دیتاشیت LED سفید سرد PLCC-2 نمای جانبی - درجه خودرویی - 3200 میلی‌کاندلا در 30 میلی‌آمپر - 2.9 ولت - زاویه دید 120 درجه - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

این سند مشخصات یک دیود نورافشان (LED) سفید سرد نمای جانبی با عملکرد بالا را که در یک بسته‌بندی PLCC-2 (حامل تراشه با پایه پلاستیکی) کپسوله شده است، به تفصیل شرح می‌دهد. این قطعه برای قابلیت اطمینان و عملکرد در محیط‌های سخت، به ویژه در بخش خودروسازی طراحی شده است. هدف اصلی طراحی آن، تأمین روشنایی یکنواخت و درخشان در کاربردهایی با محدودیت فضا است که در آنها زاویه دید گسترده امری حیاتی محسوب می‌شود.

مزایای اصلی این LED شامل شدت نور معمولی بالای آن معادل 3200 میلی‌کاندلا (mcd) در جریان راه‌اندازی استاندارد 30mA، همراه با زاویه دید بسیار گسترده 120 درجه است. این ویژگی آن را برای کاربردهای نور پس‌زمینه و نشانگر که نیازمند قابلیت مشاهده از زوایای متعدد هستند، بسیار مؤثر می‌سازد. یک تمایزدهنده کلیدی، دارا بودن صلاحیت مطابق با استاندارد AEC-Q102 است که آزمون صلاحیت استرس برای نیمه‌هادی‌های گسسته اپتوالکترونیک در کاربردهای خودرویی می‌باشد. این گواهی شامل آزمون‌های سخت‌گیرانه شوک حرارتی، مقاومت در برابر رطوبت، عمر کارکرد در دمای بالا و سایر شرایط است که قابلیت اطمینان بلندمدت در شرایط سخت موجود در خودروها را تضمین می‌کند.

بازار هدف عمدتاً روشنایی داخلی خودرو است، از جمله کاربردهایی مانند نور پس‌زمینه برای کلیدها، کلاسترهای ابزار، کنترل‌های اینفوتینمنت و سایر پنل‌های داخلی. فرم فاکتور و ویژگی‌های نوری آن همچنین برای انواع الکترونیک مصرفی و صنعتی که نیازمند یک منبع نور جانبی‌تاب قابل اطمینان هستند، مناسب می‌باشد.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 ویژگی‌های نورسنجی و الکتریکی

عملکرد الکتریکی و نوری تحت شرایط آزمون استاندارد، معمولاً در دمای پیوند (Tj) 25 درجه سانتی‌گراد و جریان مستقیم (IF) 30mA تعریف شده است.

• جریان مستقیم (IF):این قطعه دارای محدوده کاری گسترده‌ای از حداقل 6mA تا حداکثر مطلق 60mA است. نقطه کاری معمول 30mA است که شدت نور مشخص شده را ارائه می‌دهد. کارکرد زیر 6mA توصیه نمی‌شود.
• شدت نور (IV):خروجی نور با حداقل 2240 mcd، مقدار معمول 3200 mcd و حداکثر 4500 mcd در IF=30mA مشخص شده است. تلرانس اندازه‌گیری شار نوری ±11% است.
• ولتاژ مستقیم (VF):در 30mA، افت ولتاژ دو سر LED معمولاً 2.9V اندازه‌گیری می‌شود، با محدوده‌ای از 2.75V (حداقل) تا 3.75V (حداکثر). تلرانس اندازه‌گیری ولتاژ مستقیم ±0.05V است. محدوده مشخص شده نمایانگر 99% از خروجی تولید است.
• زاویه دید (φ):که به عنوان زاویه خارج از محوری تعریف می‌شود که در آن شدت نور به نصف مقدار اوج خود کاهش می‌یابد، این LED زاویه دید کامل 120 درجه را ارائه می‌دهد، با تلرانس ±5°.
• مختصات رنگی (CIE x, y):مختصات رنگی معمول برای این LED سفید سرد (0.29, 0.29) است. تلرانس این مختصات ±0.005 است که خروجی رنگ یکنواخت در بین واحدها را تضمین می‌کند.

2.2 پارامترهای حرارتی و قابلیت اطمینان

• مقاومت حرارتی:دو مقدار ارائه شده است. مقاومت حرارتی واقعی از پیوند تا نقطه لحیم‌کاری (Rth JS real) حداکثر 180 K/W است. مقاومت حرارتی الکتریکی (Rth JS el) که از اندازه‌گیری‌های الکتریکی مشتق می‌شود، حداکثر 100 K/W است. مدیریت حرارتی مناسب برای حفظ عملکرد و طول عمر امری حیاتی است.
• دمای پیوند (Tj):حداکثر دمای مجاز پیوند 125 درجه سانتی‌گراد است.
• دمای کارکرد و ذخیره‌سازی:این قطعه برای کارکرد و ذخیره‌سازی در محدوده دمایی 40- درجه سانتی‌گراد تا 110+ درجه سانتی‌گراد درجه‌بندی شده است.
• حساسیت تخلیه الکترواستاتیک (ESD):درجه‌بندی ESD مدل بدن انسان (HBM) 8 کیلوولت (R=1.5kΩ, C=100pF) است که استحکام خوبی در برابر دستکاری فراهم می‌کند.
• مقاومت در برابر گوگرد:این LED معیارهای کلاس B1 برای مقاومت در برابر گوگرد را برآورده می‌کند که برای کاربردها در محیط‌های دارای آلودگی گوگرد جوی مهم است.

3. مقادیر حداکثر مطلق

تجاوز از این محدودیت‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی به قطعه شود.

• اتلاف توان (Pd):225 میلی‌وات
• جریان مستقیم (IF):60 میلی‌آمپر (پیوسته)
• جریان ضربه‌ای (IFM):250 میلی‌آمپر (t ≤ 10 میکروثانیه، چرخه کاری=0.005، Ts=25°C)
• ولتاژ معکوس (VR):این قطعه برای کارکرد معکوس طراحی نشده است. اعمال ولتاژ معکوس می‌تواند باعث خرابی فوری شود.
• دمای لحیم‌کاری:بسته‌بندی می‌تواند پروفیل لحیم‌کاری رفلو با حداکثر دمای 260 درجه سانتی‌گراد را تا 30 ثانیه تحمل کند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین نمودار را ارائه می‌دهد که عملکرد تحت شرایط مختلف را به تفصیل شرح می‌دهند.

4.1 ویژگی‌های طیفی و تابشی

نمودارتوزیع طیفی نسبیطیف انتشار LED سفید سرد را نشان می‌دهد که یک منحنی پهن است که در ناحیه آبی به اوج می‌رسد و در سراسر طیف مرئی گسترش می‌یابد، که برای یک LED سفید تبدیل‌شده با فسفر معمول است. نمودارویژگی‌های دیاگرام معمول تابشتوزیع شدت فضایی را نشان می‌دهد و الگوی زاویه دید 120 درجه را تأیید می‌کند.

4.2 الکتریکی و نوری در مقابل جریان

نمودارجریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی IV)رابطه نمایی را نشان می‌دهد که برای طراحی مدار محدودکننده جریان ضروری است. نمودارشدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیمنشان می‌دهد که خروجی نور به صورت زیرخطی با جریان افزایش می‌یابد که اهمیت درایو جریان پایدار را برای روشنایی یکنواخت تأکید می‌کند.

4.3 وابستگی به دما

نمودارشدت نور نسبی در مقابل دمای پیوندضریب دمایی منفی را نشان می‌دهد؛ خروجی نور با افزایش دمای پیوند کاهش می‌یابد. هیت سینک مؤثر برای حفظ روشنایی حیاتی است. نمودارولتاژ مستقیم نسبی در مقابل دمای پیوندضریب دمایی منفی برای VF را نشان می‌دهد که می‌تواند در برخی کاربردها برای نظارت بر دمای پیوند استفاده شود. نمودارجابجایی مختصات رنگی در مقابل دمای پیوندجابجایی رنگ حداقلی با دما را نشان می‌دهد که برای ظاهر یکنواخت مطلوب است.

4.4 کاهش رتبه و کارکرد پالسی

منحنیکاهش رتبه جریان مستقیمبرای طراحی حرارتی حیاتی است. این منحنی حداکثر جریان مستقیم پیوسته مجاز را به عنوان تابعی از دمای پد لحیم‌کاری (Ts) نشان می‌دهد. به عنوان مثال، در Ts=110°C، حداکثر جریان به 23mA کاهش رتبه می‌یابد. نمودارقابلیت مجاز پردازش پالسجریان پیک پالس (IFP) مجاز را برای عرض پالس (tp) و چرخه کاری (D) مشخص می‌کند که برای کاربردهای مالتی‌پلکسینگ یا استروب مفید است.

5. توضیح سیستم باینینگ

برای مدیریت تغییرات تولید، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در سطل‌های (بین) مختلف دسته‌بندی می‌شوند.

5.1 باینینگ شدت نور

دیتاشیت یک جدول باینینگ گسترده برای شدت نور ارائه می‌دهد که از خروجی بسیار کم (L1, 11.2-14 mcd) تا خروجی بسیار بالا (GA, 18000-22400 mcd) را در بر می‌گیرد. برای این شماره قطعه خاص (57-11-C70300H-AM)، سطل‌های خروجی ممکن برجسته شده‌اند که با مقادیر حداقل/معمول/حداکثر ذکر شده در جدول ویژگی‌ها (2240-4500 mcd) مطابقت دارد. این مربوط به سطل‌های در محدوده BA تا CB است.

5.2 باینینگ رنگ

یک نمودار ساختار سطل رنگ سفید استاندارد و یک جدول مختصات سطل رنگ سفید سرد خاص گنجانده شده است. سطل‌ها (مانند FK0, GK0, HK0, IK0, FL0, GL0) چهارضلعی‌های کوچکی را در نمودار رنگی CIE 1931 تعریف می‌کنند. مختصات معمول (0.29, 0.29) درون یکی از این سطل‌های از پیش تعریف شده قرار می‌گیرد که تضمین می‌کند LEDهای خریداری شده دارای نقطه رنگ سفید یکنواخت در یک تلرانس مشخص هستند.

6. اطلاعات مکانیکی، بسته‌بندی و مونتاژ

6.1 ابعاد مکانیکی

دیتاشیت شامل یک نقشه مکانیکی دقیق (بخش 7) است که ابعاد فیزیکی دقیق بسته‌بندی PLCC-2 را مشخص می‌کند، از جمله طول، عرض، ارتفاع، فاصله پایه‌ها و تلرانس‌ها. این برای طراحی ردپای PCB و اطمینان از جایگیری مناسب در مونتاژ ضروری است.

6.2 پد لحیم‌کاری و قطبیت توصیه شده

بخش 8 یک الگوی زمین PCB توصیه شده (چیدمان پد لحیم‌کاری) را ارائه می‌دهد تا لحیم‌کاری قابل اطمینان و تراز مناسب را تضمین کند. قطبیت توسط شکل بسته‌بندی و/یا یک علامت روی قطعه نشان داده می‌شود؛ کاتد معمولاً شناسایی می‌شود.

6.3 پروفیل لحیم‌کاری رفلو

بخش 9 پروفیل دمای لحیم‌کاری رفلو توصیه شده را تعریف می‌کند. رعایت این پروفیل (پیش‌گرم، خیساندن، اوج رفلو حداکثر 260°C، خنک‌سازی) برای جلوگیری از آسیب حرارتی به بسته‌بندی LED و دی داخلی و در عین حال دستیابی به یک اتصال لحیم‌کاری قابل اطمینان ضروری است.

6.4 اطلاعات بسته‌بندی

جزئیات نحوه عرضه LEDها در بخش 10 یافت می‌شود. این معمولاً شامل مشخصات بسته‌بندی ریل (عرض نوار، فاصله جیب، قطر ریل) است که با تجهیزات مونتاژ اتوماتیک Pick-and-Place سازگار است.

7. دستورالعمل‌های کاربرد و ملاحظات طراحی

7.1 سناریوهای کاربرد معمول

• روشنایی داخلی خودرو:نور پس‌زمینه برای کلیدهای شیشه‌بالابر برقی، پنل‌های کنترل آب و هوا، کنترل‌های فرمان و نشانگرهای داشبورد.
• الکترونیک مصرفی:نورپردازی جانبی برای دکمه‌های روی کنترل از راه دور، لوازم جانبی بازی یا تجهیزات صوتی.
• پنل‌های صنعتی:نشانگرهای وضعیت روی پنل‌های کنترلی که در آنها زاویه دید گسترده مفید است.

7.2 ملاحظات طراحی حیاتی

• درایو 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. برای عمر بهینه، در نقطه توصیه شده 30mA یا پایین‌تر از آن کار کنید.
• مدیریت حرارتی:حداکثر دمای پیوند نباید تجاوز شود. از مساحت کافی مس روی PCB در زیر و اطراف پد حرارتی LED به عنوان هیت سینک استفاده کنید. به منحنی کاهش رتبه مراجعه کنید.
• احتیاط‌های ESD:رویه‌های استاندارد دستکاری ESD همانطور که در بخش احتیاط‌ها (بخش 11) مشخص شده است، باید در طول مونتاژ رعایت شوند.
• محیط گوگردی:برای کاربردها در محیط‌های با محتوای گوگرد بالا (مانند برخی مناطق صنعتی یا جغرافیایی)، درجه مقاومت در برابر گوگرد کلاس B1 باید به عنوان کافی برای نیازهای عمر کاربرد تأیید شود.

8. مطابقت و استانداردهای محیطی

این محصول با چندین استاندارد مهم صنعتی و محیطی مطابقت دارد:

• RoHS (محدودیت مواد خطرناک):مطابق، به این معنی که حاوی مواد محدود شده مانند سرب، جیوه و کادمیوم زیر آستانه‌های تعریف شده است.
• REACH (ثبت، ارزیابی، مجوز و محدودیت مواد شیمیایی):مطابق با مقررات REACH اتحادیه اروپا.
• عاری از هالوژن:مطابق با الزامات عاری از هالوژن (برم <900 ppm، کلر <900 ppm، Br+Cl < 1500 ppm).
• AEC-Q102:دارای صلاحیت، که مناسب بودن آن برای کاربردهای خودرویی را تأیید می‌کند.

9. اطلاعات سفارش و شماره قطعه

شماره قطعه برای این دستگاه57-11-C70300H-AMاست. بخش‌های 5 و 6 احتمالاً ساختار شماره قطعه و اطلاعات سفارش را به تفصیل شرح می‌دهند، که ممکن است شامل گزینه‌هایی برای سطل‌های مختلف، مقادیر بسته‌بندی یا مشخصات نوار و ریل باشد. طراحان باید برای انواع موجود، دیتاشیت کامل یا تأمین‌کننده را مشورت کنند.

10. سوالات متداول بر اساس پارامترهای فنی

س: آیا می‌توانم این LED را به طور پیوسته در 60mA راه‌اندازی کنم؟

ج: در حالی که مقدار حداکثر مطلق 60mA است، کارکرد پیوسته در این جریان گرمای قابل توجهی تولید می‌کند و احتمالاً از حداکثر دمای پیوند تجاوز می‌کند مگر اینکه خنک‌کنندگی استثنایی فراهم شود. نقطه کاری توصیه شده 30mA است. همیشه بر اساس دمای پد لحیم‌کاری کاربرد خود، به منحنی کاهش رتبه مراجعه کنید.

س: هدف از دو مقدار مختلف مقاومت حرارتی (Rth JS real و Rth JS el) چیست؟

ج: Rth JS real با استفاده از یک سنسور دمای فیزیکی اندازه‌گیری می‌شود و نمایانگر مقاومت حرارتی واقعی است. Rth JS el از تغییر ولتاژ مستقیم با دما (یک ویژگی شناخته شده خود پیوند LED) محاسبه می‌شود و در عمل اغلب اندازه‌گیری آن آسان‌تر است. برای طراحی حرارتی بدترین حالت، باید از مقدار بالاتر (180 K/W) استفاده شود.

س: زاویه دید 120 درجه است. آیا این به معنای انتشار یکنواخت نور در سراسر این مخروط است؟

ج: خیر. زاویه دید جایی تعریف می‌شود که شدت به 50% از مقدار اوج کاهش می‌یابد. نمودار الگوی تابش، توزیع واقعی را نشان می‌دهد که معمولاً یک الگوی لامبرتی یا جانبی‌تاب است که در آن شدت در مرکز (0°) بیشترین است و به سمت لبه‌ها کاهش می‌یابد.

س: آیا دیود محافظت معکوس لازم است؟

ج: بله. دیتاشیت به صراحت بیان می‌کند که دستگاه "برای کارکرد معکوس طراحی نشده است." اعمال هر ولتاژ معکوس قابل توجهی به آن آسیب می‌رساند. اگر هرگونه احتمال ولتاژ معکوس در مدار وجود دارد (مثلاً از بارهای القایی، اتصال نادرست برق)، یک دیود بلوکه‌کننده خارجی به صورت سری یا یک دیود شانت در سراسر LED اجباری است.