Beyaz PLCC-2 LED Veri Sayfası - Boyutlar 2.20x1.40x1.30mm - Voltaj 3.0V - Güç 0.06W

1. Ürüne Genel Bakış

1.1 Genel Açıklama

Bu bileşen, PLCC-2 (Plastik Bacaklı Çip Taşıyıcı) paketinde bir beyaz ışık yayan diyottur (LED). Cihaz, beyaz ışık üretmek için fosfor kaplamalı bir mavi yarı iletken çip kullanılarak üretilmiştir. Kompakt yüzey montaj paketi 2.20 mm uzunluk, 1.40 mm genişlik ve 1.30 mm yüksekliğe sahiptir ve bu da onu alan kısıtlı uygulamalar için uygun kılar.

1.2 Özellikler

• Paket:PLCC-2 form faktörü.
• Görüş Açısı:Son derece geniş görüş açısı, tipik olarak 120 derece.
• Montaj Uyumluluğu:Tüm standart Yüzey Montaj Teknolojisi (SMT) montaj ve lehimleme işlemleri için tasarlanmıştır.
• Paketleme:Otomatik yerleştirme için şerit ve makara üzerinde temin edilebilir.
• Nem Hassasiyeti:Nem Hassasiyet Seviyesi (MSL) 2 olarak derecelendirilmiştir.
• Çevreye Uyumluluk:RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) ve REACH (Kimyasalların Kaydı, Değerlendirilmesi, İzni ve Kısıtlanması) düzenlemelerine uygundur.
• Kalifikasyonlar:Ürün kalifikasyon testleri, otomotiv sınıfı ayrık yarı iletkenler için stres testi kalifikasyonu temelinde AEC-Q101 standardına dayanmaktadır.

1.3 Uygulama

Bu LED'in birincil uygulamasıotomotiv iç aydınlatmaalanındadır. Bu, gösterge paneli arka aydınlatması, anahtar aydınlatması, ortam aydınlatması ve araç kabini içindeki gösterge ışıkları gibi uygulamaları içerir.

2. Derinlemesine Teknik Parametreler

2.1 Elektriksel ve Optik Özellikler

Tüm parametreler, 25\u00b0C lehim noktası sıcaklığında (Ts) belirtilmiştir. Bu, tasarım hesaplamaları için kritik bir referans noktasıdır.

• İleri Voltaj (V_F):LED üzerindeki tipik voltaj düşüşü, 20mA ileri akımında (I_F) 3.0 Volt'tur. Üretim için minimum ve maksimum limitler sırasıyla 2.7V ve 3.3V'dir. Ölçüm toleransı \u00b10.1V'dir.
• Ters Akım (I_R):5V ters voltaj (V_R) uygulandığında maksimum kaçak akım 10 \u00b5A'dır.
• Işık Şiddeti (I_V):I_F=20mA'daki tipik ışık çıkışı 1200 milikandeladır (mcd), 800 mcd (min) ile 1500 mcd (max) arasında bir aralığa sahiptir. Ölçüm toleransı \u00b110%'dur.
• Görüş Açısı (2\u03b8_1/2):Işık şiddetinin tepe şiddetinin yarısı olduğu tam açı olarak tanımlanır. Tipik değer 120 derecedir ve çok geniş ve düzgün bir aydınlatma deseni sağlar.
• Termal Direnç (R_\u03b8J-S):LED ekleminden lehim noktasına olan termal direnç maksimum 300 \u00b0C/W'dir. Bu parametre, aşırı ısınmayı önlemek için termal yönetim tasarımında kritik öneme sahiptir.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu koşullar altında çalıştırılması önerilmez.

• Güç Dağılımı (P_D):Maksimum 99 mW.
• Sürekli İleri Akım (I_F):Maksimum 30 mA.
• Tepe İleri Akım (I_FP):Maksimum 100 mA, 1/10 görev döngüsü ve 10ms darbe genişliği altında belirtilmiştir.
• Ters Voltaj (V_R):Maksimum 5 V.
• Elektrostatik Deşarj (ESD):İnsan Vücut Modeli (HBM) derecelendirmesi 8000V'dir.
• Çalışma ve Depolama Sıcaklığı (T_OPR, T_STG):-40\u00b0C ile +100\u00b0C arası.
• Maksimum Eklem Sıcaklığı (T_J):120\u00b0C. Bu, yarı iletken eklemin kendisinde izin verilen en yüksek sıcaklıktır.

3. Gruplama Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için, LED'ler I_F= 20mA'da ölçülen temel elektriksel ve optik parametrelere göre gruplara ayrılır.

3.1 İleri Voltaj (V_F) Gruplaması

LED'ler, belirli voltaj aralıklarına karşılık gelen F2, G1, G2, H1, H2 ve I1 olarak belirlenen gruplara ayrılır. Bu, tasarımcıların spesifik devre gereksinimleri için daha dar voltaj toleranslı parçaları seçmelerine olanak tanır.

3.2 Işık Şiddeti (I_V) Gruplaması

Işık çıkışı üç kategoriye ayrılır: L1 (800-1000 mcd), L2 (1000-1200 mcd) ve M1 (1200-1500 mcd). Bu gruplama, bir montaj içinde parlaklık uniformluğunu sağlar.

3.3 Renklilik Koordinatı Gruplaması

Beyaz renk noktası, CIE 1931 renklilik diyagramı üzerinde belirli bölgelerde tanımlanır. Veri sayfası, her biri kabul edilebilir x ve y renk koordinatları aralığını belirten dörtgen bir alan olan üç grup (TC1, TC2, TC3) tanımlar. Bu koordinatların toleransı \u00b10.005'tir. Bu, beyaz ışığın tonunu ve doygunluğunu kontrol ederek, birden fazla LED arasında tutarlı bir beyaz görünüm sağlar.

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 İleri Akım - İleri Voltaj (IV Eğrisi)

Karakteristik eğri doğrusal olmayan bir ilişki gösterir. İleri voltaj, akım ile birlikte artar, çok düşük akımlarda yaklaşık 2.5V civarında başlar ve maksimum sürekli akım olan 30mA'da yaklaşık 3.2V'ye yükselir. Bu eğri, özellikle sabit akım sürücüleri için, gerekli uyum voltajını anlamak üzere sürücü tasarımı için çok önemlidir.

4.2 İleri Akım - Bağıl Işık Şiddeti

Bu eğri, ışık çıkışının çalışma aralığında akımla yaklaşık olarak orantılı olduğunu gösterir. Ancak, tam olarak doğrusal değildir ve verimlilik (birim elektrik gücü başına ışık çıkışı) genellikle artan ısı üretimi nedeniyle çok yüksek akımlarda düşer. Eğri, 20mA'nın iyi verimlilik ve çıkış sağlayan standart bir çalışma noktası olduğunu doğrular.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

PLCC-2 paketi, 2.20mm (U) \u00d7 1.40mm (G) \u00d7 1.30mm (Y) gövde boyutuna sahiptir. Çizimde aksi belirtilmedikçe, tüm boyut toleransları \u00b10.20mm'dir. Paket, geniş 120 derecelik görüş açısını oluşturan kalıplanmış bir lens içerir.

5.2 Polarite Tanımlama ve Lehim Deseni

Katot (negatif terminal), paket üzerinde tipik olarak bir yeşil nokta, bir çentik veya diyagramda gösterildiği gibi pahlı bir köşe gibi ayırt edici bir işaret ile tanımlanır. PCB yerleşimi için önerilen bir lehim pedi land deseni (ayak izi) sağlanmıştır. Bu desen, güvenilir lehim bağlantıları ve reflow lehimleme sırasında uygun hizalama sağlamak için tasarlanmıştır.

6. SMT Reflow Lehimleme ve Kullanım Yönergeleri

6.1 Reflow Lehimleme Profili

MSL Seviye 2 bileşeni olarak, bu LED fabrika katı koşullarında (<30\u00b0C/%60 RH) nem hassas bir torba açıldıktan sonraki 168 saat (1 hafta) içinde lehimlenmelidir. Standart kurşunsuz (SAC305) reflow profili uygundur. Ana parametreler arasında ön ısıtma rampası, flux'u aktive etmek için bir soak bölgesi, tipik olarak 260\u00b0C'yi aşmayan bir tepe sıcaklığı ve kontrollü bir soğutma aşaması bulunur. Bileşen üzerindeki termal stresi en aza indirmek için sıvı üzerindeki (örneğin, 217\u00b0C) belirli süre kontrol edilmelidir.

6.2 Kullanım ve Depolama Önlemleri

• ESD Koruması:Cihaz yüksek bir ESD dayanım voltajına (8000V HBM) sahip olsa da, gizli hasarı önlemek için kullanım sırasında standart ESD önlemlerine (bileklik, iletken paspaslar, iyonizerler) uyulmalıdır.
• Çalışmada Termal Yönetim:Maksimum çalışma akımı, uygulamadaki gerçek paket sıcaklığı ölçüldükten sonra belirlenmelidir. Eklem sıcaklığı (T_J) mutlak maksimum derecesi olan 120\u00b0C'yi aşmamalıdır. Tasarımcılar termal direnci göz önünde bulundurmalı ve PCB pedleri ve izleri üzerinden yeterli ısı emicisi sağlamalıdır.
• Temizlik:Lehim sonrası temizlik gerekliyse, lensin hasar görmesini veya renginin değişmesini önlemek için plastik paket malzemesi ile uyumlu yöntemler ve solventler kullanın.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

Bileşenler, makaraya sarılmış kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde sağlanır. Veri sayfası, taşıyıcı şerit cebi, şerit genişliği, adım ve makara çapı için hassas boyutlar sağlar. Bu bilgi, otomatik pick-and-place makinelerini programlamak için hayati öneme sahiptir.

7.2 Güvenilirlik Testi

Ürün, AEC-Q101 yönergelerine dayalı bir dizi güvenilirlik testine tabi tutulur. Bu testler, otomotiv koşulları altında performansı doğrulamak için (ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere) Yüksek Sıcaklık Çalışma Ömrü (HTOL), Sıcaklık Döngüsü (TC), Yüksek Sıcaklık Yüksek Nem Ters Öngerilim (H3TRB) ve diğer stres testlerini içerebilir.

8. Uygulama Tasarım Önerileri

8.1 Tipik Uygulama: Otomotiv İç Aydınlatma

Gösterge paneli aydınlatması için, geniş görüş açısı büyük paneller veya semboller üzerinde düzgün ışık dağılımı sağlamak için faydalıdır. Sabit akım sürücüsü, ileri voltaj veya sıcaklıktaki küçük değişikliklerden bağımsız olarak sabit ışık çıkışı sağlamak için sabit voltaj/direnç kombinasyonuna göre şiddetle tavsiye edilir. Sürücü, termal düşüncelere dayanarak, tipik olarak 20-30mA güvenli bir seviyeye akımı sınırlamak üzere tasarlanmalıdır.

8.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:Daima bir seri direnç veya tercihen aktif bir sabit akım sürücüsü kullanın.
• Termal Yol:Isı emici görevi görmesi için PCB üzerindeki LED'in termal pedine (lehim noktaları) bağlı bakır alanı maksimize edin.
• Optik Tasarım:İstenilen aydınlatma etkisini elde etmek için ışık kılavuzları, difüzörler veya lensler tasarlarken 120 derecelik yayılım desenini göz önünde bulundurun.

9. Teknik Karşılaştırma ve Avantajlar

Genel, otomotiv sınıfı olmayan LED'lerle karşılaştırıldığında, bu bileşen temel farklılıklar sunar:

• Otomotiv Kalifikasyonu (AEC-Q101):Bu birincil bir avantajdır ve cihazın otomotiv uygulamalarında bulunan sert çevre koşullarına (aşırı sıcaklıklar, titreşim, nem) dayanacak şekilde test edildiğini gösterir.
• Kontrollü Gruplama:Detaylı ileri voltaj ve ışık şiddeti gruplaması, görsel tutarlılık gerektiren uygulamalar için kritik olan öngörülebilir performans sağlar.
• Geniş Görüş Açısı:120 derecelik açı, ikincil optikler olmadan geniş, düzgün aydınlatma gerektiren uygulamalar için avantajlıdır.
• Sağlam Paket:PLCC-2 paketi iyi mekanik stabilite ve güvenilir bir lehim bağlantı ayak izi sunar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 Bu LED için hangi sürücü voltajı gereklidir?

Sürücü, en kötü durum koşullarında LED dizisinin maksimum ileri voltajından daha yüksek bir voltaj sağlamalıdır. Tek bir LED için, maksimum V_F= 3.3V ve bir miktar payı göz önünde bulundurarak en az 3.5V'lik bir besleme önerilir.

10.2 Bu LED'i 5V besleme ve bir direnç ile sürebilir miyim?

Evet, ancak dikkatli bir hesaplama gerektirir. Örneğin, 5V beslemeden tipik V_F= 3.0V ve 20mA hedefi ile: R = (5V - 3.0V) / 0.020A = 100\u03a9. Direnç güç derecesi P = I^2 * R = (0.02^2)*100 = 0.04W olacaktır, bu nedenle 1/8W veya 1/10W'lık bir direnç yeterlidir. Ancak, verimlilik düşüktür (~%60) ve ışık çıkışı V_Fgrubu ve besleme voltajı dalgalanmaları ile değişecektir.

10.3 Kaç LED'i seri bağlayabilirim?

Sayı, sürücünüzün uyum voltajına bağlıdır. 12V'luk bir sürücü için, bir miktar baş payı dikkate alındığında: N = (12V - baş payı) / Maks V_F. 2V baş payı ve 3.3V maksimum kullanılarak: (12-2)/3.3 \u2248 3 LED seri bağlanabilir. Daima sürücü veri sayfasını kontrol edin.

11. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

11.1 Otomotiv HVAC Kontrol Arka Aydınlatması Tasarımı

Senaryo:Bir iklim kontrol panelindeki dört düğme sembolünün aydınlatılması. Düzgün parlaklık ve renk kritik öneme sahiptir.

Tasarım Adımları:

1. Tutarlılığı sağlamak için aynı ışık şiddeti grubundan (örn., L2: 1000-1200mcd) ve renklilik grubundan (örn., TC2) LED'ler seçin.

2. Toplam 80mA çıkış kapasiteli (4 LED \u00d7 20mA) özel bir LED sürücü IC kullanarak basit bir sabit akım sürücü devresi tasarlayın.

3. LED'leri, merkezleri düğme sembollerinin yayılmış alanlarının altına gelecek şekilde PCB üzerine yerleştirin.

4. Işığı yukarı yansıtmak ve verimliliği artırmak için PCB üzerinde LED'lerin etrafında beyaz lehim maskesi kullanın.

5. Kapalı alan hava akışını sınırlayabileceğinden, PCB'nin LED pedlerine bağlı yeterli termal bakır alanları olduğundan emin olun.

Bu yaklaşım güvenilir, düzgün ve uzun ömürlü aydınlatma sağlar.

12. Teknoloji Prensibi Giriş

Bu bir fosfor dönüşümlü beyaz LED'dir. Temel ışık kaynağı, ileri öngerilim uygulandığında mavi ışık yayan bir indiyum galyum nitrür (InGaN) yarı iletken çipidir. Bu mavi ışık, çip üzerine veya yakınına biriktirilmiş seryum katkılı itriyum alüminyum garnet (YAG:Ce) fosfor tabakasına çarpar. Fosfor, mavi fotonların bir kısmını emer ve onları sarı ışık olarak yeniden yayar. Kalan mavi ışık ve dönüştürülen sarı ışığın kombinasyonu insan gözü tarafından beyaz ışık olarak algılanır. Beyazın tam tonu (soğuk, nötr, sıcak) mavi ile sarı ışık oranına bağlıdır ve bu da fosfor bileşimi ve kalınlığı ile kontrol edilir.

13. Teknoloji Trendleri

Otomotiv ve genel aydınlatma için bu tür SMD LED'lerdeki trend şu yöndedir:

Daha Yüksek Verimlilik (lm/W):Elektriksel watt başına ışık çıkışını iyileştirmek, enerji tüketimini ve termal yükü azaltmak.

Geliştirilmiş Renksel Geriverim (CRI):Renkleri daha doğru yansıtan ışık üretmek için çoklu fosfor karışımları kullanmak, iç ortam aydınlatması için önemlidir.

Daha Dar Renk Tutarlılığı:Fosfor uygulama ve gruplama süreçlerindeki gelişmeler, renklilik koordinatlarında çok küçük varyasyonlara sahip LED'ler üretmektedir.

Artırılmış Güç Yoğunluğu:Daha iyi termal yönetim malzemeleri ve tasarımları sayesinde, aynı veya daha küçük ayak izinde daha yüksek sürüş akımlarını işleyebilen paketler geliştirmek.

Entegrasyon:Birden fazla LED çipini veya sürücü bileşenini tek bir paket modülüne dahil etmek.