دیتاشیت LED زرد PLCC-4 - بسته‌بندی 3.5x2.8x1.9mm - ولتاژ مستقیم 2.2V - شدت نور 2300mcd - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک LED زرد با عملکرد بالا و نصب سطحی در بسته‌بندی PLCC-4 (حامل تراشه با پایه پلاستیکی) را به تفصیل شرح می‌دهد. این قطعه عمدتاً برای کاربردهای چالش‌برانگیز روشنایی خودرو، اعم از داخلی و خارجی، طراحی شده است. مزایای اصلی آن شامل شدت نور معمولی بالا معادل 2300 میلی‌کاندلا (mcd) در جریان راه‌اندازی استاندارد 50mA، زاویه دید گسترده 120 درجه برای پراکندگی نور عالی و ساختار مستحکم منطبق بر استانداردهای قابلیت اطمینان درجه خودرو می‌باشد.

این LED مطابق با استاندارد AEC-Q102 تأیید شده است که مناسب بودن آن را برای شرایط محیطی سخت معمول در الکترونیک خودرو تضمین می‌کند. همچنین مقاومت در برابر گوگرد (کلاس A1) را نشان می‌دهد که آن را در برابر خوردگی در جوهای حاوی ترکیبات گوگردی مقاوم می‌سازد. این محصول با مقررات کلیدی زیست‌محیطی از جمله RoHS، EU REACH مطابقت دارد و به صورت عاری از هالوژن تولید می‌شود.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 مشخصات نوری-الکترونیکی

معیارهای کلیدی عملکرد تحت یک شرایط آزمایش استاندارد جریان مستقیم (I_F) 50mA تعریف شده‌اند. شدت نور معمولی (I_V) 2300 mcd است، با حداقل مشخص‌شده 1800 mcd و حداکثر 4500 mcd. طول موج غالب (λ_d) بر روی 591 نانومتر (زرد) متمرکز است، با محدوده‌ای از 585 نانومتر تا 594 نانومتر که نقطه رنگ دقیق آن را تعریف می‌کند. ولتاژ مستقیم (V_F) معمولاً در 50mA برابر 2.20V در دو سر قطعه است، با محدوده‌ای بین 2.00V و 2.75V. زاویه دید گسترده (φ) معادل 120 درجه (با تلرانس ±5°) یک پارامتر حیاتی برای کاربردهایی است که نیاز به روشنایی گسترده دارند، نه یک پرتو متمرکز.

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 پیوسته مطلق 70 میلی‌آمپر است. این قطعه می‌تواند یک جریان ضربه‌ای (I_FM) 100 میلی‌آمپر را برای پالس‌هایی با عرض ≤10 میکروثانیه در چرخه کاری بسیار پایین (D=0.005) تحمل کند. حداکثر اتلاف توان (P_d) 192.5 میلی‌وات است. دمای اتصال (T_J) نباید از 125 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند. محدوده دمای کاری (T_opr) از 40- درجه سانتی‌گراد تا 110+ درجه سانتی‌گراد است که مقاومت دمایی درجه خودرویی آن را تأیید می‌کند. این قطعه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است.

2.3 مشخصات حرارتی

مدیریت حرارتی برای عملکرد و طول عمر LED حیاتی است. دیتاشیت دو مقدار مقاومت حرارتی از اتصال تا نقطه لحیم‌کاری را مشخص می‌کند: یک مقاومت حرارتی واقعی (R_{th JS real}) معادل 70 K/W (معمولی) و یک مقاومت حرارتی الکتریکی (R_{th JS el}) معادل 50 K/W (معمولی). مقدار پایین‌تر الکتریکی از ضریب دمایی ولتاژ مستقیم مشتق شده و برای تخمین دمای اتصال در محل استفاده می‌شود. طراحی حرارتی مناسب PCB برای نگه داشتن دمای اتصال در محدوده ایمن، به ویژه در جریان‌های راه‌اندازی بالاتر یا دمای محیط بالا، ضروری است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از یکنواختی در تولید، LEDها بر اساس عملکرد دسته‌بندی می‌شوند. این امر به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که معیارهای حداقل خاص برای کاربردشان را برآورده می‌کنند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

LEDها بر اساس حداقل شدت نورشان در جریان معمولی دسته‌بندی می‌شوند. به عنوان مثال، دسته 'BA' حداقل شدت 1800 mcd، 'BB' حداقل 2240 mcd و 'CA' حداقل 2800 mcd را تضمین می‌کند. مقادیر متناظر شار نوری (بر حسب لومن) برای مرجع ارائه شده‌است.

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب

یکنواختی رنگ از طریق دسته‌های طول موج کنترل می‌شود. دسته '8588' LEDهایی با طول موج غالب بین 585 نانومتر و 588 نانومتر، '8891' محدوده 588-591 نانومتر و '9194' محدوده 591-594 نانومتر را پوشش می‌دهد. این امر خروجی رنگ زرد به دقت کنترل‌شده را در طول دسته‌های تولید تضمین می‌کند.

3.3 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

ولتاژ مستقیم برای کمک به طراحی مدار، به ویژه برای محاسبه مقاومت محدودکننده جریان و طراحی منبع تغذیه، دسته‌بندی می‌شود. دسته‌ها شامل '1720' (1.75-2.00V)، '2022' (2.00-2.25V)، '2225' (2.25-2.50V) و '2527' (2.50-2.75V) هستند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

نمودارهای ارائه‌شده بینش عمیقی در مورد رفتار LED تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهند.

4.1 منحنی IV و شدت نسبی

نمودار جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم رابطه نمایی معمول یک دیود را نشان می‌دهد. نمودار شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم نشان می‌دهد که خروجی نور به صورت زیرخطی با جریان افزایش می‌یابد که بر اهمیت راه‌اندازی با جریان پایدار برای روشنایی یکنواخت تأکید دارد.

4.2 وابستگی دمایی

نمودار شدت نور نسبی در مقابل دمای اتصال یک ضریب دمایی منفی را نشان می‌دهد؛ خروجی نور با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد. نمودار طول موج غالب در مقابل دمای اتصال نشان‌دهنده تغییر رنگ (معمولاً به سمت طول موج‌های بلندتر) با افزایش دما است. نمودار ولتاژ مستقیم نسبی در مقابل دمای اتصال یک ضریب منفی را نشان می‌دهد که اصل مورد استفاده در روش الکتریکی اندازه‌گیری دمای اتصال است.

4.3 توزیع طیفی و کاهش ظرفیت (دریتینگ)

نمودار توزیع طیفی نسبی خروجی تک‌رنگ زرد را تأیید می‌کند که در حدود 591 نانومتر به اوج می‌رسد و انتشار ناچیزی در باندهای دیگر دارد. منحنی کاهش ظرفیت جریان مستقیم برای طراحی حیاتی است: حداکثر جریان پیوسته مجاز را بر اساس دمای پد لحیم‌کاری (T_S) تعیین می‌کند. به عنوان مثال، در دمای T_S برابر 110 درجه سانتی‌گراد، حداکثر I_F پیوسته 57 میلی‌آمپر است. نمودار قابلیت تحمل پالس مجاز رابطه بین عرض پالس، چرخه کاری و جریان پیک پالس مجاز را تعریف می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد مکانیکی

این LED در یک بسته‌بندی استاندارد نصب سطحی PLCC-4 قرار دارد. ابعاد معمولی بسته‌بندی تقریباً 3.5 میلی‌متر طول، 2.8 میلی‌متر عرض و 1.9 میلی‌متر ارتفاع (شامل گنبد) است. دیتاشیت شامل یک نقشه ابعادی دقیق است که تمام طول‌ها، عرض‌ها و تلرانس‌های حیاتی برای طراحی جای پای PCB را مشخص می‌کند.

5.2 طرح پد لحیم‌کاری توصیه‌شده

یک طرح الگوی لند برای اطمینان از لحیم‌کاری قابل اطمینان و عملکرد حرارتی بهینه ارائه شده است. این شامل اندازه، شکل و فاصله پدهای مسی روی PCB برای چهار پایه و پد حرارتی مرکزی (در صورت وجود در این نوع بسته‌بندی) می‌شود. پیروی از این توصیه برای پایداری مکانیکی و انتقال حرارت مؤثر از اتصال LED به PCB ضروری است.

5.3 شناسایی قطبیت

بسته‌بندی PLCC-4 جهت‌گیری خاصی دارد. نمودار دیتاشیت پایه‌های کاتد و آند را نشان می‌دهد. معمولاً بسته‌بندی دارای یک گوشه پخ‌خورده یا یک علامت (مانند نقطه) در بالا برای نشان دادن پایه 1 (که اغلب کاتد است) می‌باشد. جهت‌گیری صحیح در طول مونتاژ برای عملکرد دستگاه اجباری است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری رفلو

یک پروفیل دمایی دقیق لحیم‌کاری رفلو برای جلوگیری از آسیب حرارتی مشخص شده است. این پروفیل مراحل پیش‌گرم، خیس‌اندن، رفلو و خنک‌سازی را تعریف می‌کند. یک پارامتر کلیدی دمای پیک است که نباید از 260 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند و زمان بالای 260 درجه سانتی‌گراد باید حداکثر به 30 ثانیه محدود شود. این پروفیل با خمیرهای لحیم بدون سرب استاندارد (SAC) سازگار است.

6.2 احتیاط‌های استفاده

احتیاط‌های کلی دست‌کاری شامل اجتناب از تنش مکانیکی بر روی لنز اپوکسی، محافظت از قطعه در برابر تخلیه الکترواستاتیک (حساسیت ESD معادل 2kV HBM) و اطمینان از اینکه شرایط کاری (جریان، ولتاژ، دما) همیشه در محدوده حداکثر مقادیر مطلق مجاز باقی می‌ماند، می‌شود. این قطعه نباید تحت ولتاژ معکوس قرار گیرد.

6.3 شرایط نگهداری

محدوده دمای نگهداری توصیه‌شده (T_stg) از 40- درجه سانتی‌گراد تا 110+ درجه سانتی‌گراد است. قطعات باید در محیط خشک و ضد استاتیک در بسته‌های اصلی ضد رطوبت خود نگهداری شوند، به ویژه با توجه به اینکه سطح حساسیت به رطوبت (MSL) آنها 2 است. این امر مستلزم آن است که بسته ظرف یک سال از تاریخ مهر و موم باز شده و قطعات استفاده شوند، در غیر این صورت قبل از رفلو باید پخت شوند تا از پدیده "پاپ کورن" در طول لحیم‌کاری جلوگیری شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها بر روی نوار و قرقره برای مونتاژ خودکار Pick-and-Place عرضه می‌شوند. اطلاعات بسته‌بندی ابعاد قرقره، عرض نوار، فاصله جیب‌ها و جهت‌گیری قطعات روی نوار را به تفصیل شرح می‌دهد. این داده برای پیکربندی تجهیزات مونتاژ ضروری است.

7.2 رمزگشایی شماره قطعه

شماره قطعه67-41-UY0501H-AMاز ساختار خاصی پیروی می‌کند:

• 67-41: نام خانواده محصول.
• UY: کد رنگ برای زرد.
• 050: جریان آزمایش معمولی بر حسب میلی‌آمپر (50mA).
• 1: نوع فریم پایه (1=طلا).
• H: سطح روشنایی (H=بالا).
• AM: نشان‌دهنده کاربرد خودرویی.

این قرارداد نام‌گذاری امکان شناسایی دقیق ویژگی‌های کلیدی دستگاه را فراهم می‌سازد.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

کاربردهای اصلی در روشنایی خودرو عبارتند از:

• روشنایی خارجی: چراغ‌های روز (DRL)، چراغ‌های نشانگر جانبی، چراغ ترمز مرکزی بالا (CHMSL) و روشنایی داخلی صندوق عقب/فضای بار.
• روشنایی داخلی: نور پس‌زمینه داشبورد، روشنایی کلیدها، نورپردازی کف پا، چراغ‌های پانل در و چراغ‌های مطالعه.

روشنایی بالا و زاویه دید گسترده آن را برای هر دو کاربرد روشنایی عملکردی و نورپردازی تزئینی مناسب می‌سازد.

8.2 ملاحظات طراحی

هنگام طراحی با این LED:

• راه‌اندازی جریان: همیشه از یک درایور جریان ثابت یا یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با یک منبع ولتاژ استفاده کنید. مستقیماً به یک منبع ولتاژ وصل نکنید.
• مدیریت حرارتی:
PCB را با مساحت مسی کافی (تخلیه حرارتی) که به پد/پایه‌های حرارتی LED متصل است برای دفع گرما طراحی کنید. از منحنی کاهش ظرفیت برای تعیین جریان‌های کاری ایمن در دمای محیط مورد انتظار استفاده کنید.
• اپتیک: زاویه دید 120 درجه ممکن است در صورت نیاز به پرتو متمرکزتر، نیاز به اپتیک ثانویه (لنزها، راهنماهای نور) داشته باشد.
• محافظت ESD: در طول دست‌کاری و مونتاژ، احتیاط‌های استاندارد ESD را اجرا کنید.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای استاندارد تجاری درجه PLCC-4، تمایزدهنده‌های کلیدی این دستگاه، تأییدیه‌های خودرویی آن است. گواهینامه AEC-Q102 شامل آزمایش‌های سخت‌گیرانه برای عمر کاری دمای بالا (HTOL)، چرخه دمایی، مقاومت در برابر رطوبت و سایر عوامل تنش‌زا است که قابلیت اطمینان بلندمدت در محیط‌های خودرو را تضمین می‌کند. مقاومت مشخص‌شده در برابر گوگرد (کلاس A1) مزیت حیاتی دیگری برای استفاده خودرویی است، زیرا قرار گرفتن در معرض گازهای حاوی گوگرد از تایرها، سوخت‌ها یا جوهای صنعتی می‌تواند باعث خوردگی اجزای مبتنی بر نقره در LEDهای استاندارد شود. محدوده دمای کاری گسترده (40- تا 110+ درجه سانتی‌گراد) نیز فراتر از محدوده‌های صنعتی معمول است.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

س: تفاوت بین شدت نور (mcd) و شار نوری (lm) چیست؟

پ: شدت نور، روشنایی یک منبع نور را همان‌گونه که توسط چشم انسان در یک جهت خاص درک می‌شود اندازه‌گیری می‌کند (کاندلا). شار نوری کل مقدار نور مرئی ساطع‌شده از یک منبع در تمام جهات را اندازه‌گیری می‌کند (لومن). دیتاشیت این LED شدت نور (mcd) را به عنوان معیار اصلی ارائه می‌دهد و شار نوری (lm) به عنوان مرجع برای قطعات دسته‌بندی‌شده ارائه شده است، زیرا بسته‌های PLCC اغلب با شدت نور مشخص می‌شوند.

س: چرا یک درایور جریان ثابت به جای یک درایور ولتاژ ثابت توصیه می‌شود؟

پ: ولتاژ مستقیم یک LED دارای تلرانس است و با دما تغییر می‌کند. یک منبع ولتاژ ثابت با فقط یک مقاومت سری می‌تواند منجر به تغییرات زیاد در جریان شود که باعث روشنایی ناهماهنگ و تنش بیش از حد احتمالی می‌گردد. یک منبع جریان ثابت، جریان پایدار را حفظ می‌کند که خروجی نور یکنواخت را تضمین کرده و از LED محافظت می‌کند.

س: چگونه دمای اتصال را در کاربرد خود تخمین بزنم؟

پ: مقاومت حرارتی الکتریکی (R_{th JS el}= 50 K/W) قابل استفاده است. ولتاژ مستقیم را در یک جریان حس‌گر پایین در دمای اتاق (کالیبراسیون) اندازه‌گیری کنید. سپس در حین کار در جریان راه‌اندازی، لحظه‌ای به جریان حس‌گر پایین سوئیچ کرده و مجدداً ولتاژ مستقیم را اندازه‌گیری کنید. تغییر ولتاژ، با استفاده از ضریب نمودار، امکان محاسبه افزایش دمای اتصال را فراهم می‌سازد: ΔT_J= ΔV_F/ k، که در آن k ضریب دمایی V_F.

است.

11. مطالعه موردی طراحی و استفاده

مورد: طراحی چراغ جیب در خودرو

یک طراح به یک نور فشرده و قابل اطمینان برای روشن کردن جیب در خودرو نیاز دارد. نور باید به اندازه کافی روشن باشد تا مفید واقع شود، پرتو گسترده‌ای برای پوشش منطقه جیب داشته باشد و در برابر دمای شدید و لرزش‌های داخل در خودرو مقاومت کند.راه‌حل

: این LED زرد PLCC-4 انتخاب شد. زاویه دید 120 درجه آن پوشش عالی جیب را بدون نیاز به یک پخش‌کننده اضافی فراهم می‌کند. شدت نور معمولی 2300 mcd برای یک نور منطقه‌ای موضعی کافی است. دستگاه با استفاده از یک مدار ساده مقاومت محدودکننده جریان که از سیستم 12 ولت خودرو تغذیه می‌شود، در 30mA (زیر 50mA معمولی) راه‌اندازی می‌شود که طول عمر را تضمین کرده و بار حرارتی را کاهش می‌دهد. تأییدیه AEC-Q102 و مقاومت در برابر گوگرد تضمین می‌کنند که در برابر محیط مقاومت خواهد کرد. بسته‌بندی PLCC-4 مستقیماً بر روی یک PCB انعطاف‌پذیر کوچک که در مجموعه پانل در جای می‌گیرد لحیم می‌شود.

12. اصل عملکرد

این یک دیود نورافشان نیمه‌هادی است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیش از انرژی گاف نواری آن اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال تراشه نیمه‌هادی (معمولاً مبتنی بر موادی مانند AlInGaP برای نور زرد) بازترکیب می‌شوند. این فرآیند بازترکیب انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کند. طول موج خاص نور زرد (حدود 591 نانومتر) توسط انرژی گاف نواری ماده نیمه‌هادی مورد استفاده در ساختار تراشه تعیین می‌شود. لنز اپوکسی اطراف تراشه برای محافظت از آن، شکل‌دهی به پرتو خروجی نور (دستیابی به زاویه 120 درجه) و افزایش بازده استخراج نور عمل می‌کند.

13. روندهای فناوری

• در بخش LED خودرو، روندهای کلیدی شامل موارد زیر است:افزایش بازده
• : توسعه مستمر فناوری تراشه و بسته‌بندی با هدف ارائه کارایی نوری بالاتر (لومن بیشتر در هر وات)، کاهش مصرف برق و بار حرارتی.مینیاتوری‌سازی
• : بسته‌بندی‌ها در حال کوچک‌تر شدن هستند در حالی که خروجی نور حفظ یا افزایش می‌یابد، که امکان طراحی‌های روشنایی فشرده‌تر و شیک‌تر را فراهم می‌سازد.بسته‌بندی پیشرفته
• : استفاده از مواد با رسانایی حرارتی بالاتر و ساختارهای نوری بهبودیافته برای مدیریت مؤثرتر گرما و نور.ادغام هوشمند
• : رشد LEDهای دارای درایورهای مجتمع (LEDهای IC-Driven) یا رابط‌های کنترل ساده برای کاربردهای روشنایی تطبیقی.یکنواختی و پایداری رنگ

: مشخصات دسته‌بندی سخت‌گیرانه‌تر و فناوری فسفر بهبودیافته (برای رنگ‌های سفید و تبدیل‌شده) خروجی رنگ یکنواخت در طول دما و عمر را تضمین می‌کند که برای روشنایی زیبایی‌شناختی و ایمنی خودرو حیاتی است. این دستگاه، با قابلیت اطمینان و عملکرد درجه خودرویی خود، با تقاضای صنعت برای اجزای مستحکم و با کیفیت بالا برای روشنایی داخلی و خارجی خودرو همسو است.