دیتاشیت LED زرد PLCC-2 - زاویه دید 120 درجه - ولتاژ معمولی 2.0 ولت - شدت نور 1120 میلی‌کاندلا در جریان 20 میلی‌آمپر - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک LED زرد با عملکرد بالا و نصب سطحی در بسته‌بندی PLCC-2 (حامل تراشه با پایه پلاستیکی) را به تفصیل شرح می‌دهد. این قطعه برای قابلیت اطمینان و عملکرد در محیط‌های سخت طراحی شده و دارای زاویه دید گسترده 120 درجه و شدت نور معمولی 1120 میلی‌کاندلا (mcd) در جریان راه‌اندازی استاندارد 20 میلی‌آمپر است. هدف طراحی اولیه آن، کاربردهای روشنایی داخلی خودرو مانند نورپردازی داشبورد، نور پس زمینه کلیدها و عملکردهای عمومی نشانگر است که در آن‌ها خروجی رنگ یکنواخت، پایداری بلندمدت و انطباق با استانداردهای درجه خودرو حیاتی می‌باشد.

مزایای اصلی این LED شامل تاییدیه مطابقت با استاندارد AEC-Q101 (که قابلیت اطمینان آن برای استفاده خودرویی را تایید می‌کند) و انطباق با دستورالعمل‌های زیست‌محیطی RoHS (محدودیت مواد خطرناک) و REACH (ثبت، ارزیابی، مجوز و محدودیت مواد شیمیایی) است. همچنین دارای سطح حساسیت رطوبتی (MSL) 2 و درجه حساسیت تخلیه الکترواستاتیک (ESD) معادل 2 کیلوولت (مدل بدن انسان) است که آن را برای فرآیندهای مونتاژ استاندارد مناسب می‌سازد.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 مشخصات نوری-الکتریکی

شاخص‌های کلیدی عملکرد تحت شرایط آزمایش استاندارد (دمای محیط = 25 درجه سلسیوس) تعریف شده‌اند. جریان مستقیم (I_F) دارای محدوده کاری از 5 میلی‌آمپر تا 50 میلی‌آمپر است که مقدار معمولی آن 20 میلی‌آمپر می‌باشد. در این جریان معمولی، شدت نور (I_V) از حداقل 710 میلی‌کاندلا تا حداکثر 1400 میلی‌کاندلا متغیر است و مقدار معمولی آن 1120 میلی‌کاندلا است. ولتاژ مستقیم (V_F) در جریان 20 میلی‌آمپر بین 1.75 ولت و 2.75 ولت مشخص شده و مقدار معمولی آن 2.00 ولت است. طول موج غالب (λ_D) که رنگ زرد درک شده را تعریف می‌کند، بین 585 نانومتر و 594 نانومتر و معمولاً 592 نانومتر است. زاویه دید (φ)، که در آن شدت نور به نصف مقدار اوج خود می‌رسد، 120 درجه می‌باشد._s2.2 مقادیر حداکثر مطلق_Fاین مقادیر محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی رخ دهد. حداکثر اتلاف توان مطلق (P_tot) 137 میلی‌وات است. حداکثر جریان مستقیم پیوسته 50 میلی‌آمپر است، در حالی که جریان پالسی (I_FSM) 100 میلی‌آمپر برای پالس‌های ≤ 10 میکروثانیه با چرخه کاری بسیار پایین (D=0.005) مجاز است. این قطعه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است. حداکثر دمای اتصال (T_j) 125 درجه سلسیوس است و محدوده دمای کاری و ذخیره‌سازی از 40- درجه سلسیوس تا 110+ درجه سلسیوس می‌باشد. حداکثر دمای لحیم‌کاری برای ریفلو 260 درجه سلسیوس به مدت 30 ثانیه است._V2.3 مشخصات حرارتی_Fمدیریت حرارتی برای عملکرد و طول عمر LED حیاتی است. دیتاشیت دو مقدار مقاومت حرارتی از اتصال تا نقطه لحیم را مشخص می‌کند: مقاومت حرارتی واقعی (R_th JS real) معادل 160 کلوین بر وات و مقاومت حرارتی الکتریکی (R_th JS el) معادل 120 کلوین بر وات که هر دو در جریان I_F=20mA اندازه‌گیری شده‌اند. مقدار الکتریکی پایین‌تر معمولاً برای محاسبات طراحی مرتبط با وابستگی دمایی ولتاژ مستقیم استفاده می‌شود._d3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از یکنواختی رنگ و روشنایی در تولید، LEDها در دسته‌های مختلف (بین) مرتب می‌شوند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور_dخروجی نوری در چندین دسته طبقه‌بندی می‌شود که هر کدام نشان‌دهنده محدوده خاصی از حداقل و حداکثر شدت نور بر حسب میلی‌کاندلا (mcd) هستند. این دسته‌ها از یک کد الفبایی-عددی پیروی می‌کنند (مانند L1, L2, M1... تا GA). برای این شماره قطعه خاص، دسته‌های خروجی ممکن برجسته شده‌اند و قطعه معمولی در دسته "AA" (1120 تا 1400 میلی‌کاندلا) قرار می‌گیرد. اندازه‌گیری شار نوری دارای تلرانس ±8% است._FM3.2 دسته‌بندی طول موج غالب_Jرنگ زرد با دسته‌بندی طول موج غالب کنترل می‌شود. دسته‌ها توسط کدهای عددی تعریف می‌شوند که نشان‌دهنده یک محدوده طول موج بر حسب نانومتر (nm) هستند. تلرانس طول موج غالب ±1 نانومتر است. دسته خاص برای این محصول اطمینان می‌دهد که رنگ زرد در محدوده مشخص شده 585-594 نانومتر، معمولاً حول 592 نانومتر، باقی می‌ماند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین نمودار ارائه می‌دهد که رفتار قطعه را تحت شرایط مختلف نشان می‌دهد._{4.1 توزیع طیفی و الگوی تابش}نمودار توزیع طیفی نسبی یک قله در ناحیه زرد (~592 نانومتر) با حداقل انتشار در سایر بخش‌های طیف نشان می‌دهد که رنگ زرد خالص را تایید می‌کند. نمودار الگوی تابش یک نمودار قطبی است که زاویه دید 120 درجه را نشان می‌دهد و توزیع شدت نور آن مشخصه یک بسته‌بندی PLCC با لنز داخلی است._{4.2 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی IV)}این نمودار رابطه نمایی بین ولتاژ مستقیم و جریان را نشان می‌دهد. برای طراحی مدار محدودکننده جریان ضروری است. این منحنی به طراحان اجازه می‌دهد تا V_F را در هر جریان داده شده در محدوده کاری تخمین بزنند._F4.3 وابستگی دمایی

چندین نمودار جزئیات تغییرات عملکرد با دمای اتصال را شرح می‌دهند:

شدت نور نسبی در مقابل دمای اتصال:

نشان می‌دهد که خروجی نور با افزایش دما کاهش می‌یابد که مشخصه تمام LEDها است. این موضوع باید در طراحی حرارتی لحاظ شود.

ولتاژ مستقیم نسبی در مقابل دمای اتصال:

نشان می‌دهد که V_F دارای ضریب دمایی منفی است و به صورت خطی با افزایش دما کاهش می‌یابد. این ویژگی می‌تواند برای حس‌کردن غیرمستقیم دما استفاده شود.

طول موج نسبی در مقابل دمای اتصال:

بیانگر تغییر جزئی در طول موج غالب (معمولاً چند نانومتر) با دما است که برای کاربردهای حساس به رنگ مهم می‌باشد.

طول موج غالب در مقابل جریان مستقیم:

حداقل تغییر در رنگ با تغییر جریان راه‌اندازی را نشان می‌دهد.

4.4 کاهش ظرفیت (دری‌تینگ) و مدیریت پالس

منحنی کاهش جریان مستقیم برای قابلیت اطمینان حیاتی است. این منحنی حداکثر جریان مستقیم پیوسته مجاز را در برابر دمای پد لحیم ترسیم می‌کند. به عنوان مثال، در دمای نقطه لحیم (T_SP) برابر 110 درجه سلسیوس، حداکثر جریان به حدود 34 میلی‌آمپر کاهش می‌یابد. منحنی به صراحت بیان می‌کند که از جریان‌های زیر 5 میلی‌آمپر استفاده نشود. نمودار قابلیت مجاز مدیریت پالس، ناحیه عملیاتی ایمن برای جریان‌های پالسی در چرخه‌های کاری مختلف را تعریف می‌کند و اجازه راه‌اندازی با جریان بیش‌ازحد کوتاه در کاربردهای مالتی‌پلکس یا استروب را می‌دهد.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی_Fاین LED از یک بسته‌بندی استاندارد نصب سطحی PLCC-2 استفاده می‌کند. نقشه مکانیکی (که در بخش 7 اشاره شده است) ابعاد دقیق شامل طول، عرض، ارتفاع و فاصله پایه‌ها را ارائه می‌دهد. بسته‌بندی دارای بدنه پلاستیکی قالب‌گیری شده با یک لنز داخلی است که زاویه دید 120 درجه را شکل می‌دهد. قطبیت توسط شکل بسته‌بندی و/یا علامت‌گذاری نشان داده می‌شود که کاتد معمولاً مشخص شده است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 طرح پد لحیم توصیه شده

• یک طرح پایه (الگوی لند) توصیه شده ارائه شده است تا اطمینان حاصل شود که لحیم‌کاری به درستی انجام می‌شود، پایداری مکانیکی برقرار است و انتقال حرارت بهینه از LED به برد مدار چاپی (PCB) صورت می‌گیرد.6.2 پروفیل لحیم‌کاری ریفلو
• دیتاشیت یک پروفیل ریفلو با حداکثر دمای 260 درجه سلسیوس برای حداکثر 30 ثانیه مشخص می‌کند. این یک پروفیل لحیم‌کاری استاندارد بدون سرب (Pb-free) است. رعایت این پروفیل برای جلوگیری از آسیب حرارتی به بسته‌بندی پلاستیکی و تراشه و اتصالات سیمی داخلی ضروری است.6.3 احتیاط‌های استفاده_Fاحتیاط‌های عمومی شامل استفاده از محافظت مناسب ESD در حین مونتاژ، اجتناب از اعمال تنش مکانیکی بر روی لنز و اطمینان از ذخیره‌سازی قطعه در یک محیط خشک مطابق با رتبه MSL-2 آن قبل از استفاده می‌باشد.
• 7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارشاطلاعات بسته‌بندی (بخش 10) جزئیات نحوه عرضه LEDها را شرح می‌دهد که معمولاً روی نوار و قرقره (Tape-and-Reel) برای مونتاژ خودکار Pick-and-Place ارائه می‌شوند. ساختار شماره قطعه (57-21-UY0200H-AM) ویژگی‌های کلیدی مانند نوع بسته‌بندی، رنگ، دسته روشنایی و سایر کدهای واریانت را کدگذاری می‌کند. بخش اطلاعات سفارش توضیح می‌دهد که چگونه می‌توان دسته‌های مورد نظر برای شدت نور و طول موج را هنگام ثبت سفارش مشخص کرد.
• 8. توصیه‌های کاربردی8.1 سناریوهای کاربردی معمول

کاربرد اصلی، روشنایی داخلی خودرو است، از جمله:

نور پس زمینه کلاستر ابزار و داشبورد.نور پس زمینه دکمه‌ها، کلیدها و پنل‌های کنترل.چراغ‌های وضعیت عمومی و نشانگر._Sتزئینات نورپردازی محیطی.تاییدیه AEC-Q101 آن را برای این محیط‌های سخت خودرویی با نوسانات دمایی گسترده و لرزش مناسب می‌سازد.8.2 ملاحظات طراحی

راه‌انداز جریان:

استفاده از یک درایور جریان ثابت به شدت به جای منبع ولتاژ ثابت با یک مقاومت سری توصیه می‌شود تا پایداری و طول عمر بهتری حاصل شود. طراحی باید به منحنی IV و مقادیر حداکثر مطلق مراجعه کند.

مدیریت حرارتی:

باید از منحنی کاهش ظرفیت و مقادیر مقاومت حرارتی برای محاسبه حداکثر دمای اتصال در کاربرد استفاده کرد. مساحت کافی مس روی PCB (پد حرارتی) و جریان هوای احتمالی برای پایین نگه داشتن دمای نقطه لحیم مورد نیاز است، به ویژه هنگام راه‌اندازی در جریان حداکثر یا نزدیک به آن.

طراحی نوری:

زاویه دید 120 درجه، روشنایی گسترده‌ای فراهم می‌کند. برای نور متمرکز، ممکن است اپتیک ثانویه مورد نیاز باشد. تغییرات شدت نور و طول موج در بین دسته‌های مختلف باید برای کاربردهایی که نیاز به ظاهر یکنواخت در بین چندین LED دارند، در نظر گرفته شود.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای عمومی PLCC-2 غیرخودرویی، تمایزهای کلیدی این قطعه، تاییدیه AEC-Q101 و محدوده دمای کاری گسترده‌تر (40- تا 110+ درجه سلسیوس) آن است که برای الکترونیک خودرو اجباری می‌باشند. شدت نور معمولی 1120 میلی‌کاندلا برای یک LED زرد استاندارد PLCC-2 نسبتاً بالا است و بازده روشنایی خوبی ارائه می‌دهد. ساختار جامع دسته‌بندی، کنترل دقیق‌تری بر یکنواختی رنگ و روشنایی در محصولات نهایی برای تولیدکنندگان فراهم می‌کند.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

سوال: آیا می‌توانم این LED را مستقیماً از ریل 5 ولت یا 12 ولت خودرو راه‌اندازی کنم؟

پاسخ: خیر. شما باید از یک مدار محدودکننده جریان استفاده کنید. یک مقاومت سری ساده (محاسبه شده با استفاده از قانون اهم: R = (ولتاژ منبع - V_F) / I_F) یا ترجیحاً یک آی‌سی درایور LED با جریان ثابت اختصاصی برای تنظیم جریان به سطح مورد نظر (مثلاً 20 میلی‌آمپر) مورد نیاز است.

سوال: چرا یک مشخصه حداقل جریان (5 میلی‌آمپر) وجود دارد؟

پاسخ: راه‌اندازی یک LED در جریان‌های بسیار پایین می‌تواند منجر به خروجی نور ناپایدار و تغییر رنگ شود. حداقل 5 میلی‌آمپر، عملکرد قابل اطمینان و یکنواخت را تضمین می‌کند.

سوال: چگونه دو مقدار مختلف مقاومت حرارتی را تفسیر کنم؟پاسخ: مقاومت حرارتی الکتریکی (120 کلوین بر وات) از تغییر ولتاژ مستقیم با دما مشتق شده و برای مدل‌سازی الکتریکی استفاده می‌شود. مقاومت حرارتی واقعی (160 کلوین بر وات) اندازه‌گیری مستقیم‌تری از جریان حرارت از اتصال تا نقطه لحیم است و باید برای محاسبات طراحی حرارتی اولیه برای تخمین افزایش دمای اتصال (ΔT_j = P_tot × R_th JS real) استفاده شود.سوال: MSL 2 برای ذخیره‌سازی به چه معناست؟

• پاسخ: سطح حساسیت رطوبتی 2 به این معنی است که بسته‌بندی می‌تواند در یک محیط خشک (رطوبت نسبی ≤ 60% در دمای ≤ 30 درجه سلسیوس) برای حداکثر یک سال قبل از مونتاژ ذخیره شود. پس از باز کردن بسته‌بندی رطوبت‌گیر، قطعات باید ظرف 1 سال استفاده شوند یا تحت فرآیند خشک‌کردن مجدد قرار گیرند.
• 11. مطالعه موردی طراحی عملی
• سناریو:
• طراحی نور پس زمینه یک کلید داشبورد که به 4 LED زرد نیاز دارد. هدف: روشنایی متوسط یکنواخت، عمر طولانی در یک محیط گرم (حداکثر دمای محیط PCB ~85 درجه سلسیوس).

انتخاب جریان:

جریان 15 میلی‌آمپر (زیر مقدار معمولی 20 میلی‌آمپر) را انتخاب کنید تا تولید گرما کاهش یابد و عمر افزایش یابد، در حالی که نور کافی فراهم می‌شود. 2. مدار درایور:از یک آی‌سی درایور جریان ثابت واحد استفاده کنید که قادر به تامین 60 میلی‌آمپر (4x15mA) باشد تا جریان یکسان از طریق تمام LEDها برای روشنایی یکنواخت تضمین شود. 3. تحلیل حرارتی:اتلاف توان هر LED را محاسبه کنید: P_tot ≈ V_F × I_F = 2.0V × 0.015A = 30mW. افزایش دمای اتصال: ΔT_j = 0.03W × 160 K/W = 4.8K. با دمای محیط T_ambient = 85 درجه سلسیوس در نقطه لحیم، T_j ≈ 90 درجه سلسیوس خواهد بود که به خوبی زیر حداکثر 125 درجه سلسیوس است. 4. دسته‌بندی:هنگام سفارش، یک دسته شدت نور محدود (مانند R1 یا R2) و یک دسته طول موج غالب خاص را مشخص کنید تا یکنواختی بصری در بین هر چهار کلید تضمین شود.12. اصل عملکرداین یک دیود ساطع‌کننده نور نیمه‌هادی (LED) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیش از ولتاژ گاف انرژی آن اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال تراشه نیمه‌هادی بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب مواد خاص نیمه‌هادی (معمولاً مبتنی بر AlInGaP برای نور زرد) طول موج و در نتیجه رنگ نور ساطع شده را تعیین می‌کند. لنز اپوکسی داخلی بسته‌بندی PLCC، تراشه را محصور می‌کند، محافظت مکانیکی فراهم می‌کند و پرتو خروجی نور را شکل می‌دهد.

13. روندهای فناوری

روند کلی در چنین قطعاتی به سمت بازده نوری بالاتر (خروجی نور بیشتر به ازای هر وات ورودی الکتریکی)، بهبود یکنواختی و اشباع رنگ و معیارهای قابلیت اطمینان پیشرفته‌تر است. بسته‌بندی در حال تکامل است تا امکان چگالی توان بالاتر و مدیریت حرارتی بهتر فراهم شود. علاوه بر این، ادغام با مدارهای کنترلی روی‌برد (مانند LEDهای آدرس‌پذیر I2C) رایج‌تر می‌شود، اگرچه این قطعه خاص یک جزء گسسته استاندارد است. تقاضا برای قطعات تایید شده AEC-Q101 با پیچیده‌تر و گسترده‌تر شدن روشنایی خودرو همچنان در حال رشد است.AEC-Q101 qualificationand extended operating temperature range (-40°C to +110°C), which are mandatory for automotive electronics. The typical luminous intensity of 1120mcd is relatively high for a standard PLCC-2 yellow LED, offering good brightness efficiency. The comprehensive binning structure provides manufacturers with tighter control over color and brightness consistency in their final products.

. Frequently Asked Questions (Based on Technical Parameters)

Q: Can I drive this LED directly from a 5V or 12V automotive rail?A: No. You must use a current-limiting circuit. A simple series resistor (calculated using Ohm's Law: R = (V_supply- V_F) / I_F) or, preferably, a dedicated constant-current LED driver IC is required to set the current to the desired level (e.g., 20mA).

Q: Why is there a minimum current specification (5mA)?A: Driving an LED at extremely low currents can lead to unstable light output and color shift. The 5mA minimum ensures reliable and consistent operation.

Q: How do I interpret the two different thermal resistance values?A: The electrical thermal resistance (120 K/W) is derived from the change in forward voltage with temperature and is used for electrical modeling. The real thermal resistance (160 K/W) is a more direct measure of heat flow from the junction to the solder point and should be used for primary thermal design calculations to estimate junction temperature rise (ΔT_J= P_d× R_{th JS real}).

Q: What does MSL 2 mean for storage?A: Moisture Sensitivity Level 2 means the package can be stored in a dry environment (

. Practical Design Case Study

Scenario:Designing a dashboard switch backlight requiring 4 yellow LEDs. Target: consistent medium brightness, long life in a hot environment (max PCB ambient ~85°C).Design Steps: 1. Current Selection:Choose 15mA (below the 20mA typical) to reduce heat generation and increase lifetime, while still providing sufficient light. 2.Driver Circuit:Use a single constant-current driver IC capable of sourcing 60mA (4x15mA) to ensure identical current through all LEDs for uniform brightness. 3.Thermal Analysis:Calculate power dissipation per LED: P_d≈ V_F× I_F= 2.0V × 0.015A = 30mW. Junction temperature rise: ΔT_J= 0.03W × 160 K/W = 4.8K. With T_ambient= 85°C at the solder point, T_J≈ 90°C, which is well below the 125°C maximum. 4.Binning:Specify a tight luminous intensity bin (e.g., R1 or R2) and a specific dominant wavelength bin when ordering to guarantee visual consistency across all four switches.

. Operating Principle

This is a semiconductor light-emitting diode (LED). When a forward voltage exceeding its bandgap voltage is applied, electrons and holes recombine in the active region of the semiconductor chip, releasing energy in the form of photons (light). The specific material composition of the semiconductor (typically based on AlInGaP for yellow light) determines the wavelength, and thus the color, of the emitted light. The built-in epoxy lens of the PLCC package encapsulates the chip, provides mechanical protection, and shapes the light output beam.

. Technology Trends

The general trend in such components is towards higher luminous efficacy (more light output per watt of electrical input), improved color consistency and saturation, and enhanced reliability metrics. Packaging is evolving to allow for higher power density and better thermal management. Furthermore, integration with onboard control circuitry (like I2C addressable LEDs) is becoming more common, though this particular device is a standard, discrete component. The demand for AEC-Q101 qualified components continues to grow as automotive lighting becomes more sophisticated and widespread.