PLCC-2 Kırmızı LED Veri Sayfası - 65-21-UR0200H-AM - Otomotiv Sınıfı - 1120mcd @ 20mA - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

65-21-UR0200H-AM, kompakt bir PLCC-2 (Plastik Bacaklı Çip Taşıyıcı) yüzey montaj paketinde bulunan yüksek parlaklıklı, kırmızı ışık yayan bir LED'dir. Bu bileşen, yüksek ışık çıkışı, geniş görüş açısı ve sağlam güvenilirlik kombinasyonu sunarak, zorlu otomotiv iç aydınlatma uygulamaları için özel olarak tasarlanmıştır. Ana tasarım odağı, değişen çevre koşullarında tutarlı renk ve parlaklığın kritik olduğu gösterge paneli aydınlatması, enstrüman kümeleri ve genel iç ortam aydınlatmasıdır.

Bu LED'in temel avantajları arasında, otomotiv uygulamalarındaki ayrık optoelektronik cihazlar için katı AEC-Q102 standardına uygunluğu yer alır; bu, araç içlerinde tipik olan zorlu koşullar altında performans ve uzun ömür sağlar. Standart 20mA sürüş akımında tipik 1120 milikandela (mcd) ışık şiddeti ve mükemmel görünürlük için geniş 120 derecelik bir görüş açısı özelliğine sahiptir. Ayrıca, ürün RoHS, REACH ve halojensiz çevre direktiflerine uygundur ve bu da onu katı malzeme düzenlemelerine sahip küresel pazarlar için uygun kılar.

Hedef pazar özel olarak otomotiv sektörüdür ve uygulamalar açıkça otomotiv iç aydınlatma ve küme ekranları için listelenmiştir. Bu odak, standart ticari sınıf LED'lere kıyasla sıcaklık aralığı, elektrostatik deşarj (ESD) koruması ve uzun vadeli güvenilirlik için geliştirilmiş spesifikasyonlarını belirler.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Fotometrik ve Elektriksel Özellikler

Elektriksel ve optik performans standart test koşulları altında (Ts=25°C) tanımlanmıştır. İleri akım (I_F) mutlak maksimum 50mA derecesine, tipik 20mA çalışma noktasına ve minimum önerilen 5mA çalışma akımına sahiptir. 20mA'de, ışık şiddeti (I_V) minimum 710mcd'den tipik 1120mcd'ye kadar değişir ve maksimum 1800mcd'ye kadar belirtilmiştir; bu, üretim sınıfları arasında potansiyel performans varyasyonunu gösterir. Bu akımdaki ileri gerilim (V_F) 1.75V ile 2.75V arasındadır ve tipik değeri 2.0V'dur. Baskın dalga boyu (λ_d) kırmızı spektrumdadır, 612nm'den 627nm'ye kadar belirtilmiştir ve tipik değeri 622nm'dir. Görüş açısı (2θ_½) tutarlı bir şekilde 120 derecedir ve belirtilen tolerans ±5°'dir.

2.2 Termal ve Güvenilirlik Parametreleri

Termal yönetim, LED performansı ve ömrü için çok önemlidir. Cihazın iki belirtilmiş termal direnç değeri vardır: maksimum 160 K/W "Gerçek" termal direnç (R_{th JS gerçek}) ve maksimum 125 K/W "Elektriksel" termal direnç (R_{th JS el}). Fark muhtemelen ölçüm metodolojisinden kaynaklanmaktadır; elektriksel yöntem tahmin için yaygın bir endüstri uygulamasıdır. Mutlak maksimum eklem sıcaklığı (T_J) 125°C'dir. Çalışma ve depolama sıcaklık aralığı -40°C ila +110°C olarak belirtilmiştir; bu, aşırı iklimlerde çalışması gereken otomotiv uygulamaları için gereklidir. Cihaz, temel bir işleme koruması sağlayan 2kV'ye kadar bir ESD (İnsan Vücut Modeli) darbesine dayanabilir.

2.3 Mutlak Maksimum Değerler

Bu dereceler, kalıcı hasarın meydana gelebileceği stres limitlerini tanımlar. Maksimum güç dağılımı (P_d) 137 mW'dır. Darbe akımı kapasitesi (I_FM), çok düşük bir görev döngüsü (D=0.005) ile ≤10μs'lik darbe için 100mA'dir. Cihaz ters öngerilimli çalışma için tasarlanmamıştır. Yeniden akış sırasındaki maksimum lehimleme sıcaklığı, kurşunsuz lehimleme işlemleri için standart bir profil olan 30 saniye için 260°C'dir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler performans sınıflarına ayrılır. Veri sayfası, üç ana parametre için detaylı sınıflandırma tabloları sağlar.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Işık şiddeti, alfasayısal bir kod sistemi (örneğin, L1, L2, M1... GA'ya kadar) kullanılarak sınıflandırılır. Her sınıf, milikandela (mcd) cinsinden belirli bir minimum ve maksimum ışık şiddeti aralığını kapsar. 65-21-UR0200H-AM için, olası çıkış sınıfları vurgulanmıştır ve V1 (710-900 mcd), V2 (900-1120 mcd), AA (1120-1400 mcd) ve AB (1400-1800 mcd) içerir. Bu, tasarımcıların uygulamaları için gerekli parlaklık seviyesine göre parçaları seçmelerine olanak tanır; ilişkili ölçüm toleransı ±8%'dir.

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Kırmızı ışığın algılanan rengini belirleyen baskın dalga boyu da sınıflandırılır. Sınıflar dört haneli kodlarla (örneğin, 1215, 1518, 1821) tanımlanır. Her kod 3 nanometrelik bir dalga boyu aralığına karşılık gelir. Bu özel parça için olası sınıflar 1215 (612-615 nm), 1518 (615-618 nm), 1821 (618-621 nm), 2124 (621-624 nm), 2427 (624-627 nm) ve 2730 (627-630 nm)'dir. Baskın dalga boyu ölçümü için tolerans ±1nm'dir. Bu sıkı sınıflandırma, bir ekran veya aydınlatma dizisindeki birden fazla LED arasında renk tekdüzeliğini sağlar.

3.3 İleri Gerilim Sınıflandırması

İleri gerilim, 1517, 1720, 2022 vb. kodlar kullanılarak, 0.25V'luk artışlarla gerilim aralıklarını temsil edecek şekilde (örneğin, 1.50-1.75V, 1.75-2.00V, 2.00-2.25V) sınıflandırılır. V_Fsınıfını bilmek, verimli akım sürücü devreleri tasarlamak ve güç dağılımını yönetmek için önemlidir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, ana parametrelerin çalışma koşullarına göre nasıl değiştiğini gösteren birkaç grafik içerir.

4.1 IV Eğrisi ve Bağıl Işık Şiddeti

İleri Akım - İleri Gerilim grafiği, uygun bir akım sınırlayıcı direnç veya sabit akım sürücü seçmek için gerekli olan tipik üstel ilişkiyi gösterir. Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım grafiği, ışık çıkışının bir noktaya kadar akımla süper-lineer olarak arttığını gösterir, ancak önerilen 20mA'nin üzerinde çalışmak verimliliği azaltabilir ve ısıyı artırabilir.

4.2 Sıcaklık Bağımlılığı

Birkaç grafik termal etkileri detaylandırır. Bağıl Işık Şiddeti - Eklem Sıcaklığı eğrisi, sıcaklık arttıkça ışık çıkışının azaldığını gösterir; bu, ortam sıcaklıklarının yüksek olabileceği otomotiv uygulamaları için kritik bir husustur. Bağıl İleri Gerilim - Eklem Sıcaklığı grafiği, V_F'nin negatif bir sıcaklık katsayısına sahip olduğunu, sıcaklık yükseldikçe doğrusal olarak azaldığını gösterir. Bu özellik bazen dolaylı sıcaklık algılama için kullanılabilir. Baskın Dalga Boyu - Eklem Sıcaklığı grafiği, sıcaklık arttıkça hafif bir kırmızıya kaymayı (dalga boyunda artış) gösterir.

4.3 Spektral Dağılım ve Değer Düşürme

Bağıl Spektral Dağılım grafiği, yaklaşık 622nm merkezli monokromatik kırmızı çıkışı doğrular. İleri Akım Değer Düşürme Eğrisi termal tasarım için hayati öneme sahiptir; lehim pedi sıcaklığı arttıkça izin verilen maksimum sürekli ileri akımın azaltılması gerektiğini gösterir. Örneğin, 110°C ped sıcaklığında maksimum sürekli akım sadece 35mA'dir. İzin Verilen Darbe İşleme Kapasitesi grafiği, LED'i çeşitli görev döngülerinde darbe akımlarıyla sürmek için kılavuzlar sağlar; bu, çoklama uygulamalarında daha yüksek anlık parlaklığa izin verir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

LED standart bir PLCC-2 yüzey montaj paketi kullanır. 15. sayfadaki tam mekanik çizim burada yeniden üretilmemiş olsa da, tipik PLCC-2 boyutları endüstride iyi bilinmektedir. Paket, iki bacağa sahip kalıplanmış plastik bir gövde içerir. Polarite, paketin şekli veya üstteki bir işaretle belirtilir; katot tipik olarak tanımlanır. Veri sayfası ayrıca 16. sayfada, uygun lehimleme, termal rahatlama ve mekanik stabiliteyi sağlamak için PCB tasarımında çok önemli olan bir "Önerilen Lehimleme Pedi" düzeni içerir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

Bileşen, kurşunsuz lehimlerle uyumlu yeniden akış lehimleme işlemleri için tasarlanmıştır. 16. sayfada belirtilen profil (Yeniden Akış Lehimleme Profili) 30 saniyeye kadar 260°C'lik bir tepe sıcaklığına izin verir. Bu standart bir IPC/JEDEC profilidir. Tasarımcılar, paket hasarını veya iç yonga ve tel bağlantılarının bozulmasını önlemek için montaj süreçlerinin bu limitler içinde kaldığından emin olmalıdır. "Kullanım Önlemleri" bölümü (sayfa 19) muhtemelen güvenilirliği korumak için önemli işleme, depolama ve temizleme talimatlarını içerir; örneğin, gümüş kaplı bacakları aşındırabilecek kükürt içeren ortamlara maruz kalmaktan kaçınmak (20. sayfadaki "Kükürt Test Kriterleri"ne atıfta bulunur).

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

"Paketleme Bilgisi" (sayfa 17), LED'lerin nasıl tedarik edildiğini detaylandırır; tipik olarak, otomatik al-yerleştir montaj ekipmanlarına uygun, makaralara sarılmış kabartmalı taşıyıcı bantlar üzerinde tedarik edilirler. Parça numarası 65-21-UR0200H-AM, muhtemelen paket tipi, renk, performans sınıfı ve diğer özellikler hakkında bilgi içeren bir iç kodlama sistemini takip eder. "Sipariş Bilgisi" bölümü (sayfa 14), ışık şiddeti, dalga boyu ve ileri gerilimin farklı sınıflarına karşılık gelen spesifik sipariş kodlarını sağlayarak üretim için kesin seçime olanak tanır.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Belirtildiği gibi, birincil uygulamalar Otomotiv İç Aydınlatma ve Enstrüman Kümeleridir. Bu, orta konsoldaki düğmeler, anahtarlar ve simgeler için arka aydınlatma, kapı kolları ve ayak boşluğu aydınlatması ve en kritik olarak, enstrüman kümesi içindeki gösterge ve uyarı ışıkları olarak kullanımı içerir. Geniş 120 derecelik görüş açısı, LED'in doğrudan karşıdan görülemeyebileceği uygulamalar için uygun kılar.

8.2 Tasarım Hususları

Bu LED ile tasarım yaparken, mühendisler birkaç faktörü dikkate almalıdır:Akım Sürücüsü:Tutarlı parlaklık ve uzun ömür sağlamak için 20mA (tipik) için ayarlanmış bir sabit akım sürücü veya akım sınırlayıcı direnç kullanın.Termal Yönetim:Değer düşürme eğrisine uyulmalıdır. Özellikle doğrudan güneş ışığındaki bir araç gösterge paneli gibi yüksek ortam sıcaklığı ortamlarında, lehim pedlerinden ısıyı uzaklaştırmak için yeterli PCB bakır alanı veya termal viyalar sağlayın.Optik Tasarım:Geniş görüş açısı, belirli gösterge amaçları için ışın şekillendirmek için ışık kılavuzları veya difüzörler gerektirebilir.ESD Koruması:2kV HBM için derecelendirilmiş olsa da, PCB'ye temel ESD koruması eklemek otomotiv elektroniği için iyi bir uygulamadır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Standart ticari PLCC-2 kırmızı LED'lere kıyasla, 65-21-UR0200H-AM kendini otomotiv sınıfı nitelikleriyle farklılaştırır. Temel farklılaştırıcılar şunları içerir:AEC-Q102 Kalifikasyonu:Bu, ticari parçaların geçmediği bir dizi stres testini (yüksek sıcaklık çalışma ömrü, sıcaklık döngüsü, nem direnci vb.) içerir.Genişletilmiş Sıcaklık Aralığı:-40°C ila +110°C aralığında çalışma, ticari parçaların tipik -40°C ila +85°C veya +100°C aralığını aşar.Korozyon Dayanıklılığı:Korozyon dayanıklılığı için "Sınıf B1" spesifikasyonu, otomotiv ortamlarında yaygın olan spesifik gazlı kirleticilere karşı test edildiğini gösterir.Daha Sıkı Sınıflandırma ve Spesifikasyon:Parametreler tipik olarak daha sıkı toleranslarla ve daha kapsamlı sınıflandırmayla belirtilir; bu, sistem seviyesinde tutarlılığı sağlar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu LED'i sürekli olarak 50mA'de sürebilir miyim?

C: Hayır. 50mA'lik Mutlak Maksimum Derece bir stres limitidir. Güvenilir uzun vadeli çalışma için, lehim pedi sıcaklığına dayalı değer düşürme eğrisini takip etmelisiniz. Tipik ortam koşullarında, 20mA önerilen sürekli akımdır.

S: "Gerçek" ve "Elektriksel" termal direnç arasındaki fark nedir?

C: "Elektriksel" yöntem, termal direnci hesaplamak için sıcaklığa duyarlı ileri gerilimi bir vekil olarak kullanır ve spesifikasyon için yaygın olarak kullanılır. "Gerçek" yöntem daha doğrudan bir termal ölçüm içerebilir. Tasarım amaçları için, termal hesaplamalarda daha yüksek değeri (160 K/W) kullanmak daha muhafazakârdır.

S: Bir siparişteki ışık şiddeti sınıf kodunu (örneğin, AA) nasıl yorumlarım?

C: Sınıf kodu, LED'in ışık şiddetinin o sınıf için belirtilen aralıkta (örneğin, AA = 1120-1400 mcd) olduğunu garanti eder. Uygulamanızın parlaklık tutarlılığı için gereken spesifik sınıf kodunu sipariş etmelisiniz.

S: Ters koruma diyotu gerekli mi?

C: Evet. Veri sayfası açıkça cihazın "Ters çalışma için tasarlanmamıştır" olduğunu belirtir. Ters gerilim uygulanma olasılığı varsa, LED ile seri bir bloke diyot veya LED üzerine paralel bir şönt diyot şarttır; bu otomotiv güç sistemlerinde yaygındır.

11. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

Senaryo:Bir otomotiv enstrüman kümesi için kırmızı "Motor Kontrol" uyarı göstergesi tasarlamak.

Seçim:65-21-UR0200H-AM, AEC-Q102 uyumluluğu, yüksek parlaklığı ve kırmızı rengi için seçilir. Standart kırmızı görünüm için 612-621nm aralığında bir dalga boyu sınıfı seçilebilir.

Devre Tasarımı:Kümenin güç kaynağı nominal 12V'dur (9V ila 16V arasında değişebilir). Maliyet etkinliği için basit bir seri direnç seçilir. 20mA'de tipik V_F2.0V kullanılarak: R = (12V - 2.0V) / 0.020A = 500Ω. Standart 510Ω direnç seçilir, bu da yaklaşık 19.6mA'lik bir akımla sonuçlanır; bu kabul edilebilir. Direnç güç derecesi hesaplanır: P = I²R = (0.0196)²* 510 ≈ 0.2W, bu nedenle 1/4W'lık bir direnç yeterlidir.

Termal Kontrol:LED, kümenin PCB'sine monte edilecektir. Maksimum araç içi ortam sıcaklığının 85°C ve pedde hesaplanan PCB sıcaklık artışının 15°C olduğu varsayılırsa, ped sıcaklığı 100°C'dir. Değer düşürme eğrisine danışıldığında, 100°C'de izin verilen maksimum sürekli akım yaklaşık 40mA'dir. Tasarım akımımız olan ~20mA bu limitin oldukça altındadır ve iyi bir güvenlik marjı sağlar.

Optik Tasarım:PCB'deki SMD LED'den, küme ön panelindeki öne bakan gösterge simgesine ışığı yönlendirmek için, 120 derecelik görüş açısından yararlanan bir ışık kılavuzu veya küçük bir difüzör başlığı tasarlanır.

12. Çalışma Prensibi

Bu cihaz, bir ışık yayan diyottur (LED), bir yarı iletken p-n eklem diyotu. Diyotun iç potansiyelini (bu kırmızı LED için yaklaşık 1.75-2.75V) aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler eklem boyunca enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleşir ve bu spesifik malzeme bileşimi (muhtemelen AlGaInP tabanlı) için, yeniden birleşme enerjisinin bir kısmı, yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisine karşılık gelen bir dalga boyunda fotonlar (ışık) olarak salınır; bu da yaklaşık 622nm baskın dalga boyuna sahip kırmızı ışıkla sonuçlanır. Plastik PLCC-2 paketi, yarı iletken yongayı kapsüller, mekanik koruma sağlar ve yayılan ışığı belirtilen 120 derecelik görüş desenine şekillendiren kalıplanmış bir lens içerir.

13. Teknoloji Trendleri

Otomotiv LED sektöründe, birkaç trend gözlemlenebilir. Sürekli olarakdaha yüksek ışık etkinliğine(elektriksel watt başına daha fazla ışık çıkışı) doğru bir itiş vardır; bu, daha parlak ekranlara veya daha düşük güç tüketimi ve ısı üretimine olanak tanır.Geliştirilmiş renk tutarlılığı ve daha sıkı sınıflandırma, ekranlar daha sofistike hale geldikçe kritik öneme sahiptir.Geliştirilmiş güvenilirlik ve dayanıklılıkönemini korumaktadır; daha yüksek sıcaklıklara ve daha sert çevresel streslere, yeni tür kirleticilere karşı direnç dahil olmak üzere dayanacak paket malzemelerinde devam eden gelişmeler vardır. Ayrıca,sürücü elektroniği ve kontrolünündoğrudan LED paketiyle entegrasyonu (örneğin, PWM karartma veya teşhis için entegre IC'li akıllı LED'ler) büyüyen bir trenddir, ancak bu özel parça ayrık, sürücüsüz bir bileşen olarak kalmaktadır.