Lembaran Data LED Putih PLCC-2 - Dimensi 2.20x1.40x1.30mm - Voltan 3.0V - Kuasa 0.06W

1. Gambaran Keseluruhan Produk

1.1 Penerangan Umum

Komponen ini ialah diod pemancar cahaya (LED) putih dalam pakej PLCC-2 (Pembawa Cip Bersambung Plastik). Peranti ini dihasilkan menggunakan cip semikonduktor biru digabungkan dengan salutan fosfor untuk menghasilkan cahaya putih. Pakej permukaan mount padat berukuran panjang 2.20 mm, lebar 1.40 mm, dan tinggi 1.30 mm, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang terhad ruang.

1.2 Ciri-ciri

• Pakej:Bentuk faktor PLCC-2.
• Sudut Pandangan:Sudut pandangan sangat luas, tipikal 120 darjah.
• Keserasian Pemasangan:Direka untuk semua proses pemasangan dan pematerian Teknologi Permukaan Mount (SMT) standard.
• Pembungkusan:Boleh didapati dibekalkan pada pita dan gegelung untuk penempatan automatik.
• Kepekaan Kelembapan:Dinilai pada Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL) 2.
• Pematuhan Alam Sekitar:Mematuhi peraturan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya) dan REACH (Pendaftaran, Penilaian, Kebenaran dan Sekatan Bahan Kimia).
• Kelayakan:Ujian kelayakan produk berdasarkan standard AEC-Q101 untuk kelayakan ujian tekanan bagi semikonduktor diskret gred automotif.

1.3 Aplikasi

Aplikasi utama untuk LED ini adalah dalampencahayaan dalaman automotif. Ini termasuk aplikasi seperti pencahayaan belakang papan pemuka, pencahayaan suis, pencahayaan ambien, dan lampu penunjuk dalam kabin kenderaan.

2. Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Ciri-ciri Elektrik dan Optik

Semua parameter dinyatakan pada suhu titik pateri (Ts) 25°C. Ini ialah titik rujukan kritikal untuk pengiraan reka bentuk.

• Voltan Ke Hadapan (V_F):Kejatuhan voltan tipikal merentasi LED pada arus ke hadapan (I_F) 20mA ialah 3.0 Volt. Had minimum dan maksimum untuk pengeluaran ialah 2.7V dan 3.3V, masing-masing. Toleransi pengukuran ialah ±0.1V.
• Arus Songsang (I_R):Arus bocor maksimum apabila voltan songsang (V_R) 5V dikenakan ialah 10 µA.
• Keamatan Cahaya (I_V):Output cahaya tipikal pada I_F=20mA ialah 1200 milikandela (mcd), dengan julat dari 800 mcd (min) hingga 1500 mcd (maks). Toleransi pengukuran ialah ±10%.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):Ditakrifkan sebagai sudut penuh di mana keamatan cahaya adalah separuh daripada keamatan puncak. Nilai tipikal ialah 120 darjah, menyediakan corak pencahayaan yang sangat luas dan seragam.
• Rintangan Terma (R_θJ-S):Rintangan terma dari simpang LED ke titik pateri adalah maksimum 300 °C/W. Parameter ini penting untuk reka bentuk pengurusan haba bagi mengelakkan terlalu panas.

2.2 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah keadaan ini tidak disyorkan.

• Pelesapan Kuasa (P_D):99 mW maksimum.
• Arus Ke Hadapan Berterusan (I_F):30 mA maksimum.
• Arus Ke Hadapan Puncak (I_FP):100 mA maksimum, dinyatakan di bawah kitaran tugas 1/10 dengan lebar denyut 10ms.
• Voltan Songsang (V_R):5 V maksimum.
• Nyahcas Elektrostatik (ESD):Penarafan Model Badan Manusia (HBM) 8000V.
• Suhu Operasi & Penyimpanan (T_OPR, T_STG):-40°C hingga +100°C.
• Suhu Simpang Maksimum (T_J):120°C. Ini ialah suhu tertinggi yang dibenarkan pada simpang semikonduktor itu sendiri.

3. Penerangan Sistem Pengelasan

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran besar-besaran, LED dikelaskan ke dalam bin berdasarkan parameter elektrik dan optik utama yang diukur pada I_F= 20mA.

3.1 Pengelasan Voltan Ke Hadapan (V_F)

LED dikumpulkan ke dalam bin yang ditetapkan F2, G1, G2, H1, H2, dan I1, sepadan dengan julat voltan spesifik dari 2.7-2.8V hingga 3.2-3.3V. Ini membolehkan pereka memilih bahagian dengan toleransi voltan yang lebih ketat untuk keperluan litar spesifik mereka.

3.2 Pengelasan Keamatan Cahaya (I_V)

Output bercahaya dikelaskan kepada tiga kategori: L1 (800-1000 mcd), L2 (1000-1200 mcd), dan M1 (1200-1500 mcd). Pengelasan ini memastikan keseragaman kecerahan dalam pemasangan.

3.3 Pengelasan Koordinat Kromatisiti

Titik warna putih ditakrifkan dalam kawasan spesifik pada rajah kromatisiti CIE 1931. Lembaran data menentukan tiga bin (TC1, TC2, TC3), setiap satu ialah kawasan segi empat yang menyatakan julat boleh terima koordinat warna x dan y. Toleransi untuk koordinat ini ialah ±0.005. Ini mengawal hue dan ketepuan cahaya putih, memastikan penampilan putih yang konsisten merentasi pelbagai LED.

4. Analisis Keluk Prestasi

4.1 Arus Ke Hadapan vs. Voltan Ke Hadapan (Keluk IV)

Keluk ciri menunjukkan hubungan tidak linear. Voltan ke hadapan meningkat dengan arus, bermula sekitar 2.5V pada arus sangat rendah dan naik kepada kira-kira 3.2V pada arus berterusan maksimum 30mA. Keluk ini penting untuk reka bentuk pemacu, terutamanya untuk pemacu arus malar, untuk memahami voltan pematuhan yang diperlukan.

4.2 Arus Ke Hadapan vs. Keamatan Cahaya Relatif

Keluk ini menunjukkan bahawa output cahaya adalah berkadar secara kasar dengan arus dalam julat operasi. Walau bagaimanapun, ia tidak linear sempurna, dan kecekapan (output cahaya per unit kuasa elektrik) biasanya berkurangan pada arus sangat tinggi disebabkan peningkatan penjanaan haba. Keluk mengesahkan bahawa 20mA ialah titik operasi standard yang memberikan kecekapan dan output yang baik.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Pakej PLCC-2 mempunyai saiz badan 2.20mm (P) × 1.40mm (L) × 1.30mm (T). Semua toleransi dimensi ialah ±0.20mm melainkan dinyatakan sebaliknya pada lukisan. Pakej termasuk lensa acuan yang mencipta sudut pandangan luas 120 darjah.

5.2 Pengenalpastian Polarity dan Corak Pematerian

Katod (terminal negatif) dikenal pasti oleh penanda khas pada pakej, biasanya titik hijau, takuk, atau sudut serong seperti yang ditunjukkan dalam rajah. Corak pad pateri yang disyorkan (footprint) disediakan untuk tata letak PCB. Corak ini direka untuk memastikan sambungan pateri yang boleh dipercayai dan penjajaran yang betul semasa pematerian refluks.

6. Garis Panduan Pematerian Refluks SMT dan Pengendalian

6.1 Profil Pematerian Refluks

Sebagai komponen MSL Tahap 2, LED ini mesti dipateri dalam tempoh 168 jam (1 minggu) selepas membuka beg sensitif kelembapan di bawah keadaan lantai kilang (<30°C/60% RH). Profil refluks tanpa plumbum standard (SAC305) adalah sesuai. Parameter utama termasuk ramp pemanasan awal, zon rendam untuk mengaktifkan fluks, suhu puncak biasanya tidak melebihi 260°C, dan fasa penyejukan terkawal. Masa tertentu di atas likuidus (contohnya, 217°C) harus dikawal untuk mengurangkan tekanan terma pada komponen.

6.2 Langkah Berjaga-jaga Pengendalian dan Penyimpanan

• Perlindungan ESD:Walaupun peranti mempunyai voltan tahan ESD tinggi (8000V HBM), langkah berjaga-jaga ESD standard (tali pergelangan tangan, tikar konduktif, pengion) mesti diikuti semasa pengendalian untuk mencegah kerosakan terpendam.
• Pengurusan Haba dalam Operasi:Arus operasi maksimum harus ditentukan selepas mengukur suhu pakej sebenar dalam aplikasi. Suhu simpang (T_J) tidak boleh melebihi penarafan maksimum mutlaknya iaitu 120°C. Pereka mesti mempertimbangkan rintangan terma dan memastikan penyejuk haba yang mencukupi melalui pad dan jejak PCB.
• Pembersihan:Jika pembersihan diperlukan selepas pateri, gunakan kaedah dan pelarut yang serasi dengan bahan pakej plastik untuk mengelakkan kerosakan atau perubahan warna pada lensa.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

Komponen dibekalkan pada pita pembawa timbul yang dililit pada gegelung. Lembaran data menyediakan dimensi tepat untuk poket pita pembawa, lebar pita, pic, dan diameter gegelung. Maklumat ini penting untuk pengaturcaraan mesin pick-and-place automatik.

7.2 Ujian Kebolehpercayaan

Produk menjalani siri ujian kebolehpercayaan berdasarkan garis panduan AEC-Q101. Ujian ini mungkin termasuk (tetapi tidak terhad kepada) Hayat Operasi Suhu Tinggi (HTOL), Kitaran Suhu (TC), Suhu Tinggi Kelembapan Tinggi Songsang Bias (H3TRB), dan ujian tekanan lain untuk mengesahkan prestasi di bawah keadaan automotif.

8. Cadangan Reka Bentuk Aplikasi

8.1 Aplikasi Tipikal: Pencahayaan Dalaman Automotif

Untuk pencahayaan papan pemuka, sudut pandangan luas adalah bermanfaat untuk memastikan pengedaran cahaya seragam merentasi panel atau simbol besar. Pemacu arus malar sangat disyorkan berbanding gabungan voltan malar/perintang untuk memastikan output cahaya stabil tanpa mengira variasi kecil dalam voltan ke hadapan atau suhu. Pemacu harus direka untuk mengehadkan arus ke tahap selamat, biasanya 20-30mA, berdasarkan pertimbangan terma.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pengehadan Arus:Sentiasa gunakan perintang siri atau, lebih baik, pemacu arus malar aktif.
• Laluan Haba:Maksimumkan kawasan kuprum yang disambungkan ke pad haba LED (titik pateri) pada PCB untuk bertindak sebagai penyejuk haba.
• Reka Bentuk Optik:Pertimbangkan corak pancaran 120 darjah apabila mereka bentuk pandu cahaya, penyebar, atau lensa untuk mencapai kesan pencahayaan yang diingini.

9. Perbandingan Teknikal dan Kelebihan

Berbanding dengan LED gred bukan automotif generik, komponen ini menawarkan pembeza utama:

• Kelayakan Automotif (AEC-Q101):Ini ialah kelebihan utama, menunjukkan peranti diuji untuk menahan keadaan persekitaran keras (ekstrem suhu, getaran, kelembapan) yang terdapat dalam aplikasi automotif.
• Pengelasan Terkawal:Pengelasan voltan ke hadapan dan keamatan cahaya terperinci memberikan prestasi yang boleh diramal, penting untuk aplikasi yang memerlukan konsistensi visual.
• Sudut Pandangan Luas:Sudut 120 darjah adalah berfaedah untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan luas dan sekata tanpa optik sekunder.
• Pakej Teguh:Pakej PLCC-2 menawarkan kestabilan mekanikal yang baik dan footprint sambungan pateri yang boleh dipercayai.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

10.1 Apakah voltan pemacu yang diperlukan untuk LED ini?

Pemacu mesti membekalkan voltan lebih tinggi daripada voltan ke hadapan maksimum rentetan LED di bawah keadaan paling teruk. Untuk satu LED, bekalan sekurang-kurangnya 3.5V disyorkan untuk mengambil kira V_Fmaksimum 3.3V dan beberapa margin.

10.2 Bolehkah saya memacu LED ini dengan bekalan 5V dan perintang?

Ya, tetapi ia memerlukan pengiraan berhati-hati. Contohnya, pada sasaran 20mA dengan V_Ftipikal 3.0V dari bekalan 5V: R = (5V - 3.0V) / 0.020A = 100Ω. Penarafan kuasa perintang akan menjadi P = I^2 * R = (0.02^2)*100 = 0.04W, jadi perintang 1/8W atau 1/10W adalah mencukupi. Walau bagaimanapun, kecekapan rendah (~60%), dan output cahaya akan berbeza dengan bin V_Fdan turun naik voltan bekalan.

10.3 Berapa banyak LED yang boleh saya sambung secara bersiri?

Bilangan bergantung pada voltan pematuhan pemacu anda. Untuk pemacu 12V, mengambil kira beberapa headroom: N = (12V - headroom) / V Maks_F. Menggunakan headroom 2V dan maks 3.3V: (12-2)/3.3 ≈ 3 LED bersiri. Sentiasa semak lembaran data pemacu.

11. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal

11.1 Mereka Bentuk Pencahayaan Belakang Kawalan HVAC Automotif

Senario:Mencahayakan empat simbol butang pada panel kawalan iklim. Kecerahan dan warna seragam adalah kritikal.

Langkah Reka Bentuk:

1. Pilih LED dari bin keamatan cahaya sama (contohnya, L2: 1000-1200mcd) dan bin kromatisiti sama (contohnya, TC2) untuk memastikan konsistensi.

2. Reka bentuk litar pemacu arus malar mudah menggunakan cip pemacu LED khusus yang mampu output jumlah 80mA (4 LED × 20mA).

3. Letakkan LED pada PCB dengan pusatnya sejajar di bawah kawasan resap simbol butang.

4. Gunakan topeng pateri putih pada PCB sekitar LED untuk memantulkan cahaya ke atas dan meningkatkan kecekapan.

5. Pastikan PCB mempunyai tuangan kuprum terma yang mencukupi disambungkan ke pad LED, kerana ruang tertutup mungkin menghadkan aliran udara.

Pendekatan ini memastikan pencahayaan yang boleh dipercayai, seragam, dan tahan lama.

12. Pengenalan Prinsip Teknologi

Ini ialah LED putih yang ditukar fosfor. Sumber cahaya asas ialah cip semikonduktor indium gallium nitride (InGaN) yang memancarkan cahaya biru apabila berpincang ke hadapan. Cahaya biru ini mengenai lapisan fosfor yttrium aluminum garnet didop serium (YAG:Ce) yang disimpan pada atau berhampiran cip. Fosfor menyerap sebahagian foton biru dan memancarkannya semula sebagai cahaya kuning. Gabungan cahaya biru yang tinggal dan cahaya kuning yang ditukar dianggap oleh mata manusia sebagai cahaya putih. Warna putih tepat (sejuk, neutral, hangat) ditentukan oleh nisbah cahaya biru kepada kuning, yang dikawal oleh komposisi dan ketebalan fosfor.

13. Tren Teknologi

Tren dalam LED SMD sedemikian untuk pencahayaan automotif dan umum adalah ke arah:

Kecekapan Lebih Tinggi (lm/W):Meningkatkan output cahaya per watt elektrik, mengurangkan penggunaan tenaga dan beban terma.

Pembiakan Warna Diperbaiki (CRI):Menggunakan campuran fosfor berbilang untuk menghasilkan cahaya yang memaparkan warna dengan lebih tepat, penting untuk pencahayaan ambien dalaman.

Konsistensi Warna Lebih Ketat:Kemajuan dalam aplikasi fosfor dan proses pengelasan menghasilkan LED dengan variasi sangat kecil dalam koordinat kromatisiti.

Ketumpatan Kuasa Meningkat:Membangunkan pakej yang boleh mengendalikan arus pacuan lebih tinggi dalam footprint sama atau lebih kecil, dimungkinkan oleh bahan dan reka bentuk pengurusan haba yang lebih baik.

Integrasi:Menggabungkan pelbagai cip LED atau komponen pemacu ke dalam modul pakej tunggal.