LED Machungwa PLCC2 2.2x1.4x1.3mm - Voltage ya Mbele 1.8V - Nguvu 69mW - Wavelength Kuu 605nm - Hati ya Kiufundi ya Kiingereza

1. Muhtasari wa Bidhaa

RF-AURB14TS-AA-B ni LED yenye utendaji wa juu ya kupachika juu ya uso katika kifurushi cha PLCC2, iliyoundwa kwa ajili ya matumizi magumu ya magari na viwanda. Kifaa hiki kinatumia teknolojia ya kisasa ya AlGaInP (Aluminium Gallium Indium Phosphide) juu ya substrate ili kutoa mwanga mwingi wa machungwa wenye wavelength kuu ya 605 nm. Kifurushi cha compact kinapima 2.2 mm × 1.4 mm × 1.3 mm, na kufanya iweze kufaa kwa miundo iliyo na nafasi ndogo huku kikitengeneza utaftaji mzuri wa joto kupitia pedi ya chini ya joto.

Vipengele muhimu ni pamoja na pembe pana ya kuona ya 120°, upatanifu na michakato yote ya kusanyiko ya SMT, na kufuata maagizo ya RoHS na REACH. Mpango wa majaribio ya kuhitimu bidhaa unategemea Jaribio la Mkazo la AEC-Q101 la Kustahiki kwa Vifaa vya Semiconductor vya Daraja la Magari, kuhakikisha kuegemea imara chini ya hali ngumu. Kiwango cha unyevu cha unyevu kinawekwa alama ya Kiwango cha 2, kinachohitaji utunzaji makini baada ya kufungua kifungashio kilichofungwa.

1.1 Vipengele

• Kifurushi cha kawaida cha PLCC2 kwa kuchukua na kuweka kwa urahisi
• Pembe pana sana ya kuona 120° kwa usambazaji sawa wa mwanga
• Inafaa kwa michakato yote ya kusanyiko na kuchomelea ya SMT (reflow, wimbi, kuchomelea kwa mkono)
• Inapatikana kwenye mkanda na reel kwa utengenezaji wa kiotomatiki
• Kiwango cha unyevu: Kiwango cha 2 (kwa mujibu wa J-STD-033)
• Inakidhi viwango vya mazingira vya RoHS na REACH
• Imethibitishwa kulingana na AEC-Q101 kwa matumizi ya magari

1.2 Matumizi

Matumizi ya msingi: Mwanga wa ndani wa magari, ikijumuisha viashiria vya dashibodi, mwanga wa nyuma wa mfumo wa infotainment, mikanda ya mwanga wa mazingira, na mwanga wa vifungo. Pembe pana ya kuona na nguvu ya juu ya mwanga (hadi 120 mcd kwa 5 mA) huhakikisha kuonekana bora na mvuto wa urembo katika vyumba vya magari.

2. Vigezo vya Kiufundi

Tabia zote za umeme na macho hupimwa kwa joto la kuchomelea la 25°C isipokuwa imeelezwa vinginevyo. LED imeundwa kufanya kazi kwa mkondo wa mbele wa 5 mA kwa matumizi ya kawaida, na kiwango cha juu zaidi cha 30 mA DC.

Voltage ya mbele ya LED hii ni ya chini kiasi ikilinganishwa na teknolojia shindani, yenye thamani ya kawaida ya 1.8 V kwa 5 mA. Hii voltage ya chini inawezesha uendeshaji wa moja kwa moja kutoka kwa reli za nguvu za chini na kupunguza uharibifu wa nguvu ndani ya LED yenyewe. Mkondo wa rudi nyuma ni mdogo hadi 10 µA kwa upendeleo wa rudi nyuma wa 5 V, kuhakikisha uvujaji mdogo katika hali ya polarity tofauti.

Nguvu ya mwanga imegawanywa kutoka 65 hadi 120 mcd kwa 5 mA, ikitoa daraja tatu za nguvu (F1, F2, G1). Wavelength kuu inadhibitiwa kwa ukali ndani ya kiwango cha 7.5 nm (602.5–610 nm), na katikati ya 605 nm, sambamba na rangi ya machungwa iliyojaa. Pembe pana ya kuona ya 120° inafanya LED kuwa bora kwa matumizi yanayohitaji mwanga wa eneo kubwa bila sehemu zenye mwanga mwingi.

2.1 Viwango vya Juu Zaidi Vinavyoruhusiwa

Viwango vya juu zaidi vya kamwe havipaswi kuzidiwa wakati wa uendeshaji. LED inaweza kushughulikia kilele cha mkondo wa mbele cha 100 mA kwa mzunguko wa wafanyakazi wa 1/10 na upana wa msukumo wa 10 ms, ambayo ni muhimu kwa mipango ya kuendesha mingi. Kikomo cha joto la kiungo cha 120°C kinahitaji usimamizi mzuri wa joto; upinzani wa joto (kiungo hadi pedi ya kuchomelea) umebainishwa kwa kiwango cha juu cha 300°C/W, kwa hivyo kwa uharibifu wa nguvu wa 69 mW, ongezeko la joto juu ya uhakika wa kuchomelea ni takriban 20.7°C. Hii inaruhusu LED kufanya kazi kwa usalama hata chini ya joto la juu la mazingira hadi 100°C.

3. Mfumo wa Kuingiza kwa Voltage ya Mbele, Nguvu ya Mwanga, na Wavelength Kuu

Ili kuhakikisha utendaji thabiti wa macho na umeme, LED hii imepangwa katika vikundi kulingana na voltage ya mbele, nguvu ya mwanga, na wavelength kuu. Mfumo wa kuweka vikundi huwawezesha wateja kuchagua vifaa vilivyo na sifa zilizolingana kwa mwanga unaofanana katika matumizi ya LED nyingi.

3.1 Vikundi vya Voltage ya Mbele (kwa IF=5mA)

Voltage ya mbele imegawanywa katika vikundi sita: A2 (1.7–1.8 V), B1 (1.8–1.9 V), B2 (1.9–2.0 V), C1 (2.0–2.1 V), C2 (2.1–2.2 V), na D1 (2.2–2.3 V). Voltage ya kawaida ya 1.8 V iko katika kundi la B1. Kuchagua kundi nyembamba la voltage kupunguza tofauti katika kushiriki kwa mkondo wakati LED zimeunganishwa sambamba.

3.2 Vikundi vya Nguvu ya Mwanga (kwa IF=5mA)

Vikundi vitatu vya nguvu vimefafanuliwa: F1 (65–80 mcd), F2 (80–100 mcd), na G1 (100–120 mcd). Thamani ya kawaida ya 100 mcd iko kwenye mpaka wa F2 na G1. Kwa mwanga wa juu zaidi, chagua G1; kwa matumizi ya gharama, F1 inaweza kutosha.

3.3 Vikundi vya Wavelength Kuu (kwa IF=5mA)

Vikundi vitatu vya wavelength vinashughulikia wigo wa machungwa: A2 (602.5–605 nm), B1 (605–607.5 nm), na B2 (607.5–610 nm). Thamani ya kawaida ya 605 nm ni kikomo cha chini cha kundi la B1. Udhibiti mkali wa wavelength huhakikisha usawa wa rangi katika makundi ya uzalishaji.

4. Uchambuzi wa Mikondo ya Utendaji

Mikondo ya kawaida ya tabia za macho iliyotolewa kwenye karatasi ya data inatoa ufahamu juu ya tabia ya LED chini ya hali mbalimbali za uendeshaji. Kuelewa mikondo hii ni muhimu kwa usanifu sahihi wa mzunguko na usimamizi wa joto.

4.1 Voltage ya Mbele dhidi ya Mkondo wa Mbele (Mkondo wa I-V)

Kielelezo 1-6 kinaonyesha uhusiano wa kielelezo wa kawaida wa LED. Kwa 1.5 V, mkondo hauna maana; kwa 1.7 V, mkondo unaongezeka kwa kasi hadi takriban 2 mA; kwa 1.9 V, mkondo unafikia takriban 10 mA. Mwelekeo huu mkali unasisitiza hitaji la udhibiti wa mkondo badala ya kuendesha kwa voltage. Mabadiliko madogo ya voltage (0.2 V) yanaweza kusababisha mabadiliko mara tano ya mkondo, yanaweza kuzidi kiwango cha juu zaidi.

4.2 Mkondo wa Mbele dhidi ya Nguvu ya Jina

Kielelezo 1-7 kinaonyesha uhusiano karibu wa mstari kati ya mkondo wa mbele na pato la mwanga hadi 8 mA. Kuongeza mkondo mara mbili kutoka 2 mA hadi 4 mA kunakaribia kuongezeka mara mbili kwa pato la mwanga. Zaidi ya 5 mA, mkururo huanza kushiba kidogo, ikionyesha kuwa ufanisi wa juu zaidi hutokea kwa mikondo ya wastani.

4.3 Athari za Joto kwenye Pato la Mwanga na Voltage ya Mbele

Kielelezo 1-8 kinaonyesha kuwa joto la kuchomelea linapoongezeka kutoka joto la kawaida hadi 120°C, mwanga wa jamaa hupungua kwa takriban 40%. Hii kupungua kwa joto ni kawaida kwa LED za AlGaInP na lazima izingatiwe katika mazingira ya joto la juu kama vile ndani ya magari. Kielelezo 1-10 kinaonyesha kuwa voltage ya mbele inapungua kwa mstari na joto (takriban -2 mV/°C). Mgawo huu hasi wa joto husaidia kupunguza uharibifu wa nguvu kwa joto la juu lakini pia unahitaji udhibiti makini wa mkondo.

4.4 Mkondo wa Juu Zaidi wa Mbele dhidi ya Joto la Kuchomelea

Kielelezo 1-9 kinatoa mkururo wa kupunguza: kwa joto la kuchomelea 25°C, mkondo wa juu zaidi wa mbele ni 30 mA; kwa 100°C, inapungua hadi takriban 12 mA. Hii kupunguza inahakikisha joto la kiungo halizidi 120°C. Wabunifu wanapaswa kutumia mkururo huu kuamua mkondo salama wa uendeshaji kwa joto la mazingira linalotarajiwa.

4.5 Mchoro wa Mionzi na Wigo

Mchoro wa mionzi (Kielelezo 1-11) unathibitisha muundo mpana wa utoaji wa lambertian wenye pembe ya nusu-nguvu ya ±60°. Wigo (Kielelezo 1-13) unaonyesha kilele nyembamba cha utoaji katika takriban 605 nm na upana kamili kwa nusu ya juu (FWHM) ya takriban 20 nm, ikitoa rangi safi ya machungwa.

5. Vipimo vya Mitambo na Ufungaji

5.1 Muundo wa Kifurushi

Kifurushi cha LED ni umbizo la kawaida la PLCC2: 2.2 mm × 1.4 mm × 1.3 mm (U×P×H). Mtazamo wa juu unaonyesha dirisha la mstatili la macho; mtazamo wa upande unaonyesha unene wa kifurushi. Mtazamo wa chini unaonyesha pedi mbili za anode/cathode na pedi ya joto ya katikati. Polarity imewekwa alama kwa noti kwenye kifurushi (tazama Kielelezo 1-4). Mchoro uliopendekezwa wa kuchomelea (Kielelezo 1-5) unajumuisha pedi za shaba nyingi za uharibifu wa joto na mpangilio sahihi.

5.2 Ufungaji wa Mkanda na Reel

Vipengele hutolewa katika mkanda wa kubeba wa upana 8 mm kwenye reels za kipenyo 178 mm na vipande 3000 kwa kila reel. Vipimo vya mkanda wa kubeba (A0 = 1.50 mm, B0 = 2.35 mm, K0 = 1.48 mm) vinahakikisha kuhifadhiwa kwa usalama kwenye mfuko. Reel ina kipenyo cha kitovu cha 60 mm na unene wa jumla wa 13 mm. Kila reel imefungwa kwenye mfuko wa kuzuia unyevu na kikausha na kadi ya kiashirio cha unyevu. Hali za uhifadhi zinahitaji joto ≤30°C na unyevu ≤60% RH. Baada ya kufungua, LED zinapaswa kutumika ndani ya masaa 24; vinginevyo, kuoka kwa 60±5°C kwa angalau masaa 24 kunapendekezwa.

6. Mwongozo wa Kuchomelea kwa Reflow ya SMT

Kuchomelea vizuri ni muhimu ili kudumisha kuegemeya kwa LED. Profaili inayopendekezwa ya reflow inafuata JEDEC J-STD-020 na kilele cha joto cha 260°C (max). Eneo la kuwasha (150–200°C) linapaswa kudumu sekunde 60–120. Muda juu ya 217°C haupaswi kuzidi sekunde 60, na kilele cha joto kinashikiliwa kwa si zaidi ya sekunde 10. Kiwango cha kupoa haipaswi kuzidi 6°C/s. Mizunguko miwili ya reflow inaruhusiwa, mradi muda kati yao ni chini ya masaa 24; vinginevyo, unyeti wa unyevu unaweza kuharibika.

Kuchomelea kwa mkono kunaruhusiwa kwa joto la ncha chini ya 300°C kwa si zaidi ya sekunde 3 kwa kila kiungo, na urekebishaji mmoja tu unaruhusiwa. Kazi ya ukarabati kwa kutumia chuma cha kuchomelea cha kichwa mbili inapaswa kuhakikishwa kwamba haiharibu LED. Kifuniko cha silikoni ni laini; epuka shinikizo la kimakeni kwenye lenzi wakati wa kuchomelea au kushughulikia. Usipinde PCB baada ya kuchomelea, na usitumie poa ya haraka.

7. Majaribio ya Kuegemeya na Kustahiki

LED imefanyiwa majaribio ya kina ya kustahiki kulingana na viwango vya AEC-Q101. Jedwali 2-3 linaorodhesha majaribio matano muhimu: Reflow (260°C, 10 sec, mizunguko 2), upangaji wa MSL2 (85°C/60%RH, 168 hrs), Mshtuko wa Joto (-40°C hadi 125°C, kukaa kwa dakika 15, mizunguko 1000), Jaribio la Maisha (Ta=105°C, IF=5mA, 1000 hrs), na Jaribio la Maisha la Joto la Juu na Unyevu wa Juu (85°C/85%RH, IF=5mA, 1000 hrs). Majaribio yote yanakubali kushindwa sifuri kati ya sampuli 20. Vigezo vya kufaulu/kushindwa ni: mabadiliko ya voltage ya mbele ≤1.1× USL, mkondo wa rudi nyuma ≤2.0× USL, na nguvu ya mwanga ≥0.7× LSL.

8. Tahadhari za Kushughulikia na Mazingatio ya Usanifu wa Matumizi

Ili kuhakikisha kuegemeya kwa muda mrefu, tahadhari kadhaa za usanifu na kushughulikia lazima zizingatiwe:

• Udhibiti wa Sulfuri na Halojeni:Maudhui ya kipengele cha sulfuri katika mazingira na nyenzo za kuunganisha haipaswi kuzidi 100 ppm. Maudhui ya bromini na klorini kila moja lazima iwe chini ya 900 ppm, na jumla yao chini ya 1500 ppm. Misombo ya kikaboni tete (VOCs) inaweza kupenya kifuniko cha silikoni na kusababisha kubadilika rangi; kwa hivyo, adhesives na vifaa vya kupukutika vinapaswa kujaribiwa kwa upatanifu wa gesi.
• Ulinzi wa ESD:LED imekadiriwa kwa 2000 V HBM na mavuno zaidi ya 90%, lakini kushughulikia katika maeneo yaliyolindwa na ESD ni lazima. Tumia vituo vya kazi vilivyowekwa msingi, ionizers, na zana za upitishaji.
• Udhibiti wa Mkondo:Daima tumia kipinga cha kikomo cha mkondo au kiendeshi cha mkondo wa mara kwa mara. Usizidi 30 mA DC. Chini ya hali ya msukumo, zingatia mipaka ya mzunguko wa wafanyakazi.
• Usimamizi wa Joto:Toa eneo la kutosha la shaba na vias za joto chini ya pedi ya LED. Joto la kiungo lazima libaki chini ya 120°C. Zingatia kupunguza kwa joto la mazingira kama ilivyo kwenye Kielelezo 1-9.
• Kusafisha:Ikiwa kusafisha inahitajika, tumia alkohol ya isopropyl. Usitumie kusafisha kwa ultrasonic kwani kunaweza kuharibu waya za kuunganisha za LED.
• Uhifadhi:Fuata hali za uhifadhi wa kifaa nyeti kwa unyevu. Kuoka kunahitajika ikiwa kadi ya kiashirio cha unyevu inaonyesha >30% RH au ikiwa muda wa mfiduo unazidi masaa 24.

9. Ulinganisho wa Teknolojia: AlGaInP dhidi ya Teknolojia Nyingine za LED

RF-AURB14TS-AA-B inatumia nyenzo ya AlGaInP kwenye substrate (pengine GaAs), ambayo hutoa ufanisi wa juu katika wigo nyekundu-machungwa-njano. Ikilinganishwa na LED za InGaN za bluu/kijani, AlGaInP inatoa voltage ya mbele ya chini sana (1.8 V kawaida dhidi ya 2.8–3.2 V kwa InGaN), ikiwezesha uendeshaji wa moja kwa moja wa betri. Hata hivyo, AlGaInP ina kupungua kwa joto zaidi, hivyo kupunguza ni muhimu. Kifurushi cha PLCC2 kinatumika sana katika matumizi ya magari kwa sababu ya alama yake ndogo na upatanifu na kusanyiko la kiotomatiki.

10. Uchunguzi Kisa wa Usanifu: Mwanga wa Mazingira wa Ndani ya Gari

Fikiria ukanda wa mwanga wa mazingira wa dashibodi unaohitaji LED 10 za machungwa zenye mwanga sawa. Kutumia kundi la nguvu G1 (100–120 mcd) na kundi la wavelength B1 (605–607.5 nm) kunahakikisha ulinganishaji mwembamba wa rangi na mwanga. LED zinaendeshwa kwa 5 mA kupitia IC ya mkondo wa mara kwa mara. Kipinga katika mfululizo na kila LED inafidia tofauti za voltage ya mbele. Uchambuzi wa joto unaonyesha kuwa kwa 5 mA na joto la mazingira 25°C, ongezeko la joto la kiungo ni takriban 4.5°C (0.009 W × 300°C/W = 2.7°C pamoja na ukingo wa mazingira), ndani ya kiwango salama. Pembe pana ya kuona ya 120° inatoa mwanga sawa bila sehemu zenye mwanga mwingi zinazoonekana.

11. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara

Swali 1: Je, ninaweza kuendesha LED hii kwa 20 mA moja kwa moja kutoka kwa usambazaji wa 3.3V bila kipinga?
J: Hapana. Voltage ya mbele kwa 20 mA ni takriban 2.0 V (tazama mkururo wa I-V). Usambazaji wa 3.3 V ungesababisha mkondo mkubwa (zaidi ya 30 mA) na kuharibu LED. Daima tumia kipinga cha kikomo cha mkondo (kwa mfano, (3.3–2.0)/0.02 = 65 Ω) au kiendeshi cha mkondo wa mara kwa mara.

Swali 2: Maisha ya kawaida ya LED hii ni yapi?
J: Kulingana na jaribio la maisha la AEC-Q101 kwa 105°C na 5 mA kwa masaa 1000 bila kushindwa, muda wa maisha uliopanuliwa kwa kawaida ni >masaa 50,000 kwa joto la chini. Maisha halisi yanategemea hali za uendeshaji.

Swali 3: Je, ninaweza kuunganisha LED nyingi sambamba bila vipinga vya mtu binafsi?
J: Haipendekezi kwa sababu tofauti katika voltage ya mbele husababisha usawa wa mkondo. Ikiwa uendeshaji sambamba ni muhimu, chagua LED kutoka kundi moja la voltage na ongeza vipinga vidogo vya kusawazisha (kwa mfano, 10 Ω) katika kila tawi.

Swali 4: Mkondo wa chini zaidi kwa pato la mwanga linaloonekana ni upi?
J: Hata kwa 0.5 mA, LED hutoa mwanga unaogundulika wa machungwa kutokana na ufanisi wa juu. Mkondo wa chini zaidi unaopendekezwa wa uendeshaji ni 1 mA ili kuhakikisha rangi thabiti.

12. Kanuni ya Uendeshaji ya LED za AlGaInP

AlGaInP ni kiwanja cha semiconductor cha bendi ya moja kwa moja kutoka kwa kikundi cha III-V. Safu amilifu inajumuisha muundo wa kisima cha quantum kilichokuzwa kwenye substrate ya GaAs yenye ulinganifu wa kimiani (au kwa substrate ya uwazi ili kuboresha utoaji wa mwanga). Inapowekwa mbele, elektroni na mashimo hujiunga tena kwa njia ya mionzi, ikitoa fotoni zenye nishati sambamba na pengo la bendi. Kwa kurekebisha sehemu za aluminium na gallium, urefu wa wimbi la utoaji unaweza kubadilishwa kutoka takriban 560 nm (njano-kijani) hadi 650 nm (nyekundu ya kina). Kwa LED hii ya machungwa, muundo hutoa kilele cha wavelength karibu 605 nm. Mfumo wa nyenzo wa AlGaInP una ufanisi wa juu wa quantum na upinzani mdogo, unaosababisha voltage ya chini ya mbele.

13. Mwelekeo wa Maendeleo katika Ufungaji wa LED za Magari

Mwenendo wa sekta ni kuelekea kwa vifurushi vidogo vyenye kuegemeya zaidi na udhibiti mkali zaidi wa rangi. PLCC2 inabakia maarufu kwa matumizi ya nguvu za kati, wakati vifurushi vya kiwango cha chip (CSP) na vifurushi vya EMC vinaibuka kwa msongamano wa nguvu za juu. Hata hivyo, kwa mwanga wa ndani wa magari ambapo gharama na uthabiti ni vipaumbele, PLCC2 inaendelea kutumika sana. Maendeleo ya baadaye yanajumuisha utendaji bora wa joto kupitia nyenzo za hali ya juu za substrate (kwa mfano, AlN) na kupanga wavelength kwa ukali zaidi ili kukidhi mahitaji ya mifumo ya LED nyingi zenye kupotoka kwa rangi ndogo.