می‌سازد.

8.2 ملاحظات طراحی

هنگام طراحی با این LED، مهندسان باید چندین عامل را در نظر بگیرند: محدود کردن جریان اجباری است؛ باید از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت برای تنظیم I_Fبه سطح مورد نظر استفاده کرد (مثلاً 10 میلی‌آمپر برای روشنایی معمولی). اگر در دمای محیطی بالا یا جریان‌های بالا کار می‌کند، طراحی حرارتی با استفاده از مقاومت حرارتی و منحنی کاهش جریان مورد نیاز است. برای آرایه‌های روشنایی یکنواخت، ممکن است لازم باشد کدهای دسته‌بندی دقیقی برای شدت نور و طول موج مشخص شود. زاویه دید گسترده برای روشنایی ناحیه مفید است اما ممکن است برای الگوهای پرتو خاص نیاز به دیفیوزر یا راهنماهای نور داشته باشد.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای غیرخودرویی عمومی، تمایزدهنده‌های کلیدی این دستگاه، تاییدیه رسمی AEC-Q102 آن است که شامل آزمایش‌های سختگیرانه برای قابلیت اطمینان بلندمدت تحت شوک حرارتی، رطوبت و سایر تنش‌ها می‌شود. درجه مقاومت در برابر خوردگی کلاس B1 نشان‌دهنده مقاومت بهبودیافته در برابر جوهای حاوی گوگرد است که در محیط‌های خودرویی ارزشمند است. مطابقت آن با آخرین مقررات زیست‌محیطی (RoHS، REACH، بدون هالوژن) نیز یک مزیت قابل توجه برای پذیرش در بازار جهانی است.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: جریان کاری توصیه شده چیست؟

ج: دیتاشیت ویژگی‌ها را در 10 میلی‌آمپر تعریف می‌کند، که نقطه کار معمولی است. حداکثر مطلق 20 میلی‌آمپر است، اما کار در 10 میلی‌آمپر یا کمتر برای طول عمر و بازده استاندارد است.

س: چگونه روشنایی را کنترل کنم؟

ج: روشنایی (شدت نور) عمدتاً توسط جریان مستقیم (I_F) کنترل می‌شود. مدولاسیون عرض پالس (PWM) نیز می‌تواند برای تنظیم نور بدون تغییر قابل توجه نقطه رنگ استفاده شود.

س: چرا دسته‌بندی ولتاژ مستقیم مهم است؟

ج: در کاربردهایی که چندین LED به صورت سری متصل شده و توسط یک منبع ولتاژ ثابت راه‌اندازی می‌شوند، تغییرات در V_Fمی‌تواند منجر به توزیع ناهموار جریان و روشنایی شود. استفاده از LEDها از یک دسته V_Fیکنواختی را تضمین می‌کند.

س: آیا می‌توان از این LED در فضای باز استفاده کرد؟

ج: در حالی که محدوده دمایی گسترده‌ای دارد، دیتاشیت "روشنایی داخلی خودرو" را مشخص می‌کند. برای استفاده خارجی، محافظت اضافی در برابر تابش UV، نفوذ رطوبت و دماهای شدیدتر باید ارزیابی شود و ممکن است یک محصول درجه خارجی مناسب‌تر باشد.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

مورد: نور پس‌زمینه دکمه‌های داشبورد

در یک داشبورد خودرو، چندین دکمه نیاز به نور پس‌زمینه زرد نرم و یکنواخت دارند. یک طراح از چندین LED مدل 1608-UY0100M-AM استفاده می‌کند. آن‌ها را به صورت سری (اگر ولتاژ درایور اجازه دهد) یا موازی با مقاومت‌های جداگانه برای اطمینان از جریان ثابت متصل می‌کند. زاویه دید 120 درجه به روشنایی یکنواخت دکمه از یک LED منفرد که در زیر قرار گرفته کمک می‌کند. طراح باید جریان مورد نیاز (احتمالاً 5-10 میلی‌آمپر برای هر LED) را برای دستیابی به روشنایی مطلوب محاسبه کند بدون اینکه باعث اتلاف توان بیش از حد یا گرمای زیاد روی PCB انعطاف‌پذیر شود. تاییدیه AEC-Q102 اطمینان می‌دهد که قطعه توانایی تحمل چرخه‌های دمایی و ارتعاشات در طول عمر خودرو را دارد.

12. معرفی اصل عملکرد

این یک دیود نورافشان نیمه‌هادی (LED) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیش از انرژی گپ نواری آن اعمال شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال تراشه نیمه‌هادی (احتمالاً بر پایه AlInGaP یا ماده مشابه برای نور زرد) بازترکیب می‌شوند. این بازترکیب انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کند. ترکیب مواد خاص و دوپینگ، طول موج غالب نور ساطع شده را تعیین می‌کند که در این مورد در طیف زرد (~591 نانومتر) است. پکیج PLCC-2 تراشه نیمه‌هادی را در خود جای داده، اتصالات الکتریکی را از طریق دو پایه فراهم می‌کند و یک لنز پلاستیکی قالب‌گیری شده را دربرمی‌گیرد که پرتو خروجی را شکل می‌دهد تا زاویه دید 120 درجه را محقق کند.

13. روندهای فناوری

روند در LEDهای روشنایی داخلی خودرو به سمت بازدهی بالاتر (لومن بیشتر بر وات) است که امکان نمایش‌های روشن‌تر با مصرف توان کمتر و تولید گرمای کمتر را فراهم می‌کند. همچنین حرکت به سمت سایزهای پکیج کوچک‌تر (مانند 1008 یا 0806) برای امکان طراحی‌های فشرده‌تر و زیباتر وجود دارد. علاوه بر این، ادغام چندین LED رنگی (RGB) در یک پکیج واحد برای نورپردازی محیطی پویا و قابل تنظیم، روز به روز محبوب‌تر می‌شود. استانداردهای قابلیت اطمینان بهبودیافته و مطابقت زیست‌محیطی گسترده‌تر همچنان محرک‌های ثابتی در بخش خودرو هستند.