PLCC-2 LED 67-11-IB0100L-AM Veri Sayfası - Buz Mavisi - 120° Görüş Açısı - 3.1V - 10mA - Basitleştirilmiş Çince Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, PLCC-2 (Plastik Kılavuzlu Çip Taşıyıcı) yüzey montaj paketi kullanan, yüksek parlaklığa sahip buz mavisi bir LED'in özelliklerini ayrıntılı olarak açıklamaktadır. Bu cihaz, zorlu ortamlarda güvenilirlik ve yüksek performans için tasarlanmış olup, 120 derecelik geniş görüş açısına sahiptir ve otomotiv bileşenleri için katı AEC-Q101 standardına uygundur. Temel tasarım amacı, farklı elektriksel ve termal koşullar altında uzun ömür ve kararlılık sağlarken, otomotiv iç mekan uygulamaları için kararlı ve canlı aydınlatma sağlamaktır.

1.1 Temel Avantajlar

• Yüksek Işık Verimliliği:10mA standart ileri akım altında, tipik ışık şiddeti 300 milikandela'ya (mcd) ulaşarak, parlak ve görünür bir ışık çıktısı sağlar.
• Geniş Açılı Aydınlatma:120° görüş açısı, geniş ve homojen bir ışık dağılımı sağlayarak arka panel aydınlatma ve gösterge ışıkları için idealdir.
• Otomotiv Sınıfı Güvenilirlik:AEC-Q101 sertifikasyonu, geniş sıcaklık dalgalanmaları ve titreşim dahil olmak üzere otomotiv elektroniğindeki zorlu çevre koşullarına uygunluğunu doğrulamaktadır.
• Güçlü ESD Koruması:8kV'ye (İnsan Vücut Modeli) kadar elektrostatik deşarja dayanabilir, bu da işleme ve montaj sağlamlığını artırır.
• Çevreye Uyumluluk:Ürün, RoHS (Zararlı Maddelerin Kısıtlanması) ve REACH düzenlemelerine uygundur, küresel çevre standartlarını destekler.

1.2 Hedef Pazar ve Uygulamalar

Bu LED, özellikle otomotiv elektroniği pazarı için tasarlanmıştır. Başlıca uygulama alanları şunları içerir:

• Araç iç aydınlatması:Ayak boşluğu, kapı kolu, bardaklık ve genel kabin ortam aydınlatması için kullanılır.
• Anahtar arka aydınlatması:Gösterge paneli, orta konsol ve direksiyondaki düğme ve kontroller için net görünürlük sağlar.
• Gösterge Paneli Göstergeleri:Sürücü gösterge paneli içindeki uyarı lambaları, durum göstergeleri ve gösterge arka aydınlatması için kullanılır.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Fotometrik ve Elektriksel Özellikler

Çalışma parametreleri, LED'in standart test koşullarında (Ts=25°C) performansını tanımlar.

• İleri yönlü akım (I_F):Önerilen çalışma akımı 10mA'dır, mutlak maksimum değer 20mA'dır. Çalışma için en az 2mA minimum akım gereklidir.
• Işık şiddeti (I_V):10mA'de yoğunluk genellikle 355 mcd'ye ulaşır, standart sınıflandırmada garanti edilen minimum değer 140 mcd, maksimum değer ise 560 mcd'dir. Ölçüm toleransı ±8%'dir.
• İleri voltaj (V_F):10mA'de genellikle 3.1V'dir, minimum 2.75V'den maksimum 3.75V'ye kadar değişir. İleri voltaj negatif sıcaklık katsayısına sahiptir ve eklem sıcaklığı arttıkça düşer.
• Görüş açısı (φ):Yoğunluğun tepe değerinin yarısına düştüğü açı genişliği olarak tanımlanır. Bu LED, 120° ± 5° geniş görüş açısı sağlar.
• Kromatiklik koordinatları (CIE x, y):Tipik renk noktası (0.18, 0.23) olup buz mavisi tonunu tanımlar. Bu koordinatlar için tolerans ±0.005'tir.

2.2 Termal Özellikler

Termal yönetim, LED'lerin ömrü ve performans kararlılığı için hayati öneme sahiptir.

• Termal direnç (R_{th JS}):Lehim noktasına bağlantı termal direnci için iki değer belirtilmiştir: 130 K/W (gerçek ölçüm değeri) ve 100 K/W (elektriksel hesaplama değeri). Bu parametre, ısının LED çipinden PCB'ye aktarılma verimliliğini ifade eder.
• Kavşak sıcaklığı (T_J):İzin verilen maksimum kavşak sıcaklığı 125°C'dir. Bu sınırın aşılması kalıcı performans düşüşüne yol açabilir.
• Çalışma ve depolama sıcaklığı:Cihazın derecelendirilmiş çalışma sıcaklığı aralığı -40°C ila +110°C'dir ve küresel otomotiv uygulamaları için uygundur.

2.3 Mutlak Maksimum Değerler

Bunlar, kalıcı hasarı önlemek için herhangi bir koşulda aşılmaması gereken stres limitleridir.

• Güç tüketimi (P_d):Maksimum 75 mW.
• Dalgalanma akımı (I_FM):300mA darbe, ≤10μs dayanılabilir süre, düşük görev döngüsü (D=0.005).
• Ters voltaj (V_R):Bu LED ters öngerilimli çalışma için tasarlanmamıştır. Ters voltaj uygulanması anında arızaya neden olabilir.
• Lehimleme sıcaklığı:260°C'lik tepe sıcaklığına, en fazla 30 saniye süreyle dayanabilen reflow lehimleme ile uyumludur, standart kurşunsuz lehimleme prosesleriyle uyumludur.

3. Performans Eğrisi Analizi

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

Grafik doğrusal olmayan bir ilişki göstermektedir. İleri yönlü gerilim akımla birlikte artar, ancak negatif bir sıcaklık katsayısı sergiler. Akım sınırlama devresi tasarlanırken bu durum dikkate alınmalıdır, çünkü V_FLED çalışırken ısındıkça düşecektir.

3.2 Bağıl Işık Şiddeti ve İleri Yönlü Akım İlişkisi

Düşük akım aralığında, ışık çıkışı akımla kabaca doğrusal bir ilişki gösterir, ancak akım maksimum nominal değere (20mA) yaklaştığında, verim düşüşü (performans azalması) belirtileri gösterebilir. Optimum verimlilik ve ömür için tipik olarak 10mA veya altında çalıştırılması önerilir.

3.3 Bağıl Işık Şiddeti ile Kavşak Sıcaklığı Arasındaki İlişki

Işık şiddeti, kavşak sıcaklığı arttıkça azalır. Grafik, T_JYaklaşık 140°C'de, çıkış oda sıcaklığı değerinin yaklaşık %40'ına düşebilir. Bu, parlaklığı korumak için etkili bir PCB termal tasarımının (ısı emici delikler, yeterli bakır alanı kullanılarak) önemini vurgulamaktadır.

3.4 Kromatiklik Kayması

Hem ileri akım hem de eklem sıcaklığı, LED'in kromatik koordinatlarını etkiler. ΔCIE-x ve ΔCIE-y grafikleri küçük sapmalar göstermektedir. Sapma aralığı küçük olsa da, farklı çalışma koşullarında veya birden fazla LED kullanan dizilerde katı renk tutarlılığı gerektiren uygulamalar için dikkate alınmalıdır.

3.5 İleri Akım Azaltma Eğrisi

Bu kritik grafik, pad sıcaklığına (T_S) göre izin verilen maksimum sürekli ileri yönlü akımı tanımlar. T_Sarttıkça, izin verilen maksimum I_FSıcaklığın 125°C'nin altında tutulması için azaltılmalıdır. Örneğin, T_S110°C olduğunda, maksimum I_F20mA'dır. Bu eğri, nihai uygulamadaki güvenli çalışma koşullarını belirlemek için çok önemlidir.

3.6 İzin Verilen Darbe İşleme Kapasitesi

Grafik, darbe genişliği (t_p), görev döngüsü (D) ve izin verilen tepe darbe akımı (I_FA) arasındaki ilişkiyi göstermektedir. Düşük görev döngüsü (0.005) altındaki çok kısa darbeler (örneğin 10μs) için LED, 300mA'ya kadar akımı işleyebilir. Bu, strobo veya darbe sinyali işlevleri tasarlamak için kullanışlıdır.

3.7 Spektral Dağılım

Göreceli spektral dağılım grafiği, buz mavisi LED'in karakteristik tepe dalga boyunu göstermektedir. Dar ana tepe, renk saflığını sağlar. Kırmızı veya yeşil bölgelerde kayda değer bir yan tepe bulunmaması, beklenen renk çıktısını doğrulamaktadır.

4. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Seri üretim tutarlılığını sağlamak için, LED'ler kritik parametrelere göre farklı sınıflara ayrılır.

4.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

LED'ler, 10mA'da ölçülen ışık şiddetine göre birden fazla seviyeye (L1'den GA'ya) ayrılır. Her seviye logaritmik ölçekte belirli bir aralığı kapsar (örneğin, T1: 280-355 mcd, T2: 355-450 mcd). Veri sayfası, bu özel ürün modeli için "olası çıkış seviyelerini" vurgular. Tasarımcılar, birden fazla LED kullanan montajlarda parlaklık tutarlılığını sağlamak için sipariş verirken istenen seviyeyi belirtmelidir.

4.2 Renk Sınıflandırması

Standart buz mavisi sınıflandırma yapısı, CIE 1931 renklilik diyagramında tanımlanır. Sağlanan tablo, belirli sınıflandırma kodlarını (örneğin CM0, CL3) ve bunlara karşılık gelen CIE x ve y koordinat sınırlarını listeler. Bu, renk noktaları neredeyse aynı olan LED'lerin seçilmesine olanak tanır; bu, arka aydınlatma gibi uygulamalarda bitişik LED'ler arasındaki renk uyumsuzluğunun görsel olarak kabul edilemez olması nedeniyle çok önemlidir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Mekanik Boyutlar

PLCC-2 paketi standart bir yüzey montaj tasarımıdır. Boyut çizimi (PDF'de referans verilmiştir), gövde uzunluğu, genişliği, yüksekliği, bacak aralığı ve lehim pedi konumu dahil olmak üzere kritik boyutları sağlar. Bu boyutlara uymak, PCB lehim pedi tasarımı ve otomatik yüzey montaj (SMT) işlemi için çok önemlidir.

5.2 Önerilen Lehimleme Pedi Yerleşimi

Önerilen PCB lehim pedi tasarımı sağlanmıştır. Bu yerleşim, reflow lehimleme sürecinde güvenilir lehim bağlantıları oluşturmak için optimize edilmiştir ve PCB ile uygun mekanik bağlantı ile ısı iletimi sağlar. Bu öneriye uymak, tombstone veya kötü lehimleme gibi sorunların önlenmesine yardımcı olur.

5.3 Polarite Tanımlama

PLCC-2 paketi genellikle bileşen gövdesinin bir köşesinde kalıplanmış bir çentik veya işaretli bir katot bulunur. PCB montajı sırasında, LED'in düzgün çalışmasını sağlamak için doğru polarite yönelimi çok önemlidir. Ters voltaj uygulanması yasaktır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Sıcaklık Profili

Bu bileşen, standart kurşunsuz (SnAgCu) reflow kaynak işlemiyle uyumludur. Sıcaklık profili, ön ısıtma, ısıya daldırma, reflow ve soğutma aşamalarını içerir; tepe sıcaklığı 260°C'yi aşmamalı ve bu sıcaklıkta en fazla 30 saniye kalınmalıdır. LED paketine zarar vermeden uygun lehim bağlantılarının oluşmasını sağlamak için 217°C'nin (likidüs sıcaklığı) üzerinde geçirilen süre kontrol edilmelidir.

6.2 Kullanımda Dikkat Edilecek Hususlar

• ESD Önlemleri:Nominal değeri 8kV HBM olmasına rağmen, montaj sırasında standart ESD işlem prosedürleri (topraklama bilekliği, çalışma istasyonu ve iletken kaplar kullanımı) izlenmelidir.
• Akım Sınırlaması:LED'i sürmek için daima sabit akım kaynağı veya bir voltaj kaynağına seri bağlı akım sınırlama direnci kullanın. V_F'yi aşan bir voltaj kaynağına doğrudan bağlanmak aşırı akıma ve arızaya neden olacaktır.
• Isı Yönetimi:Uygun PCB termal tasarımı uygulayın. Beklenen maksimum ortam sıcaklığı ve PCB termal performansına dayalı olarak güvenli çalışma akımını belirlemek için derecelendirme azaltma eğrilerini kullanın.
• Temizlik:Kaynak sonrası temizlik gerekiyorsa, plastik lens veya epoksiye zarar vermeyen uyumlu bir çözücü kullanın.
• Depolama Koşulları:Belirtilen -40°C ila +110°C sıcaklık aralığında, kuru ve statik elektriğe karşı korumalı bir ortamda saklayın.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Paketleme Bilgileri

LED'ler, otomatik yüzey montaj (SMD) üretim ekipmanları için standart paketleme olan kaset ve makara formunda sunulmaktadır. Montaj hattı besleyicileri ile uyumluluğu sağlamak amacıyla makara özellikleri (şerit genişliği, yuva aralığı, makara çapı) sağlanmıştır.

7.2 Parça Numarası ve Sipariş Bilgileri

Temel parça numarası67-11-IB0100L-AMBu numara, kritik özellikleri kodlamaktadır:

• 67-11:Muhtemelen paket tipini (PLCC-2) ve/veya seriyi ifade eder.
• IB:Buz mavisi anlamına gelir.
• 0100L:Parlaklık derecelendirmesi veya ürün kodu ile ilgili olabilir.
• AM:Otomotiv sınıfını veya belirli bir revizyonu ifade ediyor olabilir.

8. Uygulama Tasarımı Hususları

8.1 Sürücü Devre Tasarımı

Kararlı çalışma için, özellikle otomotiv ortamlarında besleme voltajının (örneğin 12V akü) önemli ölçüde dalgalanabileceği durumlarda, basit bir dirençli voltaj sınırlama kaynağı yerine sabit akım sürücü tercih edilmelidir. Sürücü, beklenen giriş voltajı aralığında ve sıcaklıkta gerekli akımı (örneğin 10mA) sağlayacak şekilde tasarlanmalıdır.

8.2 PCB Termal Tasarımı

Performans ve ömrü korumak için:

• Yeterli bakır kalınlığına sahip PCB kullanın.
• Daha büyük bir bakır düzlemine veya iç toprak katmanına bağlanan termal ped kullanın ve birden fazla termal via ile bağlayın.
• Derecelendirme eğrisine uyun. Lehim noktasındaki PCB sıcaklığının 80°C'ye ulaşması bekleniyorsa, mutlak maksimum 20mA'den maksimum sürekli akım buna göre azaltılmalıdır.

8.3 Optik Entegrasyon

120° görüş açısı geniş alan aydınlatması için uygundur. Daha odaklanmış ışık gerektiren uygulamalar için ikincil optik elemanlar (lensler, ışık yönlendirici plakalar) gerekli olabilir. Işık yönlendirici plaka veya difüzör tasarlanırken, istenen nihai renk etkisini elde etmek için buz mavisinin kromatiklik koordinatları dikkate alınmalıdır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu cihaz, genel amaçlı PLCC-2 LED'lere kıyasla otomotiv uygulamaları için önemli avantajlar sunar:

• Güvenilirlik:AEC-Q101 sertifikasyonu, ticari sınıf bileşenler için gerekli olmayan katı stres testlerini (yüksek sıcaklıkta depolama, sıcaklık döngüsü, nem vb.) içerir.
• Genişletilmiş sıcaklık aralığı:+110°C'ye kadar çalışma ortamı sıcaklığı, ticari LED'ler için tipik olan +85°C sınırını aşar; bu, araçlarda ısı kaynaklarına yakın konumlar için gereklidir.
• Kontrollü Sınıflandırma:Detaylı yoğunluk ve renk sınıflandırması tutarlılık sağlar; bu, düşük maliyetli alternatiflerde daha az talep edilir veya hiç bulunmaz.
• ESD Sağlamlığı:8kV HBM ESD derecesi, üretim ve işleme sırasında elektrostatik hasara karşı daha yüksek bir güvenlik marjı sağlar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

10.1 Önerilen çalışma akımı nedir?

Tipik çalışma akımı 10mA'dır. Minimum 2mA ile mutlak maksimum 20mA arasında çalışabilir, ancak 10mA'de çalıştırmak parlaklık, verimlilik ve uzun vadeli güvenilirlik arasında en iyi dengeyi sağlar.

10.2 Uygun bir akım sınırlama direnci nasıl seçilir?

Ohm Kanunu kullanılır: R = (V_{Güç Kaynağı}- V_F) / I_F. Veri sayfasındaki maksimum V_F(3.75V) ile en kötü durum tasarımı yapın, böylece akım asla istenen değeri aşmasın. 12V güç kaynağı ve 10mA hedef için: R = (12V - 3.75V) / 0.01A = 825Ω. Bir sonraki daha yüksek standart değeri kullanın (örneğin 820Ω veya 1kΩ) ve dirençteki güç tüketimini hesaplayın (P = I²R).

10.3 Isıl yönetim neden bu kadar önemlidir?

Yüksek bağlantı sıcaklığı doğrudan üç soruna yol açar: 1)Işık çıkışında düşüş:Işık çıkışında azalma. 2)Renk Sapması:Yayılan renk değişebilir. 3)Hızlandırılmış Yaşlandırma:LED'in ömrü katlanarak kısalır. Belirtilen performansı sürdürmek için PCB üzerinden uygun ısı dağılımı esastır.

10.4 Birden Fazla LED Seri veya Paralel Bağlanabilir mi?

Seri bağlantıGenellikle tercih edilir, çünkü tüm LED'ler aynı akımı taşır, bu da parlaklık düzgünlüğünü sağlar. Güç kaynağı voltajı tüm V_F değerlerinin üzerinde olmalıdır. Paralel bağlantıHer LED için ayrı bir akım sınırlama direnci olmadan yapılması önerilmez, çünkü V_FKüçük değişiklikler, önemli akım dengesizliklerine yol açarak parlaklık düzensizliğine ve tek bir LED'in aşırı yüklenmesine neden olabilir.

11. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

11.1 Otomobil Gösterge Paneli Anahtar Arka Aydınlatması

Sahne:Pano üzerindeki 5 özdeş buton anahtarı için arka ışık tasarımı.

• Tasarım Hedefi:Tüm düğmeler üzerinde eşit, soğuk mavi aydınlatma.
• Uygulama Planı:
  1. LED Seçimi:Belirtilen parça numarası 67-11-IB0100L-AM için, tutarlılığı sağlamak amacıyla katı renk sınıflandırması (örneğin CM2) ve belirli ışık şiddeti sınıflandırması (örneğin T1: 280-355 mcd) seçin.
  2. Devre:Tüm 5 LED'i seri olarak bağlayın ve bunları 10mA'ye ayarlanmış tek bir sabit akım sürücüsüne bağlayın. Tipik V_F为3.1V，驱动器需要输出顺从电压 > 15.5V（5 * 3.1V）。12V汽车电源不足，因此需要升压转换器或从稳压更高电压（例如18V）工作的驱动器。
  3. PCB Düzeni:Her LED'i, ilgili anahtar difüzörünün tam arkasına yerleştirin. PCB pedlerini, önerilen ped düzeni tasarımına sıkı sıkıya bağlı kalarak tasarlayın. Her LED'in termal pedini, kart üzerindeki özel bir bakır döküm alanına bağlayın ve ısıyı dağıtmak için birden fazla termal viyayla iç toprak katmanına bağlayın.
  4. Doğrulama:Montajdan sonra, yüksek ortam sıcaklığı odasında (örneğin +85°C) çalışırken, bir LED'e yakın bir lehim yastığının sıcaklığı ölçülür. Ölçülen T değeri altında, 10mA akımın hala güvenli olup olmadığını doğrulamak için derecelendirme düşürme eğrisi kullanılır._S.

12. Çalışma Prensibi

Bu, bir yarı iletken ışık yayan diyottur (LED). Anot ve katot arasına, bant aralığı enerjisini aşan bir ileri yönlü voltaj uygulandığında, elektronlar ve boşluklar yarı iletken çipin (genellikle mavi/beyaz/buz mavisi için InGaN malzemesine dayalı) aktif bölgesinde yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme süreci, enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakır. Yarı iletken katmanların özel bileşimi, yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler. Plastik PLCC kılıf, çipi korur, mekanik koruma sağlar ve 120° görüş açısı sağlamak için ışık çıkışını şekillendiren kalıplanmış bir lens içerir.

13. Teknoloji Trendleri

Bu tür LED'lerin gelişimi, otomotiv ve genel aydınlatma endüstrilerindeki birkaç kilit trend tarafından yönlendirilmektedir:

• Verimlilik Artışı (lm/W):Sürekli malzeme bilimi iyileştirmeleri, birim elektrik giriş gücü (watt) başına daha fazla ışık çıkışı (lümen) üretmeyi amaçlayarak enerji tüketimini ve ısı yükünü azaltır.
• Daha Yüksek Güvenilirlik ve Ömür:Paketleme malzemeleri, çip montaj teknolojileri ve fosfor teknolojilerindeki (beyaz LED'ler için) gelişmeler, ortalama arıza süresi (MTBF) değerlerinin 50.000 saatin üzerine çıkmasını sürekli olarak teşvik etmektedir.
• Miniaturizasyon:Daha küçük, daha yoğun elektronik bileşenlere olan talep, ışık çıkışını korurken veya artırırken daha küçük paketleme formlarının (örneğin, chip-scale paketleme) LED gelişimini yönlendirmektedir.
• Akıllı ve Uyarlanabilir Aydınlatma:Kontrol sistemleriyle entegrasyon, dinamik aydınlatma efektleri, karartma ve renk sıcaklığı ayarlaması sağlamak için giderek daha yaygın hale geliyor; ancak bu genellikle LED elemanının kendisinden ziyade daha karmaşık LED sürücü IC'lerini içeriyor.
• Katı kalite standartları:AEC-Q102 (otomotiv uygulamaları için ayrık optoelektronik yarı iletkenlerin daha spesifik standardı) gibi standartların benimsenmesi, otomotiv bileşenlerinin daha uzmanlaşmış ve katı testlere doğru giden eğilimini temsil eder.