دیتاشیت LED نمای جانبی PLCC-2 مدل 57-11-PA0301H-AM - کهربایی/زرد تبدیل شده با فسفر - زاویه دید 120 درجه - ولتاژ معمولی 3.25V - جریان 30mA - سند فنی فارسی

13. روندها و تحولات صنعت

1. مرور کلی محصول این سند مشخصات یک قطعه LED با عملکرد بالا و نمای جانبی را که از تکنولوژی کهربایی تبدیل شده با فسفر (PCA) استفاده می‌کند، به تفصیل شرح می‌دهد. قطعه در یک پکیج فشرده PLCC-2 (حامل تراشه با پایه پلاستیکی) قرار دارد که آن را برای کاربردهای دارای محدودیت فضا که نیازمند زاویه دید گسترده هستند، مناسب می‌سازد. تمرکز اصلی طراحی آن بر قابلیت اطمینان و عملکرد در محیط‌های سخت، به ویژه در بخش خودرو است.

مزایای اصلی این LED شامل شدت نور معمولی بالای آن معادل 2800 میلی‌کاندلا (mcd) در جریان راه‌اندازی استاندارد 30mA، همراه با زاویه دید بسیار گسترده 120 درجه است. این ترکیب، دید عالی از زوایای مختلف را تضمین می‌کند. علاوه بر این، قطعه مطابق با استاندارد سختگیرانه AEC-Q102 برای دستگاه‌های نوری گسسته در کاربردهای خودرویی تأیید شده است که استحکام در برابر دمای شدید، رطوبت و سایر عوامل استرس‌زای خودرویی را تضمین می‌کند. همچنین از دستورالعمل‌های محیط زیستی شامل RoHS، REACH و الزامات عاری از هالوژن پیروی می‌کند.

بازار هدف عمدتاً روشنایی داخلی خودرو است، جایی که می‌تواند برای نورپردازی پس‌زمینه کلیدها، کلاسترهای ابزار، کنترل‌های سرگرمی-اطلاعاتی و سایر عملکردهای نشانگر مورد استفاده قرار گیرد. رده‌بندی مقاومت در برابر گوگرد آن (کلاس B1) مناسب‌بودن آن را برای محیط‌هایی که ممکن است آلاینده‌های جوی وجود داشته باشد، بیشتر افزایش می‌دهد.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 ویژگی‌های نورسنجی و رنگی

پارامتر نورسنجی کلیدی، شدت نور (Iv) است که مقدار معمولی آن در جریان مستقیم (IF) برابر با 30mA، 2800 mcd می‌باشد. مشخصه حداقل 2240 mcd و حداکثر 4500 mcd را تحت شرایط یکسان تعریف می‌کند که نشان‌دهنده گستره عملکرد مورد انتظار است. رنگ غالب به عنوان کهربایی/زرد تبدیل شده با فسفر تعریف شده است، با مختصات رنگ‌سنجی معمولی CIE 1931 برابر با (0.57, 0.41). یک تلرانس ±0.005 به این مختصات اعمال می‌شود تا ثبات رنگ تضمین شود. زاویه دید گسترده 120 درجه (با تلرانس ±5 درجه) به عنوان زاویه خارج از محور تعریف می‌شود که در آن شدت نور به نصف مقدار اوج محوری خود کاهش می‌یابد.

2.2 پارامترهای الکتریکی و حرارتی

ویژگی‌های الکتریکی حول ولتاژ مستقیم (VF) متمرکز هستند. در جریان کاری معمولی 30mA، VF برابر با 3.25V است، با محدوده‌ای از 2.75V (حداقل) تا 3.75V (حداکثر). این پارامتر برای طراحی درایور و محاسبات اتلاف توان حیاتی است. ریتینگ‌های حداکثر مطلق، محدودیت‌های عملیاتی را تعریف می‌کنند: حداکثر جریان مستقیم پیوسته (IF) برابر با 50mA، جریان سورژ (IFM) برابر با 250mA برای پالس‌های ≤10μs و حداکثر دمای اتصال (TJ) برابر با 125°C. دستگاه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است.

مدیریت حرارتی برای طول عمر و عملکرد LED حیاتی است. دیتاشیت دو مقدار مقاومت حرارتی را ارائه می‌دهد: مقاومت حرارتی واقعی Rth JS real (اتصال به لحیم) با حداکثر 180 K/W و مقاومت حرارتی الکتریکی Rth JS el با حداکثر 100 K/W. منحنی کاهش جریان مستقیم به صورت گرافیکی نشان می‌دهد که چگونه جریان پیوسته مجاز باید با افزایش دمای پد لحیم‌کاری (Ts) کاهش یابد، به طوری که در حداکثر Ts برابر با 110°C به 23mA می‌رسد.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

محصول از یک سیستم دسته‌بندی برای طبقه‌بندی قطعات بر اساس شدت نور و مختصات رنگ‌سنجی استفاده می‌کند که به طراحان امکان انتخاب قطعات منطبق بر نیازهای خاص کاربرد را می‌دهد.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

یک ساختار دسته‌بندی جامع با استفاده از کدهای دو حرفی (مانند AA, AB, BA, BB, CA) تعریف شده است. هر دسته محدوده خاصی از شدت نور را که بر حسب میلی‌کاندلا (mcd) اندازه‌گیری می‌شود، پوشش می‌دهد. برای این محصول خاص، دسته‌های خروجی احتمالی برجسته شده حول محدوده‌های BA (2240-1800 mcd)، BB (2800-2240 mcd) و CA (3550-2800 mcd) متمرکز هستند که با مشخصه معمولی 2800 mcd هم‌خوانی دارد. این امر امکان انتخاب گریدهای روشنایی کمی بالاتر یا پایین‌تر را فراهم می‌کند.

3.2 دسته‌بندی رنگ‌سنجی برای کهربایی تبدیل شده با فسفر

دسته‌بندی رنگ‌سنجی در ناحیه رنگ کهربایی روی نمودار CIE 1931 تعریف شده است. چهار دسته اصلی مشخص شده است: 8588، 8891، 9194 و 9496. هر دسته توسط یک ناحیه چهارضلعی در صفحه مختصات (x, y) تعریف می‌شود. مختصات معمولی (0.57, 0.41) درون دسته 8891 قرار دارد که توسط نقاط (0.5450, 0.4250)، (0.5636, 0.4362)، (0.5810, 0.4184) و (0.5646, 0.4119) محدود شده است. این دسته‌بندی دقیق، تغییر رنگ حداقلی بین دسته‌های تولیدی مختلف را تضمین می‌کند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل چندین نمودار است که رفتار دستگاه را تحت شرایط مختلف نشان می‌دهد.

4.1 منحنی جریان-ولتاژ و شدت نور نسبی

نمودار جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم، رابطه نمایی معمول LEDها را نشان می‌دهد. منحنی شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم نشان می‌دهد که خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد اما در جریان‌های بالاتر شروع به نشان دادن علائم اشباع می‌کند که بر اهمیت کار در محدوده‌های توصیه شده برای بازدهی و طول عمر تأکید دارد.

4.2 وابستگی به دما

نمودار شدت نور نسبی در مقابل دمای اتصال، یک ضریب دمایی منفی را نشان می‌دهد؛ خروجی نور با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد. نمودار ولتاژ مستقیم نسبی در مقابل دمای اتصال نشان می‌دهد که VF به صورت خطی با افزایش دما کاهش می‌یابد، ویژگی‌ای که گاهی می‌تواند برای حس‌گری دما مورد استفاده قرار گیرد. نمودار جابجایی مختصات رنگ‌سنجی در مقابل دمای اتصال، تغییرات جزئی اما قابل اندازه‌گیری در نقطه رنگ با دما را نشان می‌دهد که برای کاربردهای حساس به رنگ مهم است.

4.3 توزیع طیفی و قابلیت کار با پالس

نمودار ویژگی‌های طول موج، توزیع طیفی توان نسبی را به تصویر می‌کشد که یک قله انتشار گسترده در ناحیه کهربایی/زرد را نشان می‌دهد، مشخصه یک LED تبدیل شده با فسفر. نمودار قابلیت مجاز کار با پالس، حداکثر جریان مستقیم پیک مجاز (IFA) را برای یک عرض پالس (tp) و چرخه کاری (D) مشخص تعریف می‌کند که برای طراحی‌های عملیات پالسی ضروری است.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

LED در یک پکیج سطح‌نصب PLCC-2 قرار دارد. نقشه مکانیکی (که با ارجاع به بخش اشاره شده است) ابعاد حیاتی از جمله طول کلی، عرض، ارتفاع، فاصله پایه‌ها و اندازه/موقعیت لنز نوری را ارائه می‌دهد. جهت‌گیری نمای جانبی به این معنی است که انتشار نور اولیه عمود بر صفحه برد مدار است که برای کاربردهای نورپردازی لبه‌ای ایده‌آل است.

5.1 طرح‌ریزی پیشنهادی پد لحیم‌کاری

یک الگوی لند پیشنهادی (طرح پد لحیم‌کاری) ارائه شده است تا تشکیل اتصال لحیم قابل اطمینان در طول لحیم‌کاری رفلو تضمین شود. این الگوی معمولاً کمی بزرگ‌تر از پایه‌های قطعه است تا خیس‌شدگی خوب لحیم و تشکیل فیله را تسهیل کند و در عین حال از پل‌زدن لحیم جلوگیری نماید.

5.2 شناسایی قطبیت

برای یک دستگاه دو پایه مانند PLCC-2، قطبیت کلیدی است. آند و کاتد روی پکیج شناسایی شده‌اند، معمولاً با علامتی مانند یک شکاف، نقطه یا گوشه بریده شده در سمت کاتد. جهت‌گیری صحیح باید در طول مونتاژ رعایت شود.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری رفلو

قطعه برای لحیم‌کاری رفلو با حداکثر دمای 260 درجه سانتی‌گراد به مدت حداکثر 30 ثانیه درجه‌بندی شده است. باید از یک پروفیل رفلو استاندارد با مناطق کنترل‌شده پیش‌گرم، خیس‌خوری، رفلو و خنک‌سازی پیروی کرد. حداکثر دمای لحیم‌کاری یک ریتینگ مطلق است که نباید از آن تجاوز کرد تا از آسیب به پکیج پلاستیکی و اتصال داخلی دی جلوگیری شود.

6.2 احتیاط‌های استفاده و نگهداری

احتیاط‌های عمومی شامل اجتناب از تنش مکانیکی روی لنز، محافظت از دستگاه در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD) در طول جابجایی (درجه‌بندی شده 8kV HBM) و نگهداری در شرایط مناسب (بین 40- درجه سانتی‌گراد و 110+ درجه سانتی‌گراد) در بسته‌بندی مطابق با سطح حساسیت به رطوبت (MSL) 3 پس از باز شدن کیسه ممانعت‌کننده رطوبت می‌باشد.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

شماره قطعه 57-11-PA0301H-AM احتمالاً از یک طرح کدگذاری داخلی پیروی می‌کند که ممکن است نشان‌دهنده نوع پکیج (57-11)، رنگ (PA برای کهربایی فسفر)، دسته عملکرد و سایر واریانت‌ها باشد. اطلاعات سفارش، فرمت بسته‌بندی را مشخص می‌کند، مانند ابعاد نوار و قرقره (مثلاً عرض نوار 8mm یا 12mm، قطر قرقره) و تعداد در هر قرقره (مثلاً 3000 قطعه).

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

کاربرد اصلیروشنایی داخلی خودرو است، به طور خاص برای نورپردازی پس‌زمینهکلیدها(کنترل‌های پنجره، گرم‌کننده‌های صندلی، کنترل آب و هوا)، نشانگرهای داشبورد و آیکون‌های کنسول مرکزی. انتشار نمای جانبی و زاویه گسترده آن، آن را برای نورپردازی پنل‌های نازک یا راهنماهای نور از لبه ایده‌آل می‌سازد.

8.2 ملاحظات طراحی

• راه‌اندازی جریان:از یک درایور جریان ثابت تنظیم شده روی 30mA یا کمتر برای طول عمر بهینه و خروجی پایدار استفاده کنید. اگر دمای محیط کاری بالا است، منحنی کاهش جریان را در نظر بگیرید.
• مدیریت حرارتی:اطمینان حاصل کنید که مس‌کاری کافی PCB یا وایاهای حرارتی برای دفع گرما از پدهای لحیم‌کاری وجود دارد، به ویژه اگر در جریان حداکثر یا نزدیک به آن راه‌اندازی می‌شود.
• طراحی نوری:زاویه دید 120 درجه پوشش گسترده‌ای فراهم می‌کند. برای روشنایی یکنواخت روی یک ناحیه، ممکن است یک راهنمای نور یا پخش‌کننده نور لازم باشد.
• محافظت در برابر ESD:رویه‌های استاندارد جابجایی ESD را در طول مونتاژ پیاده‌سازی کنید. محافظت ESD در مدار بسته به محیط کاربرد ممکن است توصیه شود.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای کهربایی استاندارد بدون تأییدیه AEC-Q102، این دستگاه قابلیت اطمینان تضمین‌شده برای استفاده خودرویی را ارائه می‌دهد. تکنولوژی کهربایی تبدیل شده با فسفر آن معمولاً بازدهی بالاتر و ثبات رنگ بهتری نسبت به LEDهای کهربایی اپوکسی رنگی سنتی ارائه می‌دهد. ترکیب روشنایی بالا (2800mcd معمولی) و یک زاویه دید بسیار گسترده (120 درجه) در یک پکیج نمای جانبی، یک تمایزدهنده کلیدی برای وظایف نورپردازی پس‌زمینه با محدودیت فضا است که در آن نور نیاز به تزریق به یک راهنما دارد.

10. پرسش‌های متداول (سوالات پرتکرار)

س: تفاوت بین شدت نور "معمولی" و "حداکثر" چیست؟

ج: "معمولی" نشان‌دهنده مقدار متوسط یا مورد انتظار از تولید است. "حداکثر" حد بالایی محدوده مشخصه است؛ قطعات منفرد در این مقدار یا پایین‌تر از آن خواهند بود. طراحی باید بر اساس مقدار حداقل یا معمولی برای ثبات انجام شود.

س: آیا می‌توانم این LED را مستقیماً با منبع تغذیه 3.3V راه‌اندازی کنم؟

ج: به طور قابل اطمینان خیر. ولتاژ مستقیم معمولی در 30mA برابر با 3.25V است که بسیار نزدیک به 3.3V است. تغییرات در VF (تا 3.75V) و تلرانس ولتاژ منبع تغذیه باعث جریان ناسازگار یا ناکافی می‌شود. یک درایور جریان ثابت یا یک مقاومت سری با منبع تغذیه ولتاژ بالاتر (مثلاً 5V) مورد نیاز است.

س: "مقاومت در برابر گوگرد کلاس B1" به چه معناست؟

ج: نشان‌دهنده مقاومت LED در برابر خوردگی در اتمسفرهای حاوی گوگرد است. کلاس B1 یک سطح عملکرد خاص تعریف شده در تست‌های صنعتی است که نشان می‌دهد دستگاه آزمایش برای استفاده در محیط‌های با سطوح متوسط آلودگی گوگردی را گذرانده است.

س: چگونه کدهای دسته‌بندی شدت نور مانند "BB" را تفسیر کنم؟

ج: کد "BB" مربوط به محدوده شدت نور 2240 تا 2800 mcd است. اگر طراحی شما نیازمند روشنایی در آن محدوده خاص برای اطمینان از دستیابی به اهداف عملکردی است، این دسته را انتخاب می‌کنید.

11. مطالعه موردی طراحی و استفاده

سناریو: نورپردازی پس‌زمینه پنل کلید پنجره خودرو.یک طراح نیاز به روشن کردن چهار نماد کلید روی یک پنل نازک و تیره دارد. با استفاده از LED نمای جانبی، می‌تواند قطعات را روی لبه PCB قرار دهد و نور را به یک راهنمای نور آکریلیک قالب‌گیری شده که در پشت پنل قرار دارد، هدایت کند. زاویه دید 120 درجه، کوپلینگ کارآمد نور به راهنما را تضمین می‌کند. طراح جریان راه‌اندازی را روی 25mA (پایین‌تر از 30mA معمولی) تنظیم می‌کند تا طول عمر را افزایش دهد و گرما را کاهش دهد و بر روشنایی معمولی بالا تکیه می‌کند تا همچنان روشنایی کافی از طریق راهنما و آیکون حاصل شود. تأییدیه AEC-Q102 و مقاومت در برابر گوگرد، اطمینان از قابلیت اطمینان بلندمدت سیستم نورپردازی پس‌زمینه در محیط داخلی خودرو را می‌دهد.

12. معرفی اصل تکنولوژی

این LED بر اساس یک طراحی تبدیل شده با فسفر (PC) است. احتمالاً از یک دی نیمه‌هادی آبی یا نزدیک به فرابنفش استفاده می‌کند. این نور اولیه مستقیماً منتشر نمی‌شود. در عوض، یک لایه از ماده فسفر که روی یا نزدیک دی رسوب داده شده است را برانگیخته می‌کند. فسفر فوتون‌های پرانرژی از دی را جذب می‌کند و نور را در طول‌موج‌های بلندتر بازمی‌تاباند، در این مورد، نور کهربایی/زرد تولید می‌کند. ترکیب خاص فسفرها و غلظت آن‌ها، مختصات رنگ‌سنجی دقیق (x=0.57, y=0.41) را تعیین می‌کند. این روش در مقایسه با استفاده از یک ماده نیمه‌هادی که به طور ذاتی نور کهربایی منتشر می‌کند (که معمولاً بازده کمتری دارد)، امکان بازدهی بالا و رندر رنگ یا اشباع عالی را فراهم می‌کند.

13. روندها و تحولات صنعت

روند در روشنایی داخلی خودرو به سمت یکپارچگی بالاتر، کنترل هوشمندتر (روشنایی پویا، نورپردازی حال و هوا) و افزایش استفاده از LEDها برای تمامی عملکردها است. قطعاتی مانند این LED نمای جانبی در حال تکامل هستند تا بازدهی حتی بالاتری (نور بیشتر در هر وات) ارائه دهند که امکان مصرف توان کمتر و بار حرارتی کاهش‌یافته را فراهم می‌کند. همچنین تلاشی برای دسته‌بندی رنگ دقیق‌تر برای تضمین تطابق رنگ کامل در تمامی نشانگرهای کابین خودرو وجود دارد. علاوه بر این، تلاش برای کابین‌های کاملاً خودران خودروها منجر به افزایش تقاضا برای قطعات روشنایی قابل اطمینان و با طول عمر بالا شده است که بتوانند در طول عمر خودرو بدون نیاز به تعمیر دوام بیاورند. یکپارچه‌سازی ویژگی‌های تشخیصی مستقیماً در پکیج‌های LED، روند نوظهور دیگری است.