PLCC-2 Süper Kırmızı LED Veri Sayfası - 2.0x1.25x0.8mm - Gerilim 2.0V - Güç 40mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, PLCC-2 (Plastik Bacaklı Çip Taşıyıcı) paketinde, yüksek parlaklığa sahip, yüzeye monte bir Süper Kırmızı LED'in teknik özelliklerini detaylandırmaktadır. Öncelikle zorlu otomotiv iç mekan uygulamaları için tasarlanan bu bileşen, güvenilir performansı endüstri standardı uyumluluğu ile birleştirir. Kompakt form faktörü ve sağlam yapısı, araç kabinleri içindeki alanı kısıtlı ancak kritik aydınlatma işlevleri için uygun hale getirir.

LED'in temel avantajları arasında, düzgün aydınlatma için geniş 120 derecelik görüş açısı, standart 20mA sürüş akımında 600 milikandela (mcd) tipik ışık şiddeti ve AEC-Q102, RoHS, REACH ve halojensiz gereklilikler gibi katı otomotiv ve çevresel standartlara uyum bulunmaktadır. Bu kombinasyon, otomotiv ortamlarında uzun ömür ve performans arayan tasarımcılar için güvenilir bir seçenek olarak konumlandırır.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Fotometrik ve Elektriksel Özellikler

Ana operasyonel parametreler, LED'in performans aralığını tanımlar. İleri yön akımı (IF) tipik çalışma noktası 20mA'dir, minimum 5mA ve mutlak maksimum değeri 50mA'dir. 20mA'de, tipik ileri yön gerilimi (VF) 2.0V'dur, minimum 1.75V ile maksimum 2.75V arasında değişir. Bu düşük gerilimli çalışma, verimli güç kullanımına katkıda bulunur.

Birincil fotometrik çıkış, standart test koşulu altında 600 mcd (tipik) ışık şiddeti (IV) ile karakterize edilir, minimum 450 mcd ve maksimum 1120 mcd'ye ulaşır. Işık yayılımı Süper Kırmızı spektrumundadır, baskın dalga boyu (λd) tipik olarak 630 nm'dir, 627 nm ile 639 nm arasında değişir. 120 derecelik (±5° tolerans) geniş görüş açısı, geniş ve eşit ışık dağılımını sağlar, bu da panel ve gösterge aydınlatması için çok önemlidir.

2.2 Termal ve Mutlak Maksimum Değerler

Termal yönetim, LED ömrü için kritiktir. Cihaz iki termal direnç değerine sahiptir: gerçek termal direnç (Rth JS real) 160 K/W (maks) ve elektriksel termal direnç (Rth JS el) 125 K/W (maks). Bu değerler, jonksiyondan lehim noktasına dağıtılan watt başına sıcaklık artışını gösterir.

Mutlak maksimum değerler, kalıcı hasarı önlemek için aşılmaması gereken operasyonel limitleri tanımlar. Maksimum güç dağılımı (Pd) 137 mW'dir. Cihaz, çok düşük bir görev döngüsü (0.005) ile ≤ 10 μs darbe süreleri için 100 mA'lık bir darbe akımına (IFM) dayanabilir. Jonksiyon sıcaklığı (TJ) 125°C'yi aşmamalıdır, çalışma ve depolama sıcaklık aralığı ise -40°C ile +110°C arasında belirtilmiştir, bu da otomotiv uygulamalarına uygunluğunu doğrular. ESD hassasiyeti (HBM) 2 kV olarak derecelendirilmiştir.

3. Performans Eğrisi Analizi

3.1 Spektral ve Akım-Gerilim İlişkisi

Bağıl spektral dağılım grafiği, 630 nm civarında merkezlenmiş, dar, zirveli bir emisyon eğrisi gösterir, bu da yüksek saflıkta kırmızı LED'in karakteristiğidir. İleri yön akımına karşı ileri yön gerilimi (IF-VF) eğrisi, diyodun üstel karakteristiğini gösterir. Bağıl ışık şiddetinin ileri yön akımına karşı grafiği, tipik 20mA noktasına kadar akımla ışık çıkışında neredeyse doğrusal bir artış gösterir, daha yüksek akımlarda artan termal etkiler nedeniyle kademeli bir düşüş görülür.

3.2 Sıcaklık Bağımlılığı

Sıcaklığa göre performans, önemli bir tasarım hususudur. Bağıl ışık şiddetinin jonksiyon sıcaklığına karşı grafiği negatif bir korelasyon gösterir; sıcaklık arttıkça, ışık çıkışı azalır. Bu, LED'ler için tipik bir davranıştır. Tersine, ileri yön gerilimi negatif bir sıcaklık katsayısı gösterir, jonksiyon sıcaklığı yükseldikçe doğrusal olarak azalır. Baskın dalga boyu da sıcaklıkla değişir, tipik olarak jonksiyon ısındıkça artar (kırmızıya kayma). Bu eğriler, tutarlı parlaklık ve renk sağlamak için sıcaklık kompanzasyonlu devreler tasarlamak için gereklidir.

3.3 Değer Düşürme ve Darbe Çalışması

İleri yön akımı değer düşürme eğrisi, güvenilirlik için çok önemlidir. Lehim pedi sıcaklığına (TS) dayanarak izin verilen maksimum sürekli ileri yön akımını belirler. Örneğin, 110°C lehim pedi sıcaklığında, izin verilen maksimum sürekli akım 35mA'dir. Grafik ayrıca 5mA'lik bir minimum çalışma akımı belirtir. İzin verilen darbe işleme kapasitesi tablosu, darbe çalışması için rehberlik sağlar, çeşitli darbe genişlikleri ve görev döngüleri için izin verilen tepe darbe akımını gösterir, bu da çoklama veya PWM karartma uygulamaları için faydalıdır.

4. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

LED, üretim serilerinde tutarlılık ve tasarım eşleştirmesi için üç ana parametreye göre sınıflara ayrılır.

4.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Işık şiddeti, L1 (11.2-14 mcd)'den GA (18000-22400 mcd)'ye kadar alfasayısal sınıflara ayrılır. Bu özel parça numarası (65-21-SR0200H-AM) için, olası çıkış sınıfları vurgulanmıştır ve U1 (450-560 mcd) ve U2 (560-710 mcd) aralıkları içinde yer alır, tipik 600 mcd spesifikasyonu ile uyumludur. Bu, tasarımcıların gerekirse daha sıkı parlaklık toleranslarına sahip parçaları seçmelerine olanak tanır.

4.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Baskın dalga boyu, dört haneli bir kod kullanılarak sınıflandırılır. Sınıflar 459 nm'den 639 nm'ye kadar geniş bir spektrumu kapsar. Bu Süper Kırmızı LED için ilgili sınıflar, 627-639 nm aralığında vurgulanmıştır, özellikle 2730 (627-630 nm), 3033 (630-633 nm), 3336 (633-636 nm) ve 3639 (636-639 nm) kodlarını kapsar. Bu, farklı üretim partileri arasında renk tutarlılığını sağlar.

4.3 İleri Yön Gerilimi Sınıflandırması

İleri yön gerilimi, minimum ve maksimum gerilimi voltun onda biri cinsinden temsil eden dört haneli bir kod kullanılarak sınıflandırılır. Sınıflar 1012 (1.00-1.25V)'den 2730 (2.70-3.00V)'a kadar uzanır. TipikVFdeğeri 2.0V olan bu LED için, ilgili sınıflar muhtemelen 1720 (1.75-2.00V) ve 2022 (2.00-2.25V)'dir. Gerilim sınıflarını eşleştirmek, paralel dizilerde akım sınırlama devresi tasarımını basitleştirebilir.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

LED, standart bir PLCC-2 yüzeye monte paket içinde bulunur. Mekanik çizim ("Mekanik Boyut" bölüm referansıyla ima edilen) tipik olarak karşılıklı iki bacağa sahip bir paket gösterir. Kritik boyutlar arasında toplam uzunluk, genişlik ve yükseklik, bacak aralığı ve kalıplanmış merceğin boyutu/konumu bulunur. Paket, yüksek hacimli elektronik üretiminde yaygın olarak kullanılan otomatik pick-and-place ve reflow lehimleme işlemleriyle uyumluluk için tasarlanmıştır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Veri sayfası, maksimum 260°C'lik 30 saniyelik bir reflow lehimleme sıcaklığı belirtir. Bu, bacaklar/lehim eklemlerinde ölçülen tepe sıcaklığına atıfta bulunur. Genellikle önerilen bir reflow profili sağlanır, termal şoku önlemek ve LED'in iç yapısına veya epoksi merceğine zarar vermeden güvenilir lehim eklemleri sağlamak için ön ısıtma, bekleme, reflow ve soğutma aşamalarını ana hatlarıyla belirtir.

6.2 Önerilen Lehim Pedi Düzeni

Uygun mekanik stabilite ve lehim fileto oluşumu sağlamak için önerilen bir lehim pedi ayak izi sağlanır. Bu ped tasarımı, lehim ekleminin mukavemetini ve LED'in termal pedinden (varsa) veya bacaklarından baskılı devre kartına (PCB) termal transfer yolunu optimize eder. Bu düzene uymak, üretim verimi ve uzun vadeli güvenilirlik için çok önemlidir.

6.3 Kullanım Önlemleri

Genel önlemler arasında, merceğe veya bacaklara zarar gelmesini önlemek için işleme sırasında keskin aletler kullanmaktan kaçınmak bulunur. Depolama, MSL (Nem Hassasiyet Seviyesi) 3 derecesine göre kuru, anti-statik bir ortamda yapılmalıdır; bu, reflow lehimlemeden önce bileşenlerin raf ömrünü aşan ortam koşullarına maruz kaldıysa pişirilmesini gerektirir. Yüksek yoğunluklu UV ışığa veya belirli kimyasallara doğrudan maruz kalmaktan da kaçınılmalıdır.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

PDF'de belirtildiği gibi, birincil uygulamaOtomotiv İç Aydınlatma'dır. Bu, gösterge paneli anahtarları, kapı kolları, vites göstergeleri, ses sistemi kontrolleri ve ortam aydınlatması için aydınlatmayı içerir. İkinci önemli uygulamaGösterge Paneliaydınlatmasıdır, ikonlar, ibreler ve uyarı sembolleri için tutarlı, güvenilir arka aydınlatma gerektiren alet panelleri veya gösterge paneli göstergelerini ifade eder.

7.2 Tasarım Hususları

Bu LED ile tasarım yaparken aşağıdakileri göz önünde bulundurun: Nominal parlaklık için tipik olarak 20mA'de ileri yön akımını ayarlamak için daima seri bir akım sınırlama direnci veya sabit akımlı bir sürücü kullanın. Direnç değerini veya sürücü çıkış gerilimini hesaplarken ileri yön gerilimi sınıfını ve toleransını hesaba katın. Özellikle kapalı alanlarda veya yüksek ortam sıcaklıklarında termal yönetimi düşünün; maksimum sürüş akımını ayarlamak için değer düşürme eğrisini kullanın. Birden fazla LED arasında düzgün aydınlatma için, aynı veya bitişik ışık şiddeti ve dalga boyu sınıflarından bileşenler seçin. Geniş görüş açısı, birçok dağınık aydınlatma uygulamasında ikincil optiklere olan ihtiyacı azaltır.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Genel, otomotiv olmayan PLCC-2 LED'lerle karşılaştırıldığında, bu bileşenin temel farklılaştırıcıları resmi kalifikasyonlarıdır. AEC-Q102 kalifikasyonu, otomotiv uygulamalarında ayrık optoelektronik cihazlar için tanımlanmış bir dizi stres testini (yüksek sıcaklık çalışma ömrü, sıcaklık döngüsü ve nem direnci dahil) geçtiğini gösterir. Korozyon Dayanıklılık Sınıfı B1 derecesi, bazı otomotiv ortamlarında bulunabilen kükürt gibi aşındırıcı gazlara karşı gelişmiş direnci gösterir. Geniş 120 derecelik görüş açısı ve 600mcd tipik şiddet kombinasyonu, iç mekan uygulamaları için parlaklık ve dağılım arasında iyi bir denge sunar.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu LED'i daha fazla parlaklık için 30mA'de sürebilir miyim?

A: Mutlak maksimum değer 50mA olsa da, tipik çalışma akımı 20mA'dir. 30mA'de sürmek mümkündür ancak jonksiyon sıcaklığını artıracak ve lümen azalmasını hızlandıracaktır. Jonksiyon sıcaklığının 125°C'nin altında kalmasını sağlamak için uygulamanızın lehim pedi sıcaklığına dayalı değer düşürme eğrisine başvurmalısınız.

S: Gerçek ve elektriksel termal direnç arasındaki fark nedir?

A: Gerçek termal direnç (Rth JS real) fiziksel bir sıcaklık sensörü kullanılarak ölçülür. Elektriksel termal direnç (Rth JS el) LED'in ileri yön gerilimi sıcaklık katsayısı kullanılarak hesaplanır. Tasarım amaçları için, en kötü durum termal analizi için daha muhafazakar (daha yüksek) değer, bu durumda 160 K/W, kullanılmalıdır.

S: Ters koruma diyodu gerekli midir?

A: Veri sayfası, cihazın "Ters çalışma için tasarlanmamıştır." olduğunu belirtir. Ters gerilim uygulamak ona zarar verebilir. Ters gerilimin mümkün olduğu devrelerde (örneğin, otomotiv yük düşürme senaryolarında), seri bir diyot veya TVS diyotu gibi harici koruma şiddetle tavsiye edilir.

10. Pratik Tasarım Örneği

10 özdeş göstergeye sahip bir otomotiv iklim kontrol paneli için arka aydınlatma tasarlamayı düşünün. Her gösterge bir LED kullanır. Besleme gerilimi, aracın nominal 12V sistemidir. Uzun ömür sağlamak için, tasarım maksimum 85°C lehim pedi sıcaklığını hedefler. Değer düşürme eğrisinden, 85°C'de maksimum sürekli akım yaklaşık 45mA'dir. LED başına 15mA'lik güvenli bir çalışma noktası seçmek bir marj sağlar ve termal stresi azaltır. TipikVFdeğeri 2.0V ile, 12V beslemede her LED için gerekli seri direnç değeri (12V - 2.0V) / 0.015A = 667 Ω'dur (680 Ω standart değer kullanın). Direnç başına güç dağılımı (10V)^2 / 680Ω ≈ 0.147W'dir, bu nedenle 1/4W'lık bir direnç yeterlidir. Renk ve parlaklık düzgünlüğünü sağlamak için, tedarik sırasında aynı ışık şiddeti sınıfından (örneğin, U1) ve baskın dalga boyu sınıfından (örneğin, 2730) LED'ler belirtin.

11. Çalışma Prensibi

Bu bir ışık yayan diyottur (LED), bir yarı iletken p-n jonksiyon cihazıdır. Jonksiyonun iç potansiyelini aşan bir ileri yön gerilimi uygulandığında, elektronlar ve delikler jonksiyon boyunca enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerji foton (ışık) şeklinde salınır. Yarı iletken katmanların özel malzeme bileşimi (kırmızı LED'ler için tipik olarak Alüminyum Galyum Arsenür - AlGaAs tabanlı) yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler. PLCC-2 paketi, yarı iletken çipi kapsüller, mekanik koruma sağlar, 120 derecelik görüş açısını elde etmek için ışık çıkışını şekillendiren kalıplanmış bir epoksi mercek içerir ve elektriksel bağlantı ve termal dağılım için bacaklar sunar.

12. Endüstri Trendleri

Otomotiv iç aydınlatmada trend, daha yüksek entegrasyon, daha akıllı kontrol ve gelişmiş kullanıcı deneyimi yönünde devam etmektedir. LED'ler artık sadece işlevsellik için değil, aynı zamanda ambiyans ve markalaşma için giderek daha fazla kullanılmaktadır. Bu, daha yüksek verimliliğe (watt başına daha fazla lümen), tutarlı görünüm için daha sıkı renk ve parlaklık sınıflandırmasına ve daha uzun araç garantileriyle eşleşecek gelişmiş güvenilirlik metriklerine sahip LED'lere olan talebi artırmaktadır. Ayrıca, devre tasarımını basitleştirmek ve dinamik aydınlatma efektleri için bireysel adreslenebilirlik gibi gelişmiş özellikleri etkinleştirmek için yerleşik sürücülü veya kontrol IC'li LED'lerin (iC-LED'ler gibi) entegrasyonu da artmaktadır. Burada açıklanan bileşen, otomotiv kalifikasyonları ve tutarlı performansı ile, bu gelişen ekosistemin temel katmanına uyar, hem basit hem de karmaşık aydınlatma sistemleri için güvenilir ham ışık kaynağı sağlar.