دیتاشیت LED دید جانبی PLCC-2 - سوپر قرمز - 1900mcd @ 50mA - زاویه دید 120 درجه - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند جزئیات مشخصات یک دیود نورافشان (LED) با عملکرد بالا و دید جانبی در بسته‌بندی سطح‌نصب PLCC-2 (حامل تراشه با پایه پلاستیکی) را تشریح می‌کند. این قطعه در طیف رنگ سوپر قرمز نور ساطع می‌کند و برای کاربردهای سخت‌افزاری، به ویژه در بخش خودروسازی طراحی شده است. اهداف اصلی طراحی آن، تأمین روشنایی قابل اعتماد و یکنواخت در محیط‌های با محدودیت فضا است که در آن‌ها زاویه دید گسترده ضروری می‌باشد.

مزایای اصلی این قطعه شامل اندازه فشرده، خروجی نوری بالا نسبت به اندازه بسته‌بندی و ساختار مستحکمی است که استانداردهای سختگیرانه قابلیت اطمینان درجه خودرو را برآورده می‌کند. این محصول به طور خاص برای بازارهایی هدف‌گیری شده است که نیازمند راه‌حل‌های روشنایی داخلی مطمئن هستند، مانند نور پس‌زمینه داشبورد خودرو، روشنایی کلیدها و سایر عملکردهای نشانگر در کابین خودرو.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 ویژگی‌های نورسنجی و الکتریکی

پارامترهای عملیاتی کلیدی، عملکرد LED را تحت شرایط آزمایش استاندارد تعریف می‌کنند. ولتاژ مستقیم معمول (V_F) برابر با 2.2 ولت است هنگامی که با جریان مستقیم توصیه‌شده (I_F) معادل 50 میلی‌آمپر راه‌اندازی می‌شود، با حداکثر حد مجاز 70 میلی‌آمپر. خروجی نورسنجی اصلی، یعنی شدت نور (I_V)، دارای مقدار معمول 1900 میلی‌کاندلا (mcd) در 50 میلی‌آمپر است، با محدوده مشخص‌شده از 1400 mcd (حداقل) تا 2800 mcd (حداکثر). این شدت بالا در یک زاویه دید بسیار گسترده (φ) معادل 120 درجه حاصل می‌شود، که به عنوان زاویه خارج از محور تعریف می‌شود که در آن شدت نور به نصف مقدار اوج خود کاهش می‌یابد. طول موج غالب (λ_d) در باند سوپر قرمز قرار دارد و بین 627 نانومتر تا 639 نانومتر مشخص شده است.

2.2 ویژگی‌های حرارتی و قابلیت اطمینان

مدیریت حرارتی برای طول عمر LED حیاتی است. این قطعه دارای مقاومت حرارتی از پیوندگاه تا نقطه لحیم‌کاری (R_{th JS}) با دو مقدار است: یک اندازه‌گیری الکتریکی معادل 60 کلوین بر وات (معمول) و یک اندازه‌گیری واقعی معادل 85 کلوین بر وات (معمول). حداکثر دمای مجاز پیوندگاه (T_J) 125 درجه سانتی‌گراد است، در حالی که محدوده دمای محیط عملیاتی (T_opr) از 40- درجه سانتی‌گراد تا 110+ درجه سانتی‌گراد می‌باشد. برای محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)، این قطعه برای 2 کیلوولت با استفاده از مدل بدن انسان (HBM) درجه‌بندی شده است که یک سطح استاندارد برای قطعات صنعتی است.

2.3 حداکثر مقادیر مطلق

این مقادیر، محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی رخ دهد. آن‌ها شامل حداکثر اتلاف توان (P_d) معادل 193 میلی‌وات، حداکثر جریان مستقیم (I_F) معادل 70 میلی‌آمپر و جریان موجی (I_FM) معادل 100 میلی‌آمپر برای پالس‌های ≤10 میکروثانیه می‌شوند. این قطعه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است. حداکثر دمای لحیم‌کاری در طول فرآیند ری‌فلو 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 30 ثانیه مشخص شده است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از یکنواختی در تولید، LEDها بر اساس عملکرد دسته‌بندی می‌شوند. این دیتاشیت اطلاعات دسته‌بندی دقیق را برای دو پارامتر کلیدی ارائه می‌دهد.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

شدت نور در یک ساختار دسته‌بندی الفبایی-عددی جامع طبقه‌بندی شده است، که از خروجی بسیار کم (L1، 11.2-14 mcd) تا خروجی بسیار بالا (GA، 18000-22400 mcd) را در بر می‌گیرد. برای این نوع خاص محصول، دسته‌های خروجی ممکن برجسته شده‌اند، که نشان می‌دهد گستره تولید معمول در محدوده‌های AA (1120-1400 mcd)، AB (1400-1800 mcd)، BA (1800-2240 mcd) و BB (2240-2800 mcd) قرار می‌گیرد که با مقادیر حداقل/معمول/حداکثر ذکر شده در جدول ویژگی‌ها همسو است.

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب

طول موج غالب نیز با استفاده از یک سیستم کد عددی دسته‌بندی می‌شود. این دسته‌ها طیف وسیعی را پوشش می‌دهند. برای این LED سوپر قرمز، دسته‌های مرتبط در ناحیه 627 نانومتر هستند، که با کدهایی مانند '2427' (624-627nm) و '273' (شروع محدوده 627nm+ مطابق جدول کوتاه شده) مطابقت دارند. یک تلرانس ±1 نانومتر به مقدار طول موج دسته‌بندی شده اعمال می‌شود.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

نمودارهای ارائه شده، بینش‌های حیاتی 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 دیودها را نشان می‌دهد. نمودار شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم نشان می‌دهد که خروجی نور با افزایش جریان افزایش می‌یابد اما ممکن است در سطوح راه‌اندازی بالاتر اثرات غیرخطی نشان دهد، که بر اهمیت راه‌اندازی با جریان ثابت تأکید می‌کند.

4.2 وابستگی به دما

نمودار شدت نور نسبی در مقابل دمای پیوندگاه یک ضریب دمایی منفی را نشان می‌دهد؛ خروجی نور با افزایش دمای پیوندگاه کاهش می‌یابد. برعکس، نمودار ولتاژ مستقیم نسبی در مقابل دمای پیوندگاه یک ضریب منفی را نشان می‌دهد، جایی که V_Fبا افزایش دما کاهش می‌یابد. طول موج نیز با دما جابجا می‌شود، همانطور که در نمودار طول موج نسبی در مقابل دمای پیوندگاه نشان داده شده است.

4.3 توزیع طیفی و کاهش ظرفیت (دری‌تینگ)

نمودار توزیع طیفی نسبی، قله انتشار باریک مشخصه یک LED تک‌رنگ را به تصویر می‌کشد. منحنی کاهش ظرفیت جریان مستقیم برای طراحی حیاتی است: این منحنی حداکثر جریان مجاز پیوسته را بر اساس دمای اندازه‌گیری شده در پد لحیم‌کاری (T_S) تعیین می‌کند. به عنوان مثال، در دمای T_Sمعادل 110 درجه سانتی‌گراد، حداکثر I_Fبرابر با 55 میلی‌آمپر است. نمودار قابلیت تحمل پالس مجاز، محدودیت‌های جریان موجی را برای عرض پالس‌ها و چرخه‌های کاری مختلف تعریف می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد مکانیکی

این قطعه از یک بسته‌بندی سطح‌نصب استاندارد PLCC-2 طراحی شده برای انتشار جانبی استفاده می‌کند. ابعاد دقیق (طول، عرض، ارتفاع، فاصله پایه‌ها و غیره) در نقشه مکانیکی تعریف شده‌اند که برای طراحی جای پای PCB و اطمینان از نصب مناسب در مجموعه ضروری است.

5.2 شناسایی قطبیت و طراحی پد

بسته‌بندی PLCC-2 دارای یک نشانگر قطبیت داخلی است، که معمولاً یک شکاف یا گوشه پخ‌خورده روی بدنه بسته‌بندی است و مربوط به کاتد می‌باشد. طرح‌ریزی پد لحیم‌کاری توصیه‌شده ارائه شده است تا تشکیل اتصال لحیم قابل اعتماد، تخلیه حرارتی مناسب و پایداری مکانیکی در طول و پس از فرآیند ری‌فلو تضمین شود.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری ری‌فلو

یک پروفیل دمایی خاص لحیم‌کاری ری‌فلو برای جلوگیری از آسیب حرارتی توصیه می‌شود. این پروفیل شامل مراحل پیش‌گرم، خیساندن، ری‌فلو (با حداکثر دمای مجاز 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 30 ثانیه) و خنک‌سازی است. رعایت این پروفیل برای حفظ یکپارچگی اتصال لحیم و قابلیت اطمینان LED حیاتی است.

6.2 احتیاط‌های استفاده و نگهداری

احتیاط‌های عمومی شامل اجتناب از تنش مکانیکی روی لنز LED، جلوگیری از آلودگی و استفاده از روش‌های حمل و نقل مناسب برای کاهش خطرات ESD می‌شود. شرایط نگهداری باید در محدوده‌های دمایی و رطوبتی مشخص شده باشد تا از تخریب بسته‌بندی و پایه‌ها جلوگیری شود.

7. توصیه‌های کاربردی

7.1 سناریوهای کاربردی معمول

کاربردهای اصلی عبارتند ازروشنایی داخلی خودرو(مانند نور پس‌زمینه صفحه کیلومتر، دکمه‌های سیستم اینفوتینمنت، نورپردازی محیطی) وکلیدها(دکمه‌های فشاری روشن، کلیدهای راکر). انتشار جانبی و زاویه دید گسترده آن، این قطعه را برای راهنماهای نور لبه‌ای یا روشنایی مستقیم نمادها روی یک پنل ایده‌آل می‌سازد.

7.2 ملاحظات طراحی

طراحان باید چندین عامل را در نظر بگیرند:راه‌اندازی جریان:از یک مدار درایور جریان ثابت تنظیم شده روی 50 میلی‌آمپر یا کمتر برای عملکرد و طول عمر بهینه استفاده کنید.مدیریت حرارتی:اطمینان حاصل کنید که مس‌کاری کافی PCB یا وایاهای حرارتی برای دفع گرما از پدهای لحیم‌کاری وجود دارد، به ویژه هنگام کار در دمای محیط بالا یا جریان‌های بالا.طراحی نوری:زاویه دید 120 درجه پوشش گسترده‌ای فراهم می‌کند اما ممکن است برای دستیابی به روشنایی یکنواخت در یک ناحیه خاص نیاز به راهنماهای نور یا پخش‌کننده‌ها داشته باشد.مقاومت در برابر گوگرد:درجه مقاومت در برابر گوگرد کلاس A1 برای محیط‌های خودرویی که گوگرد جوی می‌تواند اجزای مبتنی بر نقره را خورده و منجر به خرابی شود، حیاتی است.

8. اطلاعات انطباق و محیط زیست

این محصول با چندین استاندارد مهم صنعتی مطابقت دارد:RoHS (محدودیت مواد خطرناک):استفاده از مواد خطرناک خاص را محدود می‌کند.REACH (ثبت، ارزیابی، مجوز و محدودیت مواد شیمیایی):با مقررات اتحادیه اروپا مطابقت دارد.عاری از هالوژن:محدودیت‌های سختگیرانه بر محتوای برم (Br) و کلر (Cl) را برآورده می‌کند.AEC-Q102:این یک تاییدیه حیاتی برای نیمه‌هادی‌های نوری گسسته در کاربردهای خودرویی است که قابلیت اطمینان تحت شرایط تنش خودرویی را تضمین می‌کند.مقاومت در برابر گوگرد کلاس A1:نشان‌دهنده سطح بالایی از مقاومت در برابر جوهای حاوی گوگرد است.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: تفاوت بین شدت نور 'معمول' و 'حداکثر' چیست؟

پ: 'معمول' (1900mcd) نشان‌دهنده مقدار متوسط تولید تحت شرایط آزمایش است. 'حداکثر' (2800mcd) حد بالایی محدوده دسته‌بندی مشخص شده است. واحدهای منفرد در محدوده دسته‌بندی شده (مانند BA، BB) متفاوت خواهند بود.

س: آیا می‌توانم این LED را به طور پیوسته با 70 میلی‌آمپر راه‌اندازی کنم؟

پ: در حالی که 70 میلی‌آمپر حداکثر مقدار مطلق است، کارکرد پیوسته در این سطح توصیه نمی‌شود. باید به منحنی کاهش ظرفیت مراجعه کرد. در دمای پد لحیم‌کاری 106 درجه سانتی‌گراد، حداکثر جریان پیوسته مجاز تنها 55 میلی‌آمپر است. برای عملکرد قابل اعتماد بلندمدت، طراحی را حول جریان راه‌اندازی معمول 50 میلی‌آمپر انجام دهید.

س: چرا درجه مقاومت در برابر گوگرد برای استفاده خودرویی مهم است؟

پ: کابین خودرو و محیط‌های زیر کاپوت می‌توانند حاوی ترکیبات گوگردی از موادی مانند لاستیک و برخی روان‌کننده‌ها باشند. این ترکیبات می‌توانند سولفید نقره روی ترمینال‌های LED تشکیل دهند که باعث افزایش مقاومت و خرابی می‌شود. درجه کلاس A1 تأیید آزمایش و عملکرد تحت چنین شرایطی را تأیید می‌کند.

س: چگونه کدهای دسته‌بندی را در یک سفارش تفسیر کنم؟

پ: شماره قطعه احتمالاً شامل کدهایی است که دسته شدت نور (مانند BA) و دسته طول موج غالب (مانند 273) را مشخص می‌کنند. این امر به طراحان اجازه می‌دهد تا درجه عملکرد دقیق مورد نیاز برای کاربرد خود را انتخاب کنند تا از ثبات رنگ و روشنایی در بین چندین واحد اطمینان حاصل شود.

10. اصل عملکرد و روندهای فناوری

10.1 اصل عملکرد پایه

یک دیود نورافشان، یک دیود پیوند نیمه‌هادی p-n است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. طول موج (رنگ) نور ساطع شده توسط انرژی گاف نواری مواد نیمه‌هادی مورد استفاده (مانند AlInGaP برای قرمز/نارنجی/زرد) تعیین می‌شود. بسته‌بندی PLCC شامل یک حفره بازتابنده و یک لنز اپوکسی قالب‌گیری شده است تا خروجی نور را به یک الگوی انتشار جانبی گسترده شکل دهد.

10.2 روندهای صنعت

روند در چنین قطعاتی به سمتبازدهی بالاتر(لومن بیشتر بر وات) است که اجازه می‌دهد جریان راه‌اندازی کمتر و بار حرارتی کاهش یافته‌ای داشته باشیم.ثبات رنگ بهبودیافتهو تلرانس‌های دسته‌بندی دقیق‌تر برای کاربردهایی که نیازمند ظاهر یکنواخت هستند حیاتی است.استانداردهای قابلیت اطمینان ارتقا یافتهفراتر از AEC-Q102، مانند آزمایش طول عمر طولانی‌تر و درجه‌بندی دمایی بالاتر، مورد تقاضا هستند.یکپارچه‌سازیروند دیگری است، که در آن درایورها یا چندین تراشه LED در ماژول‌های واحد ترکیب می‌شوند. در نهایت، فشار مداومی برایکوچک‌سازیدر حالی که خروجی نوری حفظ یا افزایش می‌یابد، وجود دارد.