LED Teknik Veri Sayfası - 3020 Serisi 0.2W Beyaz LED - Boyut 3.0x2.0mm - Gerilim 3.2V - Güç 0.2W - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

3020 serisi, genel aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış kompakt, yüksek performanslı bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'dir. Bu tek çipli beyaz LED, verimlilik, güvenilirlik ve maliyet etkinliği dengesi sunarak, çok çeşitli iç ve dış mekan aydınlatma çözümleri için uygundur. Başlıca avantajları arasında standart 3020 ayak izi, tutarlı ışık çıkışı ve belirtilen çalışma aralığında sağlam termal performans yer alır.

2. Teknik Parametrelerin Derinlemesine İncelenmesi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler (Ts=25°C)

Aşağıdaki parametreler LED'in çalışma sınırlarını tanımlar. Bu değerlerin aşılması kalıcı hasara neden olabilir.

• İleri Yön Akımı (IF):90 mA (Sürekli)
• İleri Yön Darbe Akımı (IFP):120 mA (Darbe genişliği ≤ 10ms, Görev döngüsü ≤ 1/10)
• Güç Dağılımı (PD):297 mW
• Çalışma Sıcaklığı (Topr):-40°C ila +80°C
• Depolama Sıcaklığı (Tstg):-40°C ila +80°C
• Kavşak Sıcaklığı (Tj):125°C
• Lehimleme Sıcaklığı (Tsld):Reflow lehimleme 230°C veya 260°C'de maksimum 10 saniye.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler (Ts=25°C)

Bunlar standart test koşulları altındaki tipik performans parametreleridir.

• İleri Yön Gerilimi (VF):3.2 V (Tipik), 3.4 V (Maksimum) IF=60mA'de
• Ters Gerilim (VR):5 V
• Ters Akım (IR):10 µA (Maksimum)
• Görüş Açısı (2θ1/2):110° (Tipik)

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Ürün, son uygulamalar için renk ve performans tutarlılığını sağlamak amacıyla kapsamlı bir sınıflandırma sistemi kullanır.

3.1 Işık Akısı Sınıflandırması

Belirtilen renk için (CRI 85, CCT >5000K ile Soğuk Beyaz), ışık akısı 60mA ileri yön akımında ölçülür. Sınıflar aşağıdaki gibi tanımlanır:

• Kod C8:16 lm (Min) ila 17 lm (Maks)
• Kod C9:17 lm (Min) ila 18 lm (Maks)
• Kod D1:18 lm (Min) ila 19 lm (Maks)
• Kod D2:19 lm (Min) ila 20 lm (Maks)

Işık akısı ölçümü toleransı ±%7'dir.

3.2 İleri Yön Gerilimi Sınıflandırması

İleri yön gerilimi, akım regülasyonu için devre tasarımına yardımcı olmak üzere sınıflandırılır.

• Kod B:2.8 V (Min) ila 2.9 V (Maks)
• Kod C:2.9 V (Min) ila 3.0 V (Maks)
• Kod D:3.0 V (Min) ila 3.1 V (Maks)
• Kod E:3.1 V (Min) ila 3.2 V (Maks)
• Kod F:3.2 V (Min) ila 3.3 V (Maks)
• Kod G:3.3 V (Min) ila 3.4 V (Maks)

Gerilim ölçümü toleransı ±0.08V'dir.

3.3 Renk Koordinatı Sınıflandırması

LED'in rengi, CIE 1931 renk koordinatı diyagramı üzerinde belirli bölgeler içinde tanımlanır. Soğuk Beyaz varyantı için (CCT >5000K, 20000K'ya kadar), renk koordinatları tanımlanmış çokgen bölgelerle sınırlandırılmıştır (veri sayfasında listelendiği gibi Wa, Wb, Wc, Wd, We, Wf, Wg1, Wh1). Bu, yayılan beyaz ışığın kabul edilebilir bir renk aralığına düşmesini sağlar. Renk koordinatları için izin verilen sapma ±0.005'tir.

Renksel Geriverim İndeksi (CRI) toleransı ±2'dir.

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 İleri Yön Akımı - İleri Yön Gerilimi (I-V Eğrisi)

I-V eğrisi bir yarı iletken diyot karakteristiğidir. Bu LED için, ileri yön gerilimi akımla doğrusal olmayan şekilde artar. Tipik çalışma akımı olan 60mA'de, ileri yön gerilimi yaklaşık 3.2V'dur. Tasarımcılar, LED'i güvenilir şekilde sürmek için gerilim kaynakları değil, akım sınırlayıcı devreler kullanmalıdır.

4.2 İleri Yön Akımı - Bağıl Işık Akısı

Işık çıkışı ileri yön akımıyla artar ancak sonunda doyuma ulaşır ve çok yüksek akımlarda termal etkiler nedeniyle azalabilir. Eğri, önerilen 60mA veya altında çalışmanın optimal verimlilik ve uzun ömür sağladığını gösterir.

4.3 Kavşak Sıcaklığı - Bağıl Spektral Güç

Kavşak sıcaklığı (Tj) yükseldikçe, spektral güç dağılımı kayabilir. Beyaz LED'ler için bu genellikle ilişkili renk sıcaklığında (CCT) bir değişim ve ışık akısında potansiyel bir azalma olarak kendini gösterir. Uygun termal yönetim ile düşük bir kavşak sıcaklığını korumak, renk kararlılığı ve ışık çıkışının sürdürülmesi için çok önemlidir.

4.4 Bağıl Spektral Güç Dağılımı

Beyaz bir LED için (tipik olarak fosfor dönüştürmeli) spektral eğri, birincil çipten gelen mavi bölgede geniş bir tepe ve fosfordan gelen daha geniş sarı/kırmızı emisyon gösterir. Kesin şekil CCT ile değişir (örn. 2600-3700K, 3700-5000K, 5000-10000K), daha soğuk CCT'ler daha fazla mavi içeriğe, daha sıcak CCT'ler daha fazla sarı/kırmızı içeriğe sahiptir.

5. Mekanik & Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED standart 3020 ayak izini takip eder: yaklaşık 3.0mm uzunluk ve 2.0mm genişlik. PCB yerleşimi referansı için veri sayfasında toleranslı (±0.10mm .X boyutları için, ±0.05mm .XX boyutları için) detaylı boyut çizimleri sağlanmıştır.

5.2 Lehim Ped Deseni ve Şablon Tasarımı

Güvenilir lehim bağlantısı oluşumunu sağlamak için önerilen lehim ped düzeni ve şablon açıklık boyutları belirtilmiştir. Bu kılavuzlara uyulması, uygun hizalama, ısı transferi ve mekanik stabilite için önemlidir.

6. Lehimleme & Montaj Kılavuzları

6.1 Nem Hassasiyeti ve Kurutma

Bu 3020 LED, IPC/JEDEC J-STD-020C'ye göre nem hassas olarak sınıflandırılmıştır. Orijinal nem bariyerli torba açılıp bileşenler ortam nemine maruz kalırsa, "patlamış mısır" hasarını önlemek için reflow lehimlemeden önce kurutulmalıdır.

• Kurutma Koşulu:60°C'de 24 saat.
• Kurutma Sonrası:1 saat içinde lehimleyin veya kuru bir ortamda (<%20 RH) saklayın.
• Kurutma yapmayın60°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda.

6.2 Depolama Koşulları

• Açılmamış Torba:Sıcaklık 5-30°C, Nem <%85.
• Açılmış Torba:12 saat içinde kullanın. 5-30°C, Nem <%60'da saklayın, tercihen desikatörlü kapalı bir kapta veya nitrojen kabininde.
• 12 saatten fazla maruz kalındıysa, kullanımdan önce kurutma (60°C/24s) gereklidir.

6.3 Reflow Lehimleme Profilleri

İki standart reflow profili sağlanmıştır:

• Kurşunsuz Lehim:Tepe sıcaklığı 230°C veya 260°C, likidüs üzeri süre (TAL) kontrollü.
• Kurşunlu Lehim:Karşılık gelen daha düşük sıcaklık profili.

LED paketi ve iç çip üzerindeki termal stresi en aza indirmek için önerilen ısıtma, bekleme, reflow ve soğutma hızlarına uymak çok önemlidir.

7. Elektrostatik Deşarj (ESD) Koruması

LED'ler, özellikle beyaz, yeşil, mavi ve mor tipler olmak üzere ESD hasarına duyarlı yarı iletken cihazlardır.

• Potansiyel Hasar:ESD anında arızaya (ölü LED) veya parlaklık azalması, renk kayması veya ömür kısalmasına yol açan gizli hasara neden olabilir.
• Koruma Önlemleri:
  • Topraklanmış antistatik çalışma istasyonları ve zeminler kullanın.
  • Operatörler antistatik bileklik, eldiven ve giysiler giymelidir.
  • İyonizerler kullanın ve lehimleme ekipmanının uygun şekilde topraklanmış olduğundan emin olun.
  • Antistatik ambalaj malzemeleri kullanın.

8. Uygulama & Tasarım Hususları

8.1 Devre Tasarımı

• Sürme Yöntemi:Her zaman sabit akımlı bir sürücü kullanın. Doğrudan bir gerilim kaynağına bağlamaktan kaçının.
• Akım Sınırlama:Sabit akımlı bir sürücü kullanılsa bile, her LED dizisi için ek akım stabilizasyonu ve koruma sağlamak amacıyla bir seri direnç eklenmesi şiddetle tavsiye edilir.
• Polarite:Montaj sırasında doğru anot/katot yönelimine dikkat edin.
• Güç Sıralaması:Test ederken, gerilim ani yükselmelerini önlemek için önce sürücü çıkışını LED'e bağlayın, ardından sürücü girişini enerjilendirin.

8.2 Kullanım Önlemleri

Uygun olmayan kullanım fiziksel ve optik hasara neden olabilir:

• Parmaklardan Kaçının:Silikon lensi çıplak parmaklarla tutmayın, çünkü yağlar ve basınç yüzeyi kirletebilir veya bağ tellerini/çipi hasar verebilir.
• Penslerden Kaçının:Silikon gövdeyi penslerle sıkmayın, bu çipi ezebilir veya bağları kırabilir.
• Doğru Nozul Kullanın:Pick-and-place için, yumuşak silikona basmamak için uygun boyutta bir vakum nozulu kullanın.
• Düşürmekten Kaçının:Bacak deformasyonunu önler.
• Montaj Sonrası:Monte edilmiş PCB'leri doğrudan üst üste istiflemeyin, bu lensleri çizebilir ve bileşenlere basınç uygulayabilir.

9. Ürün Adlandırma Kuralı

Parça numarası belirli bir kodlama sistemini takip eder:T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□

Ana kod tanımları şunları içerir:

• Paket Kodu (örn. 34):3020 ayak izi.
• Çip Sayısı Kodu (örn. S):Tek küçük güçlü çip için 'S'.
• Renk Kodu (örn. W):Soğuk Beyaz (>5000K) için 'W'. Diğer kodlar: L (Sıcak Beyaz), C (Nötr Beyaz), R (Kırmızı), vb.
• Optik Kod (örn. 00):Birincil lens yok için '00'.
• Işık Akısı Sınıf Kodu (örn. D1):Işık çıkış aralığını belirtir.
• İleri Yön Gerilimi Sınıf Kodu (örn. D):Vf aralığını belirtir.

10. Tipik Uygulama Senaryoları

Kompakt boyutu, iyi verimliliği ve güvenilir performansı nedeniyle, 3020 0.2W beyaz LED şunlar için uygundur:

• Arka Aydınlatma:LCD ekranlar, gösterge panelleri, tabelalar.
• Dekoratif Aydınlatma:Işık şeritleri, kontur aydınlatması, vurgu aydınlatması.
• Genel Aydınlatma:Birden fazla LED'in dizi halinde kullanıldığı ampuller, downlight'lar ve panel ışıklarına entegre edilir.
• Tüketici Elektroniği:Durum göstergeleri, klavye arka ışıkları.

11. Teknik Karşılaştırma & Farklılaşma

3528 gibi önceki paketlerle karşılaştırıldığında, 3020 daha kompakt bir ayak izi sunarak daha yüksek yoğunluklu PCB yerleşimlerine ve farklı bir iç yapı nedeniyle potansiyel olarak daha iyi termal yönetime olanak tanır. 0.2W güç derecesi, onu çok düşük güçlü gösterge LED'leri ile daha yüksek güçlü aydınlatma LED'leri arasına yerleştirir ve birçok uygulama için ışık çıkışı ve güç tüketimi arasında iyi bir uzlaşma sunar. Akı, gerilim ve renk koordinatı için detaylı sınıflandırma sistemi, tasarımcılara tutarlı son ürün kalitesi için gereken öngörülebilirliği sağlar.

12. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

12.1 Lehimlemeden önce neden kurutma gereklidir?

LED paketi havadan nem emebilir. Yüksek sıcaklıklı reflow işlemi sırasında, bu nem hızla buhara dönüşerek paketin katmanlarını ayırabilen veya çipi çatlatabilen iç basınç oluşturur ve bu da arızaya yol açar. Kurutma, bu emilmiş nemi uzaklaştırır.

12.2 Bu LED'i doğrudan 3.3V kaynakla sürebilir miyim?

Hayır. İleri yön gerilimi sınıfa ve sıcaklığa göre değişir. 3.3V kaynak, düşük Vf sınıfında aşırı akıma neden olarak aşırı ısınmaya ve arızaya yol açabilir. Her zaman sabit akımlı bir sürücü veya seri akım sınırlayıcı dirençli bir gerilim kaynağı kullanın.

12.3 Farklı sınıf kodlarının amacı nedir?

Sınıflandırma tutarlılığı sağlar. Aynı akı ve renk koordinatı sınıfından LED'ler seçilerek, bir aydınlatma ürününde düzgün parlaklık ve renk elde edilir. Belirli bir gerilim sınıfından seçim, akım regülasyon devre tasarımını basitleştirebilir.

12.4 Termal yönetim ne kadar kritiktir?

Çok kritiktir. Maksimum kavşak sıcaklığının (125°C) aşılması LED'in ömrünü büyük ölçüde kısaltır ve renk kaymasına neden olur. PCB bir soğutucu olarak işlev görecek şekilde tasarlanmalı ve LED yeterli soğutma olmadan mutlak maksimum akımlarda çalıştırılmamalıdır.

13. Tasarım Vaka Çalışması

Senaryo:Mimari vurgu aydınlatması için doğrusal bir LED ışık şeridi tasarlama.

• Seçim:3020 LED, kompakt boyutu nedeniyle seçilmiştir; bu, metre başına daha fazla LED ile düzgün ışık çizgileri sağlar ve 0.2W güç derecesi toplam şerit gücünü yönetilebilir tutar.
• Sınıflandırma:Tüm şerit boyunca tutarlı parlaklık ve renk sağlamak için tek bir ışık akısı sınıfından (örn. D1) ve renk koordinatı sınıfından LED'ler belirtilir.
• Devre:LED'ler seri-paralel diziler halinde düzenlenir. Sabit akımlı bir sürücü kullanılır ve veri sayfasının önerdiği devreye (Şekil 2) göre her paralel diziye ek akım dengeleme ve koruma için küçük bir seri direnç eklenir.
• Termal:Şerit, LED'lerden gelen ısıyı etkili şekilde dağıtmak için alüminyum bir PCB kullanır ve sürekli çalışma sırasında kavşak sıcaklığını maksimum derecenin çok altında tutar.
• Montaj:Sözleşmeli üretici, yüksek ilk geçiş verimi elde etmek için kullanım, depolama ve reflow kılavuzlarını sıkı bir şekilde takip eder.

14. Çalışma Prensibi

Beyaz bir LED tipik olarak sarı bir fosforla kaplanmış mavi ışık yayan bir yarı iletken çipten (genellikle InGaN tabanlı) oluşur. Akım çipten geçtiğinde, mavi ışık yayar. Bu mavi ışığın bir kısmı fosfor tarafından emilir ve geniş spektrumlu sarı ışık olarak yeniden yayılır. Kalan mavi ışık ve dönüştürülmüş sarı ışığın karışımı insan gözü tarafından beyaz ışık olarak algılanır. Mavi ve sarı arasındaki kesin oran, beyaz ışığın ilişkili renk sıcaklığını (CCT) belirler.

15. Teknoloji Trendleri

3020 gibi SMD LED'lerde genel trend, daha yüksek ışık etkinliği (watt başına daha fazla lümen), geliştirilmiş renksel geriverim indeksi (CRI) ve partiler arasında daha iyi renk tutarlılığı yönündedir. Ayrıca çeşitli çalışma koşullarında güvenilirlik ve ömür üzerinde devam eden geliştirmeler vardır. Dahası, paketleme teknolojisi, giderek küçülen ayak izlerinden daha yüksek güç yoğunluğu ve daha iyi termal performans sağlamak için gelişmeye devam etmektedir. Dikkatli sınıflandırma, nem hassasiyeti yönetimi ve ESD koruması ilkeleri, LED teknolojisinin tüm nesillerinde kalite ve güvenilirliğin temelini oluşturmaya devam etmektedir.