دیتاشیت LED RGB پکیج PLCC-6 - زاویه دید 120 درجه - قرمز 1.95V/900mcd، سبز 2.75V/2200mcd، آبی 3.0V/320mcd @20mA - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

این سند مشخصات فنی یک LED RGB (قرمز، سبز، آبی) با کارایی بالا و نصب سطحی در پکیج PLCC-6 را به تفصیل شرح می‌دهد. این قطعه برای کاربردهای سخت‌افزاری، به ویژه در بخش خودروسازی طراحی شده است که در آن قابلیت اطمینان، عملکرد یکنواخت و استحکام محیطی از اهمیت بالایی برخوردار است. عملکرد اصلی آن تأمین روشنایی پررنگ و چندرنگ برای نورپردازی محیطی داخلی، نور پس زمینه کلیدها و سایر عملکردهای نشانگر است.

مزایای اصلی این قطعه شامل ابعاد فشرده پکیج PLCC-6، زاویه دید گسترده 120 درجه برای دید عالی و خروجی‌های شدت نور بالا برای هر کانال رنگی است. این قطعه برای برآورده کردن الزامات سخت‌افزاری درجه خودرو طراحی شده و عملکرد بلندمدت در شرایط عملیاتی سخت را تضمین می‌کند.

بازار هدف عمدتاً تولیدکنندگان الکترونیک خودرو، به ویژه برای ماژول‌های روشنایی داخلی، نورپردازی داشبورد، سیستم‌های نورپردازی محیطی و نور پس زمینه کلیدهای لمسی است. انطباق آن با استانداردهای صنعتی، آن را برای سایر کاربردهای مصرفی و صنعتی با قابلیت اطمینان بالا نیز مناسب می‌سازد.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 ویژگی‌های نورسنجی و الکتریکی

عملکرد دستگاه تحت شرایط آزمایش استاندارد (Ts=25°C) تعریف شده است. جریان مستقیم (I_F) برای هر سه رنگ دارای نقطه عملیاتی معمول 20mA است، با حداکثر مقادیر مجاز 50mA برای قرمز و 30mA برای سبز و آبی. حداقل جریان‌های مستقیم 5mA برای قرمز و 3mA برای سبز/آبی است که عملکرد زیر این مقادیر توصیه نمی‌شود.

شدت نور (I_V):این یک معیار کلیدی عملکرد است. در 20mA، مقادیر معمول 900 mcd (قرمز)، 2200 mcd (سبز) و 320 mcd (آبی) است. کانال سبز بالاترین خروجی را ارائه می‌دهد، پس از آن قرمز و سپس آبی قرار دارد. تلرانس اندازه‌گیری شار نوری ±8% است.

ولتاژ مستقیم (V_F):افت ولتاژ در هر دیود در 20mA معمولاً 1.95V برای قرمز، 2.75V برای سبز و 3.00V برای آبی است. این مقادیر برای طراحی مدار درایور و محاسبات اتلاف توان حیاتی هستند. تلرانس اندازه‌گیری ولتاژ مستقیم ±0.05V است.

طول موج غالب (λ_d):رنگ درک شده را تعریف می‌کند. مقادیر معمول 626nm (قرمز)، 527nm (سبز) و 455nm (آبی) است، با تلرانس دقیق ±1nm. این امر خروجی رنگ یکنواخت در بین دسته‌های تولید را تضمین می‌کند.

زاویه دید (φ):برای هر سه رنگ به طور یکسان 120 درجه، با تلرانس ±5°. این زاویه گسترده، روشنایی یکنواخت در یک ناحیه وسیع را فراهم می‌کند.

2.2 ویژگی‌های حرارتی و قابلیت اطمینان

مقاومت حرارتی (R_{th JS}):این پارامتر نشان می‌دهد که حرارت چقدر مؤثر از اتصال LED به نقطه لحیم منتقل می‌شود. دو مقدار ارائه شده است: واقعی (اندازه‌گیری شده به صورت نوری) و الکتریکی (اندازه‌گیری شده از طریق روش ولتاژ). برای کانال قرمز، حداکثر مقاومت حرارتی واقعی 160 K/W است، در حالی که برای سبز و آبی 130 K/W است. مقاومت حرارتی الکتریکی کمتر و برابر با 125 K/W (قرمز) و 100 K/W (سبز/آبی) است. مقادیر کمتر برای مدیریت حرارتی بهتر هستند.

حداکثر مقادیر مطلق مجاز:این‌ها محدودیت‌های تنشی هستند که نباید حتی به طور لحظه‌ای از آن‌ها تجاوز کرد. محدودیت‌های کلیدی شامل حداکثر دمای اتصال (T_J) 125°C، محدوده دمای عملیاتی (T_opr) از 40- درجه سانتی‌گراد تا 110+ درجه سانتی‌گراد و دمای نگهداری (T_stg) از 40- درجه سانتی‌گراد تا 110+ درجه سانتی‌گراد است. دستگاه می‌تواند در برابر ESD (HBM) تا 2kV و دمای لحیم کاری ریفلو 260°C به مدت 30 ثانیه مقاومت کند.

اتلاف توان (P_d):حداکثر اتلاف توان مجاز برای LED قرمز 137 mW و برای LED‌های سبز و آبی 105 mW است. تجاوز از این محدودیت خطر آسیب به دستگاه را در پی دارد.

3. اطلاعات دسته‌بندی و سیستم شماره قطعه

محصول از یک سیستم دسته‌بندی برای طبقه‌بندی LED‌ها بر اساس پارامترهای نوری و الکتریکی کلیدی استفاده می‌کند که یکنواختی را برای کاربر نهایی تضمین می‌کند. در حالی که ماتریس کامل دسته‌بندی در دیتاشیت به تفصیل شرح داده شده است، پارامترهای اصلی برای دسته‌بندی معمولاً شامل موارد زیر است:

• دسته‌بندی شدت نور:LED‌ها بر اساس خروجی نور اندازه‌گیری شده در یک جریان خاص (مثلاً 20mA) در دسته‌ها مرتب می‌شوند. این امر سطح روشنایی یکنواخت در یک مجموعه را تضمین می‌کند.
• دسته‌بندی طول موج غالب / رنگ‌سنجی:LED‌ها بر اساس طول موج دقیق یا مختصات رنگ آن‌ها در نمودار رنگ‌سنجی CIE گروه‌بندی می‌شوند. این امر برای دستیابی به رنگ یکنواخت و دقیق، به ویژه در آرایه‌های چند LED یا هنگام تطابق با الزامات رنگ خاص، حیاتی است.
• دسته‌بندی ولتاژ مستقیم:مرتب‌سازی بر اساس V_{Fبه طراحی مدارهای درایور کارآمدتر کمک می‌کند و می‌تواند برای تعادل جریان در پیکربندی‌های موازی مهم باشد.}

شماره قطعه67-63L-RGB0200H-A04-2T-AMاین دسته‌بندی و سایر ویژگی‌های محصول را کدگذاری می‌کند. کدهای الفبایی-عددی خاص (مانند "A04" و "2T") مربوط به دسته‌های انتخاب شده برای شدت، طول موج و ولتاژ برای تراشه‌های قرمز، سبز و آبی درون این پکیج واحد است. بخش اطلاعات سفارش، کلید تفسیر این کد برای تأمین را ارائه می‌دهد.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

4.1 منحنی IV و شدت نور نسبی

نمودار جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم، رابطه نمایی معمول دیودها را نشان می‌دهد. LED قرمز کمترین ولتاژ روشن شدن را دارد، پس از آن سبز و سپس آبی قرار دارد. این نمودار برای انتخاب مقاومت محدودکننده جریان مناسب یا طراحی یک درایور جریان ثابت ضروری است.

نمودار شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم نشان می‌دهد که خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد اما به صورت خطی نیست. در جریان‌های بالاتر تمایل به اشباع دارد. این منحنی به طراحان کمک می‌کند تا جریان درایو را برای روشنایی مورد نظر بهینه کنند و در عین حال بازده و عمر دستگاه را در نظر بگیرند.

4.2 وابستگی به دما

شدت نور نسبی در مقابل دمای اتصال:خروجی نور با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد. نرخ کاهش بر اساس رنگ متفاوت است؛ نمودار نشان می‌دهد که آبی معمولاً نسبت به قرمز یا سبز حساسیت بیشتری به دما دارد. این یک ملاحظه حیاتی برای مدیریت حرارتی در کاربرد نهایی است.

ولتاژ مستقیم نسبی در مقابل دمای اتصال:ولتاژ مستقیم دارای ضریب دمایی منفی است—با افزایش دما کاهش می‌یابد. این ویژگی گاهی می‌تواند برای حس‌گری دمای غیرمستقیم استفاده شود.

جابجایی طول موج نسبی در مقابل دمای اتصال:طول موج غالب با دما جابجا می‌شود. به طور کلی، طول موج با افزایش دما افزایش می‌یابد (به سمت طول‌موج‌های بلندتر یا "انتقال به قرمز" می‌رود). این جابجایی باید در کاربردهای حساس به رنگ در نظر گرفته شود.

4.3 ویژگی‌های طیفی و تابشی

نمودار توزیع طیفی نسبی، شدت نور ساطع شده در سراسر طیف مرئی را برای هر رنگ ترسیم می‌کند. خلوص و طول‌موج‌های اوج تابش قرمز، سبز و آبی را نشان می‌دهد. عرض کامل در نصف بیشینه (FWHM) این قله‌ها قابل استنباط است که نشان‌دهنده اشباع رنگ است.

نمودارهای مشخصه تابش معمول (برای قرمز، سبز و آبی)، توزیع فضایی نور—الگوی تابش—را نشان می‌دهند. زاویه دید 120 درجه به عنوان زاویه کامل تعریف می‌شود که در آن شدت به 50% از مقدار اوج (روی محور) کاهش می‌یابد. این نمودارهای قطبی برای طراحی نوری، مانند انتخاب پخش‌کننده‌ها یا لنزها، حیاتی هستند.

4.4 کاهش جریان مستقیم

منحنی‌های کاهش جداگانه برای قرمز، سبز و آبی، حداکثر جریان مستقیم مجاز را به عنوان تابعی از دمای پد لحیم (T_S) نشان می‌دهند. با افزایش T_S، حداکثر I_Fمجاز باید کاهش یابد تا از تجاوز دمای اتصال از حد 125°C آن جلوگیری شود. به عنوان مثال، حداکثر جریان LED قرمز از 50mA در 103°C به 35mA در 110°C کاهش می‌یابد. این منحنی‌ها برای عملکرد قابل اطمینان در محیط‌های با دمای بالا مانند فضای داخلی خودرو اجباری هستند.

5. اطلاعات مکانیکی، بسته‌بندی و مونتاژ

5.1 ابعاد مکانیکی و قطبیت

قطعه در یک پکیج استاندارد PLCC-6 (حامل تراشه با پایه پلاستیکی) قرار دارد. نقشه مکانیکی ابعاد دقیق از جمله طول بدنه، عرض، ارتفاع، فاصله پایه‌ها و موقعیت پدها را ارائه می‌دهد. رعایت این ابعاد برای طراحی جای پایه PCB ضروری است. پکیج شامل یک نشانگر قطبیت، معمولاً یک شکاف یا نقطه نزدیک پایه 1 است که مربوط به کاتد LED قرمز است. پیکربندی پایه‌ها (کدام پایه قرمز، سبز، آبی و آند/کاتد مشترک را کنترل می‌کند) به وضوح در نقشه تعریف شده است.

5.2 پد لحیم کاری و پروفیل ریفلو توصیه شده

A recommended solder pad land pattern is provided to ensure proper solder joint formation, mechanical stability, and optimal heat transfer during reflow. Following this pattern minimizes tombstoning and improves reliability.

The reflow soldering profile specifies the critical parameters for assembly: preheat, soak, reflow peak temperature (260°C max for 30 seconds), and cooling rates. This profile is designed to be compatible with standard lead-free (RoHS) solder pastes while preventing thermal damage to the LED.

.3 Packaging and Handling

The device is supplied on tape-and-reel for automated pick-and-place assembly. The packaging information details reel dimensions, tape width, pocket spacing, and orientation. The Moisture Sensitivity Level (MSL) is rated at 3, meaning the component must be baked if exposed to ambient air for more than 168 hours before soldering to prevent "popcorning" during reflow.

. Application Guidelines and Design Considerations

.1 Typical Application Scenarios

• Automotive Interior Ambient Lighting:Footwell lights, dashboard accents, door panel lighting. The wide viewing angle and color mixing capability are ideal for creating soft, diffuse lighting effects.
• Switch and Control Backlighting:Illuminating buttons, knobs, and touch interfaces. The high brightness ensures visibility under various lighting conditions.
• Status Indicators and Clusters:Multi-color indicators for system status, warnings, or infotainment feedback.

.2 Critical Design Considerations

• Current Driving:Always use a constant-current driver or appropriate current-limiting resistors for each color channel. Do not connect directly to a voltage source. Refer to the derating curves for high-temperature environments.
• Thermal Management:The PCB layout must facilitate heat dissipation. Use the recommended pad design, ensure adequate copper area connected to the thermal pad, and consider the operating ambient temperature. Poor thermal management leads to reduced light output, color shift, and shortened lifespan.
• ESD Protection:While rated for 2kV HBM, standard ESD handling precautions should be observed during assembly and handling.
• Color Mixing:To achieve white or other specific colors, the different drive currents for the R, G, and B channels must be carefully calibrated due to their differing luminous efficacies. A microcontroller with PWM control is typically used for dynamic color mixing.

. Compliance and Material Information

The product is designed and qualified to meet several important industry standards:

• AEC-Q102:This is the stress test qualification for discrete optoelectronic semiconductors in automotive applications. Compliance ensures reliability under automotive temperature cycles, humidity, vibration, etc.
• RoHS Compliant:The device is free of restricted hazardous substances like lead, mercury, and cadmium.
• REACH Compliant:Adheres to the EU regulation concerning the Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals.
• Halogen Free:The packaging material has very low Bromine (Br) and Chlorine (Cl) content (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm), which is important for environmental and safety reasons during disposal or in case of fire.
• Corrosion Robustness:Meets Class B1 requirements, indicating a degree of resistance to corrosive atmospheres.

. Precautions and Sulfur Resistance

The "Precaution for Use" section outlines general handling and operational warnings, such as avoiding mechanical stress on the lens, preventing contamination, and ensuring correct polarity during installation.

A specific note is made regardingSulfur Resistance.Silver-based materials used in some LED packages can corrode when exposed to sulfur-containing atmospheres (e.g., industrial environments, some rubbers). The datasheet references a sulfur test criteria, indicating that the device has been tested or designed with some level of resistance to this phenomenon, which is crucial for long-term reliability in certain applications.