2020-PA0501L-AM LED Veri Sayfası - SMD Paket - Fosfor Dönüştürülmüş Kehribar - 12lm @ 50mA - 3.0V - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

2020-PA0501L-AM, zorlu otomotiv aydınlatma uygulamaları için özel olarak tasarlanmış bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'dir. Temel özelliği, performans ve çevresel dayanıklılık için katı endüstri standartlarını karşılayan güvenilir bir Fosfor Dönüştürülmüş Kehribar ışık kaynağı sunmasıdır. Ana hedef pazar, tutarlı renk çıktısı, zorlu koşullar altında uzun vadeli güvenilirlik ve kompakt form faktörünün kritik gereksinimler olduğu otomotiv iç ve dış aydınlatma sistemleridir.

LED'in temel avantajları arasında, ayrık optoelektronik cihazlar için AEC-Q102 standardına göre kalifiye olması yer alır; bu, otomotiv ortamının titiz termal, mekanik ve çevresel streslerine dayanabileceğini garanti eder. Ayrıca RoHS, REACH ve halojensiz direktiflerine uyumluluğu ile çevre dostu bir bileşen seçimidir. 50mA sürüş akımında tipik 12 lümen ışık akısı, çeşitli sinyalizasyon ve aydınlatma işlevleri için yeterli parlaklık sağlar.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Fotometrik ve Elektriksel Özellikler

Temel çalışma parametreleri, tipik olarak 25°C eklem sıcaklığında (Tj) ve 50mA ileri akımda (IF) tanımlanmıştır.Tipik Işık Akısı (IV)12 lm'dir, minimum 8 lm ve maksimum 17 lm'dir. Bu varyasyon, daha sonra detaylandırılan sınıflandırma sistemi ile ele alınır.İleri Gerilim (VF)tipik değeri 3.0V'dur ve 2.50V ile 3.50V arasında değişir. Tasarımcılar, tutarlı akım regülasyonunu sağlamak için sürücü devresini tasarlarken bu gerilim aralığını hesaba katmalıdır.

TheGörüş Açısı120° olarak belirtilmiştir; bu, ışık şiddetinin tepe değerinin en az yarısı olduğu açısal aralığı tanımlar. Bu geniş görüş açısı, yüksek odaklanmış bir ışın yerine geniş ve eşit aydınlatma gerektiren uygulamalar için faydalıdır.

2.2 Termal ve Mutlak Maksimum Değerler

Termal yönetim, LED ömrü ve performans stabilitesi için çok önemlidir. Veri sayfasıTermal Direnç (Rth JS)için iki değer sağlar: 'Gerçek' değer 58 K/W (tip.) ve 'Elektriksel' değer 41 K/W (tip.). İleri gerilimin sıcaklık katsayısından türetilen 'Elektriksel' değer, pratik uygulamalarda eklem sıcaklığı tahmini için tipik olarak kullanılır. Daha düşük bir termal direnç, LED ekleminden lehim noktasına daha iyi ısı dağılımı olduğunu gösterir.

Mutlak Maksimum Değerlerkalıcı hasarın oluşabileceği stres limitlerini tanımlar. Ana limitler şunları içerir: maksimumİleri Akım (IF)120 mA, maksimumEklem Sıcaklığı (TJ)150°C ve çalışma sıcaklığı aralığı (Topr) -40°C ila +125°C. CihazESD hassasiyeti (HBM)8 kV olarak derecelendirilmiştir, bu da işleme ve montaj süreçleri için önemlidir. İzin verilen maksimumGüç Dağılımı (Pd)420 mW'dır.

3. Sınıflandırma (Binning) Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler sınıflara ayrılır. Bu cihaz üç ayrı sınıflandırma kriteri kullanır.

3.1 Işık Akısı Sınıfları

LED'ler, 50mA'de ölçülen ışık çıktılarına göre kategorize edilir:
• Sınıf E4:8 lm (Min) ila 10 lm (Max)
• Sınıf E5:10 lm (Min) ila 13 lm (Max)
• Sınıf E6:13 lm (Min) ila 17 lm (Max)

Belirli bir üretim partisi için spesifik sınıf sipariş sırasında teyit edilmelidir.

3.2 İleri Gerilim Sınıfları

LED'ler ayrıca test akımındaki ileri gerilim düşüşlerine göre sınıflandırılır:
• Sınıf 2527:2.50V (Min) ila 2.75V (Max)
• Sınıf 2730:2.75V (Min) ila 3.00V (Max)
• Sınıf 3032:3.00V (Min) ila 3.25V (Max)
• Sınıf 3235:3.25V (Min) ila 3.50V (Max)

Dar bir gerilim sınıfından LED seçmek, gerekli besleme gerilimi aralığını azaltarak sürücü tasarımını basitleştirebilir.

3.3 Renk Sınıflandırma Yapısı

Veri sayfası, Fosfor Dönüştürülmüş Kehribar için hedef renk koordinatlarını gösteren bir kromatik diyagram (CIE 1931) içerir. İki ana sınıf,YAveYB, spesifik CIE x ve CIE y koordinat sınırları ile tanımlanmıştır. Bu kehribar rengi için tipik baskın dalga boyu 590-595 nm aralığındadır. Sıkı sınıflandırma (tolerans ±0.005), bir montajdaki farklı LED'ler arasında minimum renk varyasyonu sağlar; bu, otomotiv estetik ve fonksiyonel aydınlatma için kritiktir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Grafikler, LED'in değişen koşullar altındaki davranışı hakkında temel bilgiler sağlar.

4.1 Spektral Dağılım ve Işınım Deseni

TheGöreceli Spektral Dağılımgrafiği, fosfor dönüştürülmüş bir LED'in karakteristiği olan tek, geniş bir tepe noktası gösterir; ana emisyon görünür spektrumun kehribar/sarı bölgesindedir.Işınımın Tipik Diyagram Özelliklerimekansal yoğunluk dağılımını gösterir ve 120° görüş açısını neredeyse-Lambert deseni ile teyit eder.

4.2 Elektriksel ve Termal Bağımlılıklar

Theİleri Akım - İleri Gerilim (I-V Eğrisi)bir diyot için tipik olan üstel ilişkiyi gösterir.Göreceli Işık Akısı - İleri Akımeğrisi doğrusal altıdır; akımı artırmak, daha fazla ısı üretirken ışık çıktısında azalan getiri sağlar.

TheGöreceli Işık Akısı - Eklem Sıcaklığıgrafiği kritiktir: eklem sıcaklığı arttıkça ışık çıktısı azalır. Parlaklığı korumak için etkili bir soğutma gereklidir.Göreceli İleri Gerilim - Eklem Sıcaklığıeğrisi yaklaşık -2 mV/°C olan negatif bir katsayıya sahiptir ve bu sıcaklık algılama için kullanılabilir.

Theİleri Akım Düşürme Eğrisilehim pedi sıcaklığına bağlı olarak izin verilen maksimum sürekli akımı belirler. Örneğin, maksimum çalışma lehim pedi sıcaklığı olan 125°C'de, ileri akım 120 mA'ye düşürülmelidir.İzin Verilen Darbe İşleme Kapasitesigrafiği, LED'in çeşitli görev döngülerinde kısa darbe süreleri için kaldırabileceği tepe akımını (IFM) tanımlar; bu, PWM karartma veya strobo uygulamaları için kullanışlıdır.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Mekanik Boyutlar

LED, standart "2020" paket ayak izini kullanır; bu tipik olarak yaklaşık 2.0mm x 2.0mm boyutları ifade eder. Veri sayfasındaki kesin mekanik çizim, termal ped ve elektriksel kontakların boyutu/konumu dahil tüm kritik boyutları sağlar. Aksi belirtilmedikçe toleranslar genellikle ±0.1mm'dir.

5.2 Önerilen Lehim Pedi Yerleşimi

PCB yerleşimi için bir lehim pedi tasarımı sağlanmıştır. Bu, anot, katot ve merkezi termal ped için lehim pedlerinin boyutlarını içerir. Bu önerilen yerleşimi takip etmek, güvenilir lehim bağlantıları elde etmek, PCB'ye uygun termal iletim sağlamak ve reflow sırasında tombstoning'i önlemek için gereklidir. Termal ped, ısı dağılımı için çok önemlidir ve PCB üzerindeki bir bakır döküme doğru şekilde bağlanmalıdır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Bileşen, 30 saniye için maksimum 260°C lehimleme sıcaklığına dayanacak şekilde derecelendirilmiştir. Standart kurşunsuz reflow profili uygulanabilir. Aşırı termal şoktan kaçınmak için önlemler alınmalıdır. Nem Hassasiyet Seviyesi (MSL) Seviye 2 olarak derecelendirilmiştir; bu, cihazın lehimlemeden önce bir yıla kadar fabrika koşullarına maruz kalabileceği ve fırınlamaya gerek olmadığı anlamına gelir. Aşılırsa, reflow sırasında popcorn etkisini önlemek için IPC/JEDEC standartlarına göre fırınlama gereklidir.

6.2 Kullanım Önlemleri

• Polarite:Cihaz ters çalışma için tasarlanmamıştır. Ters gerilim uygulamak anında hasara neden olabilir.
• ESD Koruması:8kV HBM olarak derecelendirilmiş olsa da, montaj sırasında standart ESD işleme prosedürleri takip edilmelidir.
• Akım Kontrolü:LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Termal kaçakları önlemek için sabit gerilim kaynağı değil, sabit akım sürücü ile çalıştırılmalıdır.
• Kirlenme:Cihaz, kükürt içeren atmosferlere karşı iyi direnç gösteren bir Kükürt Testi Sınıf A1 derecesine sahiptir, ancak diğer kirleticilere maruz kalma yine de en aza indirilmelidir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Parça Numarası Çözümlemesi

Parça numarası2020-PA0501L-AMşu şekilde yapılandırılmıştır:
• 2020:Ürün ailesi adı (paket boyutu).
• PA:Fosfor Dönüştürülmüş Kehribar için renk kodu.
• 50:Test akımı miliamper cinsinden (50 mA).
• 1:Lead Frame Tipi (1 = Altın kaplama).
• L:Parlaklık Seviyesi (L = Düşük, bu serideki diğer sınıflara göre).
• AM:Otomotiv uygulama sınıfını belirtir.

7.2 Paketleme Özellikleri

LED'ler otomatik montaj için şerit ve makara üzerinde tedarik edilir. Paketleme bilgileri bölümü, makara boyutlarını, şerit genişliğini, yuva aralığını ve şerit üzerindeki bileşenlerin yönlendirmesini detaylandırır. Bu veri, pick-and-place makinelerini programlamak için gereklidir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Ana uygulamaOtomotiv Aydınlatmadır. Spesifik kullanımlar şunları içerir:
• Dış:Dönüş sinyali göstergeleri, yan işaret lambaları, gündüz çalışma ışıkları (DRL) kehribar, merkezi yüksek montaj stop lambaları (CHMSL).
• İç:Gösterge paneli arka aydınlatması, anahtar aydınlatması, ortam aydınlatması, uyarı ve gösterge ışıkları.

8.2 Tasarım Hususları

• Termal Yönetim:PCB, eklem sıcaklığını düşük tutmak, uzun ömür ve stabil ışık çıktısı sağlamak için termal pedin altında, iç toprak katmanlarına veya özel soğutuculara bağlı yeterli termal viyalara sahip olmalıdır.
• Optik Tasarım:Spesifik uygulamalar için 120° ışın demetini şekillendirmek için lensler veya ışık kılavuzları gerekebilir.
• Sürücü Seçimi:Choose an automotive-grade LED driver IC capable of supplying a stable 50mA (or as required) over the full automotive voltage range (e.g., 9V-16V with load dump protection). PWM dimming capability is often desirable.
• Series/Parallel Configuration:For driving multiple LEDs, a series connection is preferred as it ensures identical current through each unit, guaranteeing uniform brightness. Parallel connections require careful matching of forward voltage or individual current limiting.

. Technical Comparison and Differentiation

Compared to standard commercial-grade LEDs, the 2020-PA0501L-AM's key differentiators are itsAEC-Q102 qualificationand extendedoperating temperature range (-40°C to +125°C). This makes it suitable for engine bay or exterior applications where temperature extremes are common. The Phosphor Converted Amber technology typically offers better color stability and consistency over time and temperature compared to older dyed-resin amber LEDs. The 8kV ESD rating and sulfur resistance provide additional robustness for harsh automotive environments.

. Frequently Asked Questions (FAQs)

Q1: What is the difference between 'Real' and 'Electrical' thermal resistance?
A1: The 'Real' thermal resistance (Rth JS real) is measured using a physical temperature sensor. The 'Electrical' thermal resistance (Rth JS el) is calculated from the change in forward voltage with temperature, a method more practical for in-situ junction temperature estimation in a working circuit.

Q2: Can I drive this LED with a 3.3V power supply?
A2: Not directly. The LED requires current control. A simple resistor from a 3.3V supply is possible but inefficient and brightness will vary with the LED's forward voltage bin. A dedicated constant-current driver is strongly recommended for stable performance.

Q3: How do I interpret the binning codes when ordering?
A3: You must specify the required Luminous Flux Bin (e.g., E5), Forward Voltage Bin (e.g., 2730), and Color Bin (e.g., YA) based on your application's tolerance for variation. The manufacturer will supply parts meeting all three specified bin criteria.

Q4: Is this LED suitable for PWM dimming?
A4: Yes, LEDs are ideal for PWM dimming. The pulse handling capability graph should be consulted to ensure the peak current in the PWM waveform does not exceed the limits for the chosen pulse width and duty cycle.

. Practical Design Case Study

Scenario:Designing an amber side marker light for a vehicle.
Requirements:Meet automotive EMI/EMC standards, operate from 9V-16V, survive temperature cycles, and maintain consistent color and brightness.
Implementation:A schematic would include an input filter, a buck-boost or linear LED driver IC rated for automotive use, set to deliver 50mA. Four 2020-PA0501L-AM LEDs would be connected in series to the driver output. The PCB would have a solid thermal pad area on the top layer under the LEDs, connected via multiple thermal vias to a large internal ground plane for heat spreading. The driver IC would include PWM dimming input connected to the vehicle's body control module. All components would be selected from AEC-Q qualified families.

. Operational Principle

The 2020-PA0501L-AM is a solid-state light source based on a semiconductor chip, typically made of indium gallium nitride (InGaN) or similar materials, that emits blue light when forward biased. This blue light is absorbed by a layer of phosphor coating (the "Phosphor Converted" part) deposited directly on the chip. The phosphor re-emits light at longer wavelengths, primarily in the amber region. The combination of the remaining blue light and the broad-spectrum amber emission from the phosphor produces the final amber color perceived by the human eye. This method allows for precise control over the color point and high efficiency.

. Technology Trends

The trend in automotive LED lighting is towards higher efficiency (more lumens per watt), higher power density, and improved reliability. This drives the development of new chip technologies, advanced phosphors with better thermal quenching resistance, and improved package designs with lower thermal resistance. There is also a move towards integrated modules that combine multiple LEDs, drivers, and optics into a single unit. Furthermore, the demand for smart, adaptive lighting systems is increasing, requiring LEDs that can be digitally controlled with high speed and precision. The underlying technology continues to evolve to provide better color rendering, longer lifetimes, and lower system costs for automotive manufacturers.