PLCC-2 Soğuk Beyaz LED Veri Sayfası - 120° Görüş Açısı - 3.1V Tipik - 20mA - Otomotiv Sınıfı

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, PLCC-2 (Plastik Bacaklı Çip Taşıyıcı) paketini kullanan yüksek parlaklıklı bir yüzey montaj LED bileşeninin özelliklerini detaylandırır. Cihaz, öncelikle zorlu otomotiv iç mekan ortamları için tasarlanmış olup, geniş bir sıcaklık aralığında güvenilir performans sunar. Temel avantajları arasında ışık çıkışı, geniş görüş açısı ve otomotiv sınıfı güvenilirlik standartlarını karşılayan sağlam yapının dengeli bir kombinasyonu yer alır.

LED, tipik CIE 1931 renk koordinatları (0.3, 0.3) ile karakterize edilen soğuk beyaz bir ışık yayar. Gösterge paneli arka aydınlatması, anahtar aydınlatması ve gösterge kümeleri gibi sınırlı alanlarda tutarlı, parlak aydınlatma gerektiren uygulamaları hedefler. AEC-Q102, RoHS ve REACH uyumluluğu, katı kalite ve çevresel gereksinimlere sahip modern elektronik montajlar için uygunluğunu vurgular.

2. Teknik Parametrelerin Derinlemesine İncelenmesi

2.1 Fotometrik ve Elektriksel Özellikler

Temel çalışma parametreleri, 20mA'lik standart bir test akımında tanımlanmıştır. Tipik ışık şiddeti 1800 milikandela (mcd) olup, üretim sınıfına bağlı olarak minimum garanti değeri 1400 mcd ve maksimum 3550 mcd'ye kadar çıkabilir. İleri gerilim (V_F) tipik olarak 3.1V ölçülür ve minimum 2.5V ile maksimum 3.75V arasında değişir. Bu parametre, devre tasarımında akım sınırlama direnci değerlerinin hesaplanması için çok önemlidir.

Cihaz, ışık şiddetinin tepe eksenel değerinin yarısına düştüğü tam açı olarak tanımlanan 120 derecelik çok geniş bir görüş açısına sahiptir. Bu, panel ve anahtar aydınlatması için gerekli olan düzgün ışık dağılımını sağlar.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, kalıcı hasarın meydana gelebileceği stres sınırlarını tanımlar. Mutlak maksimum sürekli ileri akım 30 mA'dır. Cihaz, çok düşük bir görev döngüsü (0.005) ile ≤ 10 µs darbe süreleri için 250 mA'ya kadar kısa akım dalgalanmalarına dayanabilir. Eklem sıcaklığı 125°C'yi aşmamalıdır. Çalışma ve depolama sıcaklık aralığı -40°C ile +110°C arasında belirtilmiştir ve bu da otomotiv sınıfı dayanıklılığını doğrular. Elektrostatik deşarj (ESD) koruması 8 kV (İnsan Vücut Modeli) olarak derecelendirilmiştir.

2.3 Termal Özellikler

Termal yönetim, LED ömrü ve performans kararlılığı için kritik öneme sahiptir. Eklemden lehim noktasına termal direnç iki şekilde belirtilmiştir: gerçek termal direnç (R_{th JS gerçek}) 130 K/W ve elektriksel termal direnç (R_{th JS el}) 100 K/W. Bu parametre, ısının yarı iletken ekleminden ne kadar etkili bir şekilde uzaklaştırıldığını gösterir. Lehim pedi sıcaklığını güvenli sınırlar içinde tutmak için, azaltma eğrisinde gösterildiği gibi, yeterli termal rahatlama ile uygun PCB düzeni gereklidir.

3. Performans Eğrisi Analizi

3.1 İleri Akım - Gerilim İlişkisi (I-V Eğrisi)

Sağlanan grafik, 25°C'de ileri akım ve ileri gerilim arasındaki ilişkiyi gösterir. Eğri doğrusal değildir ve tipik bir diyot özelliğidir. Nominal 20mA'de gerilim yaklaşık 3.1V civarındadır. Tasarımcılar, tutarlı ışık çıkışı elde etmek için sürücü devresinin sabit gerilim değil, sabit akım sağladığından emin olmak için bu eğriyi kullanmalıdır.

3.2 Optik Çıkış - Akım ve Sıcaklık İlişkisi

Bağıl ışık şiddeti ileri akımla artar ancak doğrusal altı bir ilişki sergiler, bu da akım kontrolünün gerekliliğini vurgular. Daha da önemlisi, bağıl ışık şiddeti - eklem sıcaklığı ilişkisini gösteren grafik negatif bir sıcaklık katsayısı gösterir. Eklem sıcaklığı yükseldikçe, ışık çıkışı azalır. Maksimum 125°C eklem sıcaklığında, çıkış 25°C'deki değerinin yalnızca yaklaşık %40-50'si kadar olabilir. Bu termal sönümleme etkisi, termal tasarımda dikkate alınmalıdır.

3.3 Kromatik Kararlılık

Grafikler, CIE x ve y koordinatlarının hem ileri akım hem de eklem sıcaklığı ile kaymasını gösterir. Kaymalar mevcut olsa da nispeten küçüktür (sıcaklık için ±~0.01, akım için daha az), bu da değişen çalışma koşullarında iyi bir renk kararlılığı olduğunu gösterir ve bu, renk tutarlılığının önemli olduğu uygulamalar için hayati öneme sahiptir.

3.4 Spektral Dağılım ve Işınım Deseni

Bağıl spektral dağılım eğrisi, fosfor dönüştürmeli beyaz LED'in karakteristiği olan mavi dalga boyu bölgesinde bir tepe noktası ve fosfordan gelen sarı/yeşil bölgede geniş bir ikincil tepe noktası gösterir. Işınım deseni diyagramı, Lambert benzeri yayılım profilini doğrular ve bu da geniş 120° görüş açısına neden olur.

4. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Ürün, bir üretim partisi içinde tutarlılığı sağlamak için sıralanmış performans gruplarında veya "sınıflarda" mevcuttur.

4.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Düşük çıkışlı sınıflardan (ör. L1: 11.2-14 mcd) çok yüksek çıkışlı sınıflara (ör. GA: 18000-22400 mcd) kadar kapsamlı bir sınıflandırma yapısı tanımlanmıştır. Bu özel parça numarası (67-11-C70200H-AM) için vurgulanan standart çıkış sınıfı "AB"dir ve bu da 1400 ila 1800 mcd'lik bir ışık şiddeti aralığına karşılık gelir. Bu, tasarımcıların uygulamaları için uygun parlaklık sınıfını seçmelerine olanak tanır.

4.2 Renk Sınıflandırması

Veri sayfası, "Standart Beyaz Renk Sınıfı Yapısı" diyagramına atıfta bulunur (sağlanan alıntıda tam olarak detaylandırılmamıştır). Tipik olarak, bu tür diyagramlar, kromatiklik şeması üzerinde tanımlanmış bir dörtgen veya bölge içindeki CIE x ve y koordinatlarını çizer. LED'ler, renk koordinatlarının bu bölge içinde nereye düştüğüne göre sınıflara ayrılır, bu da tipik olarak özellikler bölümünde belirtildiği gibi ±0.005 içinde sıkı bir renk toleransı sağlar.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Fiziksel Boyutlar

Bileşen, standart bir PLCC-2 yüzey montaj paketi kullanır. Mekanik çizim (içindekilerde referans verilmiştir) tam uzunluk, genişlik, yükseklik, bacak aralığı ve toleransları belirtecektir. Bu bilgi, PCB ayak izi tasarımı ve montaj içinde uygun şekilde oturmasını sağlamak için kritik öneme sahiptir.

5.2 Önerilen Lehim Pedi Düzeni

Özel bir bölüm, PCB için önerilen lehim pedi geometrisini sağlar. Bu kılavuza uymak, güvenilir lehim bağlantıları elde etmek, reflow sırasında uygun kendiliğinden hizalama ve cihazdan PCB'ye etkili ısı transferi için gereklidir.

5.3 Polarite Tanımlama

PLCC-2 paketleri tipik olarak katot (negatif) bacağını belirtmek için işaretli bir köşeye veya pah'a sahiptir. Cihazın çalışmasını sağlamak için yerleştirme sırasında doğru polarite yönlendirmesi zorunludur.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Veri sayfası, 30 saniye için maksimum 260°C lehimleme sıcaklığı belirtir. Bu, standart bir reflow işlemi sırasında lehim bağlantılarında ölçülen tepe sıcaklığına atıfta bulunur. Plastik paketin veya iç die bağlantısının hasar görmesini önlemek için bileşen bacaklarındaki sıcaklığın bu sınırı aşmamasını sağlayan, ön ısıtma, bekleme, reflow ve soğutma aşamalarından oluşan tipik bir reflow profili izlenmelidir.

6.2 Kullanım Önlemleri

Genel kullanım önlemleri arasında montaj sırasında ESD güvenli uygulamalar kullanmak, lens üzerinde mekanik stres uygulamaktan kaçınmak ve optik yüzeyin kirlenmesini önlemek yer alır. Cihaz ters gerilim çalışması için tasarlanmamıştır.

6.3 Depolama Koşulları

Depolama sıcaklık aralığı -40°C ile +110°C arasındadır. Ayrıca, Nem Duyarlılık Seviyesi (MSL) Seviye 2 olarak derecelendirilmiştir. Bu, bileşenin kuru bir ortamda (tipik olarak<%60 Bağıl Nem) bir yıla kadar depolanabileceği anlamına gelir. Nem bariyer torbası açılırsa veya süre aşılırsa, "patlamış mısır" etkisini (buhar basıncı nedeniyle paket çatlaması) önlemek için parçalar reflow lehimlemeden önce kurutulmalıdır.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Devreleri

En yaygın sürüş yöntemi, bir voltaj rayından sabit bir akım kaynağı veya basit bir seri dirençtir. Direnç değeri R = (V_besleme- V_F) / I_F olarak hesaplanır. Tipik V_F değeri 3.1V ve 20mA hedefi ile 5V besleme kullanıldığında, direnç (5V - 3.1V) / 0.02A = 95 Ohm olacaktır. En az (5V-3.1V)*0.02A = 0.038W değerinde bir direnç seçilmeli ve güvenlik payı için daha yüksek bir watt değeri (ör. 1/8W veya 1/4W) tercih edilmelidir.

7.2 Tasarım Hususları

• Termal Yönetim:İleri akım azaltma eğrisini kullanın. Yüksek ortam sıcaklıklarında sürekli çalışma için, lehim noktası sıcaklığını 110°C'nin altında tutmak için akım azaltılmalıdır (burada maksimum akım 30mA'dır). Isıyı dağıtmak için lehim pedlerinin altında ve çevresinde yeterli bakır alan gereklidir.
• Akım Kontrolü:Kararlı ışık çıkışı sağlamak ve termal kaçakları önlemek için LED'leri her zaman sabit bir gerilimle değil, kontrollü bir akımla sürün.
• Optik Tasarım:Geniş 120° ışın hüzmesi, dağınık aydınlatma için uygundur. Odaklanmış ışık için ikincil optikler (lensler) gerekli olacaktır.
• ESD Koruması:Cihaz 8kV HBM korumasına sahip olsa da, otomotiv ortamlarında hassas hatlara ek geçici gerilim baskılama eklemek iyi bir uygulamadır.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Jenerik PLCC-2 LED'lere kıyasla, bu cihazın temel farklılaştırıcılarıAEC-Q102 kalifikasyonuve genişletilmişçalışma sıcaklık aralığıdır (-40°C ile +110°C). Bunlar ticari sınıf LED'ler için tipik değildir ve otomotiv sertifikasyonu için gereklidir. Belirtilen ESD derecesi (8kV) ayrıca birçok standart parçadan daha yüksektir. Detaylı sınıflandırma yapısı, üreticilere öngörülebilir performans sağlar ve bu, tutarlılığın çok önemli olduğu seri üretim için kritiktir.

9. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: "Tipik" ve "Maksimum" değerler arasındaki fark nedir?

C: "Tipik", standart koşullar altında beklenen ortalama değerdir. "Maksimum" (veya "Min") garanti edilen sınırlardır; tüm cihazlar veri sayfası özelliklerine göre bu sınırlar içinde performans gösterecektir.

S: Bu LED'i 30mA'de sürekli olarak sürebilir miyim?

C: Yalnızca lehim pedi sıcaklığının (T_S) azaltma eğrisine göre 110°C veya altında tutulabilmesi durumunda. Daha yüksek sıcaklıklarda akım azaltılmalıdır. Güvenilir uzun vadeli çalışma için, tipik 20mA veya altında sürülmesi önerilir.

S: Renk koordinatları (0.3, 0.3). Bu saf beyaz mı?

C: CIE 1931 kromatiklik diyagramında, (0.33, 0.33) noktası genellikle "eşit enerji" beyaz noktası olarak kabul edilir. (0.3, 0.3) koordinatları, mavi/yeşile doğru hafif bir kayma ile soğuk beyazı gösterir ve bu, ekran arka aydınlatması için yaygın ve arzu edilen bir tondur.

S: MSL 2, üretim sürecim için ne anlama geliyor?

C: MSL 2 bileşenleri, ≤ 30°C/%60 RH'de depolandığında 1 yıllık raf ömrüne sahiptir. Torba açıldıktan sonra, belirli bir süre içinde (ör. 168 saat) kullanılmalı veya emilen nemi gidermek için reflow'dan önce kurutulmalıdır.

10. Çalışma Prensibi

Bu bir fosfor dönüştürmeli beyaz LED'dir. Çekirdek yarı iletken çip, akım p-n eklemi boyunca aktığında mavi ışık yayar (elektrolüminesans). Bu mavi ışık, çip üzerine veya yakınına biriktirilmiş sarı (veya sarı ve kırmızı) fosfor malzemesi katmanına çarpar. Fosfor, mavi fotonların bir kısmını emer ve daha uzun, sarı/kırmızı dalga boylarında ışık yeniden yayar. Kalan mavi ışık ve dönüştürülmüş sarı/kırmızı ışığın kombinasyonu, insan gözü tarafından beyaz ışık olarak algılanır. Tam ton (soğuk beyaz, nötr beyaz, sıcak beyaz), fosforların karışımı ve bileşimi tarafından belirlenir.

11. Sektör Trendleri

Otomotiv aydınlatma pazarı, daha yüksek verimlilik (watt başına daha fazla lümen), daha iyi görsel netlik için geliştirilmiş renksel geriverim indeksi (CRI) ve daha büyük güvenilirlik talep etmeye devam etmektedir. LED'lerin sürücü IC'ler ve sensörlerle akıllı aydınlatma modüllerine entegrasyonu büyüyen bir trenddir. Ayrıca, PLCC paketleri iç mekan aydınlatması gibi orta güç uygulamalarında maliyet etkinliği ve kanıtlanmış güvenilirliği nedeniyle popüler kalsa da, daha yüksek güç yoğunluğuna sahip standartlaştırılmış, daha küçük paket ayak izlerine doğru bir itiş vardır.