PLCC-2 Red LED 67-21-UR0200L-AM Datasheet - 120° Viewing Angle - 300mcd @ 20mA - 2.0V - Automotive Grade - Simplified Chinese Technical Documentation

1. Product Overview

This document provides the complete technical specifications for the 67-21-UR0200L-AM model high-brightness red light-emitting diode. The device employs a PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier) surface-mount package, primarily designed for the automotive industry to meet the stringent reliability and performance standards required for vehicle applications. Its core function is to provide efficient and reliable red illumination for dashboard indicator lights, interior lighting, and other status displays within the vehicle cockpit.

Faida kuu ya LED hii ni mchanganyiko wa utendaji wake na uthabiti. Chini ya mkondo wa kawaida wa kuendesha wa miliampere 20, nguvu yake ya kawaida ya mwanga ni milicandela 300, ikihakikisha kuonekana bora. Zaidi ya hayo, ina pembe ya kuona ya shahada 120, inayofaa kwa matumizi yanayohitaji kutazama chanzo cha mwanga kutoka pembe nyingi. Kifaa hiki kimepitishwa na kiwango cha AEC-Q101, ambacho ni jaribio la msingi la sekta ya magari kwa vipengele vya nusu-uwazi tofauti, na kuhakikisha kinaweza kustahimili hali ngumu za kawaida katika mazingira ya magari (joto, unyevu, mtikisiko). Wakati huo huo, pia imethibitishwa kuwa inakidhi kanuni za RoHS (Vizuizi vya Vitu hatari) na REACH (Usajili, Tathmini, Idhini na Udhibiti wa Kemikali).

1.1 Target Market and Applications

Soko lengo kuu la LED ni soko la elektroniki ya magari. Utumizi wake maalum unazingatia mambo ya ndani ya gari, na inahitaji uaminifu na utendaji wa muda mrefu wa hali ya juu.

• Taa za ndani za gari:Inatumika kwa taa za ramani, taa za dari, taa za kwenye mashimo ya miguu, na kazi zingine za jumla za taa za ndani zinazohitaji mwanga wa nyekundu wa kiashiria au wa mazingira.
• Dashibodi:Inatumika kwa taa za onyo, alama za kiashiria na taa za mwanga wa nyuma ndani ya dashibodi. Rangi na mwangaza thabiti ni muhimu kwa kuwasilisha taarifa kwa dereva kwa uwazi.

2. In-depth Technical Parameter Analysis

Sehemu hii inatoa ufafanuzi wa kina na wa kitu cha vigezo muhimu vya umeme, vya macho na vya joto vilivyofafanuliwa katika hati ya maelezo. Kuelewa maadili haya ni muhimu kwa usanifu sahihi wa saketi na kuhakikisha uimara wa muda mrefu.

2.1 Photometry and Optical Characteristics

Vigezo hivi vinafafanua pato la mwanga la LED na sifa za rangi.

• Nguvu ya mwanga (I_V):Katika I_F=20mA, thamani ya kawaida ni 300 mcd, thamani ya chini ni 140 mcd, na thamani ya juu ni 450 mcd. Safu hii inazingatia uvumilivu wa kawaida wa utengenezaji. Uvumilivu wa kipimo cha mtiririko wa mwanga ni ±8%.
• Wavelength kuu (λ_d):Hii inafafanua rangi inayohisiwa ya nyekundu. Thamani ya kawaida ni 623 nm, anuwai kutoka 618 nm hadi 630 nm. Toleransi ya kipimo ni ±1 nm. Hii huweka LED hii ndani ya anuwai ya kawaida ya wigo wa nyekundu.
• Pembe ya mtazamo (φ):Inafafanuliwa kama pembe ya nje ya mhimili ambapo nguvu ya mwanga hupungua hadi nusu ya kilele chake. LED hii ina pembe pana ya mtazamo ya digrii 120 (toleransi ±5°), ikitoa muundo mpana wa utoaji.

2.2 Electrical Characteristics

Vigezo hivi ni muhimu sana kwa kubuni sakiti ya kuendesha na kuhakikisha LED inafanya kazi ndani ya eneo lake salama.

• Voltage ya Mbele (V_F):Katika I_FAt 20mA, the typical voltage drop across the LED is 2.0 volts, ranging from 1.75V to 2.75V. The forward voltage measurement tolerance is ±0.05V. This range represents 99% of production output. A current-limiting resistor or constant current driver must be used to accommodate this variation.
• Forward Current (I_F):The recommended continuous operating current is 20 milliamps. The minimum current the device can withstand is 3 milliamps, with an absolute maximum of 30 milliamps. Operating above 30 milliamps risks permanent damage.

2.3 Thermal Characteristics

Usimamizi wa joto ni muhimu kwa utendakazi na maisha ya LED. Joto la juu la kiungo linaweza kupunguza mwanga na kusababisha kushindwa mapema.

• Upinzani wa joto (R_{th JS}）：Kigezo hiki kinaonyesha ufanisi wa joto unapopita kutoka kwenye kiungo cha semiconductor hadi kwenye sehemu ya kuunganishia. Thamani mbili zimetolewa: 160 K/W (thamani iliyopimwa) na 125 K/W (thamani iliyohesabiwa kwa njia ya umeme). Muundo wa joto ulio na usikivu unapaswa kutumia thamani ya juu iliyopimwa. Upinzani wa joto ni bora uwe chini, kwani hii inamaanisha joto linapotea kwa urahisi zaidi.
• Joto la kiungo (T_J):Joto la juu linaloruhusiwa kwa kiungo cha semiconductor ni 125°C. Anuwai ya joto la mazingira ya uendeshaji ni kutoka -40°C hadi +110°C.
• Matumizi ya nguvu (P_d):Nguvu ya juu inayoweza kutumiwa na kifaa ni miliwati 82. Hii imehesabiwa kulingana na mkondo wa juu wa mbele na voltage (P = I * V).

3. Absolute Maximum Ratings

These are stress limits that must not be exceeded under any conditions, even momentarily. Operating beyond these ratings may cause permanent damage.

• Surge current (I_FM):For pulses with a pulse width ≤10 microseconds and an extremely low duty cycle (D=0.005), it is 100 milliamperes. This rating pertains to withstanding brief transients.
• Reverse Voltage (V_R):The deviceHaijakusudiwa kwa kufanya kazi kinyume.Kutumia voltage kinyume kunaweza kuharibu LED mara moja. Ikiwa voltage kinyume inaweza kutokea kwenye mzunguko, hatua za ulinzi lazima zichukuliwe (k.m., kuunganisha diode sambamba).
• Utoaji wa umeme tuli (ESD):Rated at 2 kV (Human Body Model, HBM). This represents a moderate level of ESD protection; standard ESD handling precautions should still be followed during assembly.
• Reflow soldering temperature:During the reflow process, the package can withstand a peak temperature of 260°C for up to 30 seconds.

4. Performance Curve Analysis

The graphs in the datasheet illustrate how key parameters vary with operating conditions, providing essential data for practical design.

4.1 Forward Current vs. Forward Voltage Characteristic Curve (I-V Curve)

Mchoro huu wa msingi unaonyesha uhusiano wa kielelezo kati ya mkondo na voltage. Kwa LED hii, kwa 20mA, voltage kawaida ni 2.0V. Mkunjo huu ni muhimu kwa kuchagua upinzani unaofaa wa kudhibiti mkondo au kubuni kichocheo cha mkondo wa mara kwa mara. Voltage huongezeka kwa njia isiyo ya mstari kadri mkondo unavyoongezeka.

4.2 Uhusiano wa Nguvu ya Mwanga ya Jamaa na Mkondo wa Mwelekeo

Mchoro huu unaonyesha pato la mwanga kuongezeka kadri mkondo unavyoongezeka, lakini sio kikamilifu mstari, haswa kwenye mikondo ya juu. Inasaidia kuamua mkondo wa kuchochea unaohitajika kufikia kiwango cha mwangaza kinachohitajika, huku ukizingatia ufanisi.

4.3 Mtegemezi wa Joto Curve

Michoro mitatu muhimu inaonyesha athari za joto la kiungo (T_J):

• Relative luminous intensity vs. T_J:Relationship: Light output decreases with increasing temperature. This is a key consideration for applications in high-temperature environments such as automotive interiors.
• Relative forward voltage vs. T_J:Relationship: Forward voltage decreases linearly with increasing temperature (typically -2 mV/°C for red LEDs). This characteristic can sometimes be used for temperature sensing.
• Relative wavelength shift vs. T_J:Uhusiano: Mzunguko mkuu wa mwanga hubadilika kidogo kwa joto (kawaida ni nanomita chache), ambayo inaweza kuathiri mtazamo wa rangi katika matumizi muhimu.

4.4 Forward Current Derating Curve

Hii ni moja ya chati muhimu zaidi kwa upimaji wa kuegemea. Inaonyesha uhusiano kati ya mkondo wa juu unaoruhusiwa unaoendelea wa mbele na joto la pedi (T_S). Kadiri joto la mazingira/pedi linavyoongezeka, mkondo wa juu wa usalama wa kufanya kazi hupungua. Kwa mfano, kwenye joto la juu la pedi la 110°C, mkondo wa juu unaoruhusiwa unaoendelea ni miliampea 30. Wabunifu lazima wahakikishe kuwa mkondo wa uendeshaji uko chini ya mstari huu wa kupunguzwa kulingana na hali mbaya zaidi ya joto katika matumizi yao.

4.5 Allowable Pulse Handling Capability

This graph defines the allowable peak pulse current for different pulse widths (t_p) and duty cycles (D). It allows the LED to be driven with short, high-current pulses to achieve very high instantaneous brightness, provided the average power and junction temperature limits are not exceeded.

5. Grading System Description

Kutokana na uvumilivu wa utengenezaji, LED zinagawanywa kulingana na utendaji. Hii inaruhusu wateja kuchagua vifaa vilivyo na sifa maalum.

5.1 Uainishaji wa Nguvu ya Mwanga

LED zimegawanywa kulingana na kiwango chao cha chini cha mwanga kwenye 20mA. Uainishaji unataja vikundi kutoka L1 (11.2-14 mcd) hadi GA (18000-22400 mcd). Kwa 67-21-UR0200L-AM, kiwango cha kawaida kimejikita karibu 300 mcd, na kinaweza kuanguka ndani ya kikundi T1 (280-355 mcd) au T2 (355-450 mcd). Uainishaji utasisitiza "Possible Output Binning" kuonyesha safu maalum ya nguvu inayopatikana kwa modeli hii.

5.2 Dominant Wavelength Binning

LED pia zimegawanywa kulingana na wavelength yao kuu ili kuhakikisha uthabiti wa rangi. Vikundi vinafafanuliwa kwa nyongeza ya 3nm au 4nm. Kwa wavelength ya kawaida ya 623nm, vikundi vinavyohusika ni 2124 (621-624nm), 2427 (624-627nm), na 2730 (627-630nm). Kikundi maalum katika agizo fulani huamua kiwango halisi cha nyekundu.

6. Mechanical and Packaging Information

The device uses a standard PLCC-2 surface-mount package. This package has two leads and typically includes a molded plastic lens. Precise dimensions, including length, width, height, and lead pitch, are provided in the mechanical drawing (Section 7 of the PDF document). The recommended land pattern (Section 8) is crucial for achieving reliable solder joints and good thermal connection to the PCB. Adhering to these dimensions helps prevent tombstoning and ensures good heat dissipation.

7. Welding and Assembly Guide

7.1 Reflow Soldering Temperature Profile

Spec inabainisha mkunjo wa reflow soldering wenye kiwango cha juu cha joto cha 260°C kwa sekunde 30. Huu ni mkunjo wa kawaida wa reflow soldering usio na risasi (SnAgCu). Kiwango cha joto cha kupasha joto kabla, kudumisha joto, reflow na kupoa kinapaswa kudhibitiwa kulingana na miongozo ya kawaida ya IPC/JEDEC, ili kuepuka mshtuko wa joto na kuhakikisha umbo zuri la mshono.

7.2 Usage Precautions

General handling and design considerations include:

• Kinga ya ESD:Tumia hatua za kawaida za kuzuia umeme tuli wakati wa uendeshaji na usanikishaji.
• Udhibiti wa mkondo:Operate LED kwa kifaa cha kudhibiti mkondo (resistor au kiendeshi) kila wakati. Usiunganishe moja kwa moja kwenye chanzo cha voltage.
• Ulinzi dhidi ya voltage ya nyuma:Tekeleza ulinzi wa mzunguko ikiwa voltage ya nyuma inaweza kutokea kwenye mzunguko.
• Usimamizi wa joto:Wakati wa kubuni PCB, eneo la kutosha la shaba au mashimo ya upitishaji joto yanapaswa kutolewa ili kupunguza joto, hasa wakati wa kufanya kazi chini ya mkondo wa juu au hali ya joto ya mazingira ya juu.
• Usafi:Tumia vimumunyisho vyenye usafi unaolingana na ufungaji wa plastiki.

8. Application Design Considerations

8.1 Drive Circuit Design

The simplest driving method is to connect a resistor in series. The formula for calculating the resistor value (R) is R = (V_{Power supply}- V_F) / I_F. Use the maximum V from the datasheet_FThamani ya (2.75V), ili kuhakikisha hata kwa V ya juu_Fya kifaa, sasa haizidi kiwango kinachohitajika. Kwa mfano, kwa kutumia usambazaji wa umeme wa 5V na lengo la sasa la miliampere 20: R = (5V - 2.75V) / 0.020A = 112.5Ω (tumia thamani ya kawaida ya 110Ω au 120Ω). Nguvu ya kiwango cha upinzani inapaswa kuwa angalau P = I²* R. Ili kupata mwangaza na ufanisi thabiti zaidi, hasa wakati joto linabadilika, inashauriwa kutumia kiendesha cha sasa mara kwa mara.

8.2 Ubunifu wa Joto katika Mazingira ya Magari

Gharama za ndani za gari zinaweza kupitia halijoto kali. Ni muhimu kutumia kwa makini mkunjo wa kupunguza nguvu. Ikiwa LED imewekwa karibu na chanzo cha joto (kwa mfano, nyuma ya dashibodi inayopigwa na jua), halijoto ya PCB ya eneo husika inaweza kuwa juu zaidi kuliko halijoto ya hewa ndani ya gari. Inashauriwa kufanya uigaji au upimaji wa joto. Kutumia PCB iliyo na safu ya ardhini ya ndani iliyounganishwa na pedi ya kupoza joto ya LED (ikiwepo) kunaweza kuboresha sana usambazaji wa joto.

8.3 Ujumuishaji wa Optics

Pembe ya mtazamo ya digrii 120 inafaa kwa taa za eneo pana. Kwa viashiria vya mwanga vilivyolengwa, vifaa vya sekondari vya optiki (lenzi au fimbo ya kuongoza mwanga) vinaweza kuhitajika. Nyenzo za ufungaji za plastiki zinaweza kuwa na sifa maalum za fahirisi ya kinzani, ambazo zinapaswa kuzingatiwa wakati wa kubuni kinzabera cha mwanga au kifaa cha kusambaza mwanga karibu.

9. Technical Comparison and Differentiation

Ikilinganishwa na LED ya kawaida ya nyekundu ya PLCC-2, tofauti kuu ya aina hii iko katikaAEC-Q101 Certification和Detailed Binning InformationAEC-Q101 certification involves a series of stress tests not undergone by general-purpose components (High-Temperature Operating Life, Temperature Cycling, Moisture Resistance, etc.). This provides a higher level of confidence in long-term reliability for automotive applications. Extensive binning allows for tighter control of brightness and color consistency across production lots, which is crucial for automotive dashboards where all warning lights must match.

10. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)

Swali: Je, naweza kuendesha LED hii kwa 30 milliamperes kwa mfululizo?
Jibu: Kulingana na mkunjo wa kupunguza uwezo, unaweza kuendesha kwa 30 milliamperes kwa mfululizo tu wakati joto la pedi ya kuunganishia (T_S) ni sawa au chini ya 30°C. Katika hali ya joto ya kweli zaidi ya mazingira ya ndani ya gari ya 85°C, mkondo wa juu unaoruhusiwa kwa mfululizo hupunguzwa hadi takriban 22-24 milliamperes. Hakikisha kurejelea grafu ya kupunguza uwezo kulingana na joto la matumizi yako mahususi.

Swali: Kuna tofauti gani kati ya "thamani ya kawaida" na "thamani ya kiwango" cha nguvu ya mwanga?
Jibu: "Thamani ya kawaida" (300 mcd) ni wastani wa takwimu katika spec sheet. Unaponunua, utapokea kutoka kwakiwango maalum(kwa mfano, T1: 280-355 mcd) vifaa. LED zote katika agizo lako zitakuwa na nguvu isiyopungua kiwango cha chini cha anuwai hiyo, kuhakikisha uthabiti. Thamani za kawaida huanguka ndani ya anuwai ya viwango.

Swali: Kwa nini upinzani wa joto umetolewa na thamani mbili tofauti?
Jibu: Thamani ya "kupimwa moja kwa moja" (160 K/W) ilipatikana kwa kupima moja kwa moja. Thamani ya "njia ya umeme" (125 K/W) imehesabiwa kulingana na utegemezi wa joto wa voltage ya mwelekeo mzuri. Kwa muundo wa joto uliojihami, tumia thamani ya juu ya "kupimwa moja kwa moja" kila wakati.

Swali: Je, inahitaji heatsink?
Jibu: Wakati wa kufanya kazi kwa mfululizo kwa 20mA katika mazingira ya wastani (joto la mazingira ≈25°C), matumizi ya nguvu ni takriban 40mW (20mA * 2.0V), chini ya kiwango cha juu cha 82mW. Kwa kawaida, pedi za msingi za PCB zinatosha. Hata hivyo, katika mazingira ya moto ya magari (k.m. 85°C) au kwa mkondo wa juu zaidi, ni muhimu kuboresha njia ya joto kwa kutumia pedi za shaba kubwa zaidi kwenye PCB au mashimo ya upitishaji joto ili kuweka joto la kiungo chini ya 125°C.

11. Uchambuzi wa Kesi Halisi za Ubunifu

Tukio:Buni taa nyekundu ya "mlango haujafungwa" kwa dashibodi ya gari. LED itaendeshwa na mfumo wa 12V wa gari (thamani ya kawaida, lakini anuwai inaweza kuwa kutoka 9V hadi 16V). Joto la juu linalotarajiwa la PCB katika eneo la dashibodi ni 85°C.

Hatua za Ubunifu:

1. Uchaguzi wa Umeme:Katika T_S= 85°C, angalia curve ya derating. Upeo wa mkondo endelevu ni takriban 22 mA. Ili kutoa ukingo na kuhakikisha maisha marefu, chagua mkondo wa kuendesha wa 15 mA.
2. Saketi ya Kuendesha:For simplicity, a series resistor is used. Worst-case current calculation uses maximum V_F(2.75V) and minimum supply voltage (9V during engine start). R = (9V - 2.75V) / 0.015A = 416.7Ω. A standard 430Ω resistor is used. Verify current at maximum supply voltage (16V): I = (16V - 1.75V_{Minimum forward voltage}) / 430Ω = 33.1 mA. This exceeds the absolute maximum rating! Therefore, simple resistor drive is unsafe over such a wide voltage range.
3. Revised Design:A linear constant current regulator or a small switching LED driver is required to maintain a stable 15 mA current over the 9V-16V input range. This ensures consistent brightness and protects the LED.
4. Thermal Design:The power consumption of the LED at 15 mA is approximately 30 mW. Even at 85°C, this is well within the limits. The focus of thermal design shifts to the current regulator.
5. Gear Selection:Specify a luminous intensity gear (e.g., T1) to ensure similar brightness for all "door ajar" indicator lights across different vehicles.

12. Kanuni ya Uendeshaji

Hii ni diode inayotoa mwanga ya semikondukta. Wakati voltage chanya inayozidi kizingiti chake cha sifa (takriban 1.8V kwa LED nyekundu) inapotumiwa, elektroni na mashimo hujumuishwa tena ndani ya eneo lenye ufanisi la semikondukta (kwa mwanga mwekundu, kwa kawaida hutengenezwa kwa nyenzo za alumini-indiamu-galiamu-fosforasi). Mchakato huu wa kujumuishwa tena hutoa nishati kwa njia ya fotoni (mwanga). Muundo maalum wa tabaka za semikondukta huamua urefu wa wimbi la mwanga unaotolewa (rangi). Kifuniko cha plastiki cha PLCC kinalinda chipi ya semikondukta, hutoa ulinzi wa kiufundi, na inajumuisha lenzi iliyotengenezwa ambayo huunda pato la mwanga ili kufikia pembe ya maono ya digrii 120.

13. Mwelekeo wa Teknolojia

The trend in automotive LEDs is towards higher efficiency (more lumens per watt), thereby reducing power consumption and thermal load. This enables brighter displays or lower energy consumption. Simultaneously, packaging is moving towards miniaturization while maintaining or increasing light output. Furthermore, as automotive displays become more sophisticated and high-end, the demand for stricter color and brightness consistency (narrower binning) is increasing. Integrating driver electronics and multiple LED chips into a single intelligent module is another ongoing trend, which simplifies design for automotive manufacturers.