Spesifikasi LED Merah PLCC-2 - Sudut Pandangan 120° - 2.0V Tipikal - 40mW - Gred Automotif - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk LED merah prestasi tinggi permukaan-pasang yang disarung dalam pakej PLCC-2 (Pembawa Cip Berpimpin Plastik). Peranti ini direka terutamanya untuk persekitaran elektronik automotif yang mencabar, menawarkan gabungan keluaran cahaya tinggi, sudut pandangan lebar, dan pensijilan kebolehpercayaan yang teguh.

Kelebihan teras komponen ini termasuk kelayakannya kepada piawaian AEC-Q102 untuk peranti optoelektronik diskret, memastikan kesesuaiannya untuk aplikasi automotif. Ia mempunyai ketahanan sulfur yang dikelaskan sebagai A1, menjadikannya tahan terhadap atmosfera menghakis. Tambahan pula, produk ini mematuhi arahan RoHS, REACH dan bebas halogen, selaras dengan peraturan alam sekitar dan keselamatan global. Pasaran sasarannya yang utama adalah sistem pencahayaan dalaman dan luaran automotif, termasuk tetapi tidak terhad kepada kluster papan pemuka, lampu penunjuk, dan pelbagai fungsi pencahayaan dalam kenderaan.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Ciri-ciri Fotometrik dan Optik

Prestasi fotometrik utama LED ditakrifkan di bawah arus ke hadapan tipikal (I_F) 20mA. Keamatan pencahayaan tipikal (I_V) ialah 1400 millicandelas (mcd), dengan julat ditetapkan dari minimum 900 mcd hingga maksimum 2240 mcd bergantung pada pilihan pembin. Kecerahan tinggi ini dicapai sambil mengekalkan sudut pandangan (φ) yang sangat lebar iaitu 120 darjah, ditakrifkan sebagai sudut luar paksi di mana keamatan pencahayaan turun kepada separuh daripada nilai puncaknya. Panjang gelombang dominan (λ_d) berada dalam spektrum merah, julat dari 612 nm hingga 627 nm, yang menentukan warna cahaya yang dipancarkan.

2.2 Parameter Elektrik dan Terma

Ciri-ciri elektrik berpusat pada voltan ke hadapan tipikal (V_F) 2.00 volt pada 20mA, dengan had yang dibenarkan antara 1.75V dan 2.75V. Kadar mutlak maksimum mentakrifkan sempadan operasi: arus ke hadapan berterusan maksimum (I_F) 50 mA, disipasi kuasa maksimum (P_d) 137 mW, dan keupayaan arus lonjakan (I_FM) 100 mA untuk denyut ≤ 10 µs. Peranti ini tidak direka untuk operasi bias songsang.

Pengurusan terma adalah kritikal untuk prestasi dan jangka hayat LED. Rintangan terma dari simpang ke titik pateri ditentukan melalui dua kaedah: pengukuran sebenar (R_{th JS real}) dengan nilai tipikal 120 K/W (maks 160 K/W) dan pengukuran elektrik (R_{th JS el}) dengan nilai tipikal 100 K/W (maks 120 K/W). Suhu simpang maksimum yang dibenarkan (T_J) ialah 125°C, dengan julat suhu operasi (T_opr) dari -40°C hingga +110°C.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi dalam reka bentuk aplikasi, LED disusun ke dalam bin berdasarkan parameter utama. Ini membolehkan pereka memilih komponen yang memenuhi keperluan toleransi khusus untuk litar mereka.

3.1 Pembin Keamatan Pencahayaan

Keamatan pencahayaan dikumpulkan kepada empat bin utama: V2 (900-1120 mcd), AA (1120-1400 mcd), AB (1400-1800 mcd), dan BA (1800-2240 mcd). Julat fluks bercahaya yang sepadan juga disediakan untuk rujukan, diukur dengan toleransi ±8%.

3.2 Pembin Panjang Gelombang Dominan

Panjang gelombang dominan, yang menentukan titik warna, dibin dalam langkah 3-nanometer. Bin dilabelkan 1215 (612-615 nm), 1518 (615-618 nm), 1821 (618-621 nm), 2124 (621-624 nm), dan 2427 (624-627 nm), dengan toleransi pengukuran ±1 nm.

3.3 Pembin Voltan Ke Hadapan

Voltan ke hadapan dikategorikan kepada empat bin untuk membantu reka bentuk pemacu dan pemadanan arus dalam tatasusunan pelbagai LED: 1720 (1.75-2.00V), 2022 (2.00-2.25V), 2225 (2.25-2.50V), dan 2527 (2.50-2.75V). Toleransi pengukuran ialah ±0.05V.

4. Analisis Keluk Prestasi

Lembaran data menyediakan beberapa graf penting untuk memahami tingkah laku LED di bawah keadaan operasi yang berbeza.

4.1 Keluk IV dan Keamatan Relatif

Graf Arus Ke Hadapan vs. Voltan Ke Hadapan menunjukkan hubungan eksponen tipikal diod. Keluk Keamatan Pencahayaan Relatif vs. Arus Ke Hadapan menunjukkan bahawa keluaran cahaya meningkat secara super-linear dengan arus sebelum berpotensi tepu, menekankan kepentingan pemacu arus malar.

4.2 Kebergantungan Suhu

Graf utama menggambarkan sensitiviti LED terhadap suhu. Keluk Keamatan Pencahayaan Relatif vs. Suhu Simpang menunjukkan penurunan keluaran cahaya apabila suhu meningkat. Sebaliknya, graf Voltan Ke Hadapan Relatif vs. Suhu Simpang menunjukkan pekali suhu negatif, di mana V_Fmenurun secara linear dengan peningkatan suhu. Sifat ini kadangkala boleh digunakan untuk penderiaan suhu. Graf Anjakan Panjang Gelombang Dominan vs. Suhu Simpang menunjukkan anjakan ke arah panjang gelombang yang lebih panjang (anjakan merah) apabila suhu meningkat.

4.3 Taburan Spektrum dan Penurunan Kadar

Graf Taburan Spektrum Relatif mengesahkan keluaran merah monokromatik dengan puncak di kawasan ~625 nm. Keluk Penurunan Kadar Arus Ke Hadapan adalah penting untuk reka bentuk terma, menunjukkan arus berterusan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu pad pateri. Sebagai contoh, pada suhu pad pateri maksimum 110°C, arus ke hadapan mesti diturunkan kepada 34 mA. Carta Keupayaan Pemprosesan Denyut yang Dibenarkan mentakrifkan kawasan operasi selamat untuk arus denyut pada pelbagai kitar tugas.

5. Maklumat Mekanikal, Pembungkusan dan Pemasangan

5.1 Dimensi Mekanikal dan Polarity

Komponen menggunakan pakej permukaan-pasang PLCC-2 standard. Lukisan mekanikal khusus (diimplikasikan oleh rujukan seksyen) akan memperincikan panjang, lebar, tinggi dan jarak lead. Nombor bahagian termasuk "R" yang menunjukkan konfigurasi polarity songsang; katod biasanya ditunjukkan oleh takuk atau sudut bertanda pada pakej. Pereka mesti merujuk lukisan dimensi terperinci untuk ukuran tepat dan tapak kaki.

5.2 Reka Bentuk Pad Pateri dan Profil Reflow

Susun atur pad pateri yang disyorkan disediakan untuk memastikan pembentukan sendi pateri yang betul, pelepasan terma dan kestabilan mekanikal. Profil pateri reflow ditentukan dengan suhu puncak 260°C selama 30 saat, yang konsisten dengan proses pateri bebas plumbum (Pb-free) standard. Pematuhan kepada profil ini adalah perlu untuk mengelakkan kerosakan terma pada pakej LED atau lampiran die.

5.3 Langkah Berjaga-jaga Pembungkusan dan Pengendalian

Peranti mempunyai Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL) 2. Ini bermakna komponen boleh disimpan sehingga satu tahun pada ≤ 30°C / 60% kelembapan relatif sebelum memerlukan pembakaran sebelum pateri reflow. Langkah berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik) standard mesti dipatuhi, kerana peranti ini dinilai untuk 2 kV Model Badan Manusia (HBM). Maklumat pembungkusan memperincikan spesifikasi gegelung dan pita untuk pemasangan automatik.

6. Garis Panduan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

6.1 Senario Aplikasi Tipikal

LED ini direka secara eksplisit untuk aplikasi automotif:
Pencahayaan Dalaman:Latar belakang papan pemuka, pencahayaan suis, pencahayaan ambien, dan penunjuk sistem infotainmen.
Pencahayaan Luaran:Lampu Berhenti Pemasangan Tinggi Tengah (CHMSL), lampu penanda sisi, dan fungsi isyarat lain di mana kecerahan tinggi dan sudut lebar adalah bermanfaat.
Kluster:Lampu amaran, penunjuk beritahu, dan pencahayaan tolok.

6.2 Pertimbangan Reka Bentuk Kritikal

• Pemacu Arus:Sentiasa gunakan pemacu arus malar atau perintang pembatas arus. Titik operasi tipikal ialah 20mA, tetapi reka bentuk mesti memastikan arus tidak pernah melebihi maksimum mutlak 50mA di bawah sebarang keadaan, dengan mempertimbangkan penurunan kadar untuk suhu.
• Pengurusan Terma:Laluan rintangan terma adalah melalui pad pateri. Pastikan PCB mempunyai tuangan kuprum atau liang terma yang mencukupi untuk menyebarkan haba, terutamanya apabila beroperasi pada suhu ambien atau arus tinggi.
• Perlindungan ESD:Laksanakan langkah kawalan ESD standard semasa pengendalian dan pemasangan. Walaupun dinilai untuk 2kV HBM, perlindungan tambahan pada PCB mungkin diperlukan jika LED terdedah kepada antara muka yang boleh diakses pengguna.
• Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan 120 darjah memberikan pancaran yang sangat lebar. Untuk aplikasi yang memerlukan pancaran yang lebih fokus, optik sekunder (kanta) akan diperlukan.

7. Maklumat Pesanan dan Penyahkodan Nombor Bahagian

Nombor bahagian mengikut struktur tertentu:67-21R-UR0201H-AM.
67-21:Keluarga produk.
R:Polariti songsang.
UR:Kod warna (Merah).
020:Arus ujian (20 mA).
1:Jenis bingkai lead.
H:Tahap kecerahan (Tinggi). Tahap lain termasuk M (Sederhana) dan L (Rendah).
AM:Menandakan gred aplikasi automotif.

Apabila membuat pesanan, kod bin khusus untuk keamatan pencahayaan, panjang gelombang dan voltan ke hadapan mungkin perlu dinyatakan untuk mendapatkan ciri prestasi yang dikehendaki.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED PLCC-2 gred komersial standard, pembeza utama peranti ini adalah kelayakan automotifnya. Pensijilan AEC-Q102 melibatkan ujian tekanan yang ketat untuk kitaran suhu, kelembapan, hayat operasi suhu tinggi, dan keadaan lain khusus untuk persekitaran automotif. Ketahanan sulfur (Kelas A1) adalah satu lagi ciri kritikal untuk penggunaan automotif, di mana pendedahan kepada gas mengandungi sulfur dari tayar, bahan api atau pencemaran atmosfera boleh menghakis komponen bersadur perak dan membawa kepada kegagalan. Julat suhu operasi yang lebar (-40°C hingga +110°C) juga melebihi spesifikasi komersial tipikal.

9. Soalan Lazim (FAQ)

S: Apakah arus ke hadapan minimum untuk LED ini?
J: Lembaran data menentukan arus ke hadapan minimum 5 mA. Operasi di bawah arus ini tidak disyorkan dalam graf penurunan kadar.

S: Bolehkah saya memandu LED ini dengan bekalan 3.3V tanpa perintang?
J: Tidak boleh. Dengan V_Ftipikal 2.0V, menyambungkannya terus ke 3.3V akan menyebabkan aliran arus yang berlebihan, berkemungkinan melebihi kadar maksimum dan memusnahkan LED. Perintang pembatas arus siri atau pemacu arus malar sentiasa diperlukan.

S: Bagaimanakah keamatan pencahayaan berubah dengan suhu?
J: Seperti yang ditunjukkan dalam graf prestasi, keamatan pencahayaan berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Pada suhu simpang maksimum 125°C, keamatan pencahayaan relatif adalah jauh lebih rendah daripada pada 25°C. Reka bentuk terma adalah penting untuk mengekalkan kecerahan.

S: Apakah maksud "MSL: 2" untuk proses pengeluaran saya?
J: MSL 2 bermakna komponen dibungkus dalam beg penghalang kelembapan dengan kad penunjuk kelembapan. Sebaik sahaja beg dibuka, komponen mesti dipateri dalam tempoh 1 tahun jika disimpan pada ≤ 30°C/60% RH. Jika terdedah kepada kelembapan yang lebih tinggi atau melebihi jangka hayat lantai, pembakaran diperlukan sebelum reflow untuk mengelakkan kerosakan "popcorning" semasa pateri.

10. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka Bentuk Penunjuk Amaran Papan Pemuka Kebolehpercayaan Tinggi.
Seorang pereka memerlukan lampu amaran merah "Semak Enjin" yang jelas kelihatan dari pelbagai posisi pemandu, beroperasi dengan boleh dipercayai sepanjang jangka hayat 15 tahun kenderaan, dan berfungsi dalam iklim melampau.

Pemilihan Komponen:LED berkelayakan AEC-Q102 ini dipilih untuk kebolehpercayaannya, sudut pandangan lebar 120° memastikan keterlihatan, dan pembinaan teguh.
Reka Bentuk Litar:LED dipandu oleh sistem 12V kenderaan melalui cip pemacu arus malar ditetapkan kepada 20mA. Pemacu memberikan perlindungan terhadap lonjakan buang beban dan peristiwa polarity songsang yang biasa dalam sistem elektrik automotif.
Reka Bentuk Terma:PCB direka dengan pad terma disambungkan ke satah kuprum besar untuk menyebarkan haba, mengekalkan suhu pad pateri jauh di bawah 110°C walaupun dalam persekitaran kabin panas.
Reka Bentuk Optik:Kanta penyebar ringkas diletakkan di atas LED untuk melembutkan titik cahaya dan mengintegrasikannya secara estetik ke dalam panel kluster.
Pendekatan ini memanfaatkan spesifikasi utama LED untuk mencipta penyelesaian tahan lama dan berprestasi tinggi yang memenuhi piawaian automotif.

11. Pengenalan Prinsip Operasi

Peranti ini ialah Diod Pemancar Cahaya (LED), diod simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan ke hadapan melebihi ambang diod dikenakan, elektron dari rantau jenis-n bergabung semula dengan lubang dari rantau jenis-p dalam lapisan aktif. Proses penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi bahan khusus semikonduktor (biasanya berdasarkan Aluminium Gallium Indium Fosfida - AlGaInP untuk LED merah) menentukan panjang gelombang, dan seterusnya warna, cahaya yang dipancarkan. Pakej PLCC-2 menempatkan die semikonduktor, menyediakan sambungan elektrik melalui bingkai lead, dan termasuk kanta epoksi acuan yang membentuk keluaran cahaya dan melindungi die.

12. Trend dan Perkembangan Teknologi

Trend dalam pencahayaan LED automotif terus ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih banyak lumen per watt), ketumpatan kuasa yang meningkat, dan integrasi yang lebih besar. Walaupun komponen ini adalah peranti diskret, terdapat peningkatan penggunaan pakej pelbagai die dan modul LED yang mengintegrasikan elektronik pemacu dan optik. Tambahan pula, kemajuan dalam teknologi fosfor dan semikonduktor pancaran langsung sedang mengembangkan gamut warna dan meningkatkan pemulihan warna untuk pencahayaan ambien dalaman. Permintaan untuk kebolehpercayaan yang dipertingkatkan, jangka hayat yang lebih panjang, dan prestasi di bawah hud suhu yang lebih tinggi (untuk aplikasi luaran) terus mendorong sains bahan dan inovasi pembungkusan dalam LED gred automotif.