3020 Serisi LED Teknik Şartnamesi - 3.0x2.0mm - 3.2V - 0.5W - Beyaz - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakış

3020 serisi, güvenilir performans ve tutarlı renk çıktısı gerektiren genel aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış, yüksek performanslı, tek çipli, yüzey montajlı bir LED'dir. Bu 0.5W beyaz LED, kompakt 3.0mm x 2.0mm boyutunda verimlilik, lümen çıktısı ve termal yönetim dengesi sunar.

Temel Avantajlar:Bu serinin birincil avantajları, renk sıcaklığı ve ışık akısı için standartlaştırılmış sınıflandırma sistemi ile üretim partilerinde renk tutarlılığını sağlamasıdır. Geniş aydınlatma gerektiren uygulamalara uygun olan 110 derecelik geniş görüş açısına sahiptir. Ürün, nem hassasiyeti ve reflow lehimleme için endüstri standartlarını karşılayacak şekilde tasarlanmıştır.

Hedef Pazar:Bu LED, kompakt, verimli ve tutarlı bir beyaz ışık kaynağının gerektiği LED modülleri, ışık panelleri, arka aydınlatma üniteleri, dekoratif aydınlatma ve diğer uygulamaların üreticilerini hedeflemektedir.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Aşağıdaki parametreler, LED'e kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu koşullar altında çalışma garantisi verilmez.

• İleri Akım (IF):200 mA (Sürekli)
• İleri Darbe Akımı (IFP):300 mA (Darbe genişliği ≤10ms, Görev döngüsü ≤1/10)
• Güç Harcaması (PD):680 mW
• Çalışma Sıcaklığı (Topr):-40°C ila +80°C
• Depolama Sıcaklığı (Tstg):-40°C ila +80°C
• Eklem Sıcaklığı (Tj):125°C
• Lehimleme Sıcaklığı (Tsld):230°C veya 260°C'de reflow lehimleme, maksimum 10 saniye.

2.2 Tipik Elektriksel ve Optik Karakteristikler

25°C lehim noktası sıcaklığında (Ts) standart test koşulunda ölçülmüştür.

• İleri Gerilim (VF):Tipik 3.2V, Maksimum 3.5V (IF=150mA'de)
• Ters Gerilim (VR):5V
• Ters Akım (IR):Maksimum 10 µA
• Görüş Açısı (2θ1/2):110°

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Ürün, elektriksel ve optik tutarlılığı sağlamak için kapsamlı bir sınıflandırma sistemi kullanır. Siparişler, ışık akısı için minimum değerleri ve renk sıcaklığı için tanımlanmış kromatik bölgeleri belirtir.

3.1 Renk Sıcaklığı (CCT) Sınıflandırması

LED, her biri bir hedef CCT ve CIE diyagramı üzerinde belirli bir kromatik elips ile tanımlanan birkaç standart İlişkili Renk Sıcaklığı (CCT) sınıfında mevcuttur.

• 2725K ±145K (Sınıf: 27M5)
• 3045K ±175K (Sınıf: 30M5)
• 3985K ±275K (Sınıf: 40M5)
• 5028K ±283K (Sınıf: 50M5)
• 5665K ±355K (Sınıf: 57M7)
• 6530K ±510K (Sınıf: 65M7)

Not:Ürün siparişi, maksimum bir CCT değerini değil, kromatik bölgeyi belirtir. Sevk edilen ürünler her zaman sipariş edilen kromatik elips içinde olacaktır.

3.2 Işık Akısı Sınıflandırması

Akı, Renk Sıcaklığı ve Renksel Geriverim İndeksi (CRI) temelinde sınıflandırılır. Tablolar, 150mA'de minimum ve tipik değerleri tanımlar. Standart akı kodları (E5, E6, E7, vb.) lümen cinsinden bir aralığı temsil eder.

70 CRI, Nötr Beyaz (3700-5000K) için Örnek:

• Kod E6: 50-54 lm (Min-Tip)
• Kod E7: 54-58 lm
• Kod E8: 58-62 lm
• Kod E9: 62-66 lm

Sıcak Beyaz, Soğuk Beyaz ve bunların ilgili yüksek-CRI (80 CRI) versiyonları için benzer tablolar mevcuttur.

3.3 İleri Gerilim Sınıflandırması

Seri konfigürasyonlarda tutarlı string gerilimi sağlamak için ileri gerilim de sınıflandırılır.

• Kod B: 2.8 - 2.9V
• Kod C: 2.9 - 3.0V
• Kod D: 3.0 - 3.1V
• Kod E: 3.1 - 3.2V
• Kod F: 3.2 - 3.3V
• Kod G: 3.3 - 3.4V
• Kod H: 3.4 - 3.5V

3.4 Kromatik Elips Verileri

Her renk sıcaklığı sınıfı, merkez koordinatları (x, y), yarı ana eksen (b), yarı küçük eksen (a) ve eğim açısı (Φ) ile tanımlanan CIE 1931 kromatik diyagramı üzerinde belirli bir elipse karşılık gelir. Bu veri, hassas renk karıştırma ve kalite kontrolü için çok önemlidir.

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 IV Karakteristik Eğrisi

İleri Akım - İleri Gerilim (IV) eğrisi tipik üstel ilişkiyi gösterir. Önerilen 150mA çalışma akımında, ileri gerilim tipik olarak yaklaşık 3.2V civarındadır. Tasarımcılar, kararlı çalışmayı sağlamak için gerilim kaynakları değil, akım sınırlayıcı sürücüler kullanmalıdır.

4.2 Bağıl Işık Akısı - İleri Akım

Bu eğri, sürücü akımı ile ışık çıktısı arasındaki ilişkiyi gösterir. Işık akısı akımla artar ancak yüksek akımlarda artan eklem sıcaklığı ve verim düşüşü nedeniyle doğrusal altı bir eğilim sergiler. Optimum ömür ve verimlilik için 150mA'nın önemli ölçüde üzerinde çalıştırılması önerilmez.

4.3 Spektral Güç Dağılımı (SPD)

Bağıl spektral enerji eğrisi, farklı CCT aralıkları (örn. 2600-3700K, 3700-5000K, 5000-10000K) için emisyon spektrumunu gösterir. Daha sıcak CCT'ler kırmızı/sarı bölgede daha fazla enerjiye sahipken, daha soğuk CCT'ler daha mavi bir tepe noktasına sahiptir. Bu eğri, renksel geriverim metriklerini hesaplamak için gereklidir.

4.4 Eklem Sıcaklığı - Bağıl Spektral Enerji

Bu grafik, spektral çıktının artan eklem sıcaklığı (Tj) ile nasıl değiştiğini tasvir eder. Tipik olarak, Tj yükseldikçe, tepe dalga boyu hafifçe kayabilir ve genel yoğunluk azalabilir. Bu, uygulama tasarımında tutarlı renk ve ışık çıktısını korumak için etkili termal yönetimin önemini vurgular.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

LED, standart 3020 (3.0mm x 2.0mm) SMD ayak izine sahiptir. Detaylı boyut çizimleri, paket gövdesini, lensi ve uç boyutlarını ilgili toleranslarla (örn. .X boyutları için ±0.10mm, .XX boyutları için ±0.05mm) belirtir.

5.2 Pad Deseni ve Şablon Tasarımı

Önerilen PCB land pattern (pad düzeni) ve lehim pastası şablon tasarımı için ayrı çizimler sağlanmıştır. Reflow lehimleme sırasında uygun lehim bağlantısı oluşumu, hizalama ve ısı transferi için bu önerilere uymak kritik öneme sahiptir.

5.3 Polarite Tanımlama

Katot (negatif) terminali tipik olarak LED paketi üzerinde, genellikle yeşil bir işaretle veya lenste bir çentikle işaretlenir. PCB ipek baskısı ve ayak izi, ters montajı önlemek için polariteyi açıkça göstermelidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Nem Hassasiyeti ve Kurutma

3020 serisi LED, IPC/JEDEC J-STD-020C'ye göre nem hassas olarak sınıflandırılmıştır. Nem bariyerli torbayı açtıktan sonra ortam nemine maruz kalma, reflow sırasında patlamış mısır çatlamasına veya diğer hasarlara neden olabilir.

Depolama:Açılmamış torbaları 30°C/%85 RH altında saklayın. Açıldıktan sonra 30°C/%60 RH altında saklayın.

Kurutma Gereksinimleri:Orijinal kapalı ambalajından çıkarılmış ve ortam koşullarına maruz kalmış LED'ler, reflow öncesinde mutlaka kurutulmalıdır.

Kurutma Yöntemi:Orijinal makara üzerinde 60°C'de 24 saat kurutun. 60°C'yi aşmayın. Kurutma sonrası 1 saat içinde kullanın veya kuru bir dolapta saklayın (<%20 RH).

6.2 Reflow Lehimleme Profili

Standart kurşunsuz reflow profili uygulanabilir. LED lehim bağlantılarındaki maksimum tepe sıcaklığı 260°C'yi geçmemeli ve 230°C üzerindeki süre 10 saniye ile sınırlandırılmalıdır. Ön ısıtma, bekleme, reflow ve soğutma oranları için detaylı profil önerilerine danışın.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Paketleme Şartnamesi

LED'ler tipik olarak, otomatik pick-and-place montajına uygun, makaralara sarılmış kabartmalı taşıyıcı bantlar üzerinde tedarik edilir. Standart makara miktarları belirtilmiştir (örn. makara başına 2000 veya 4000 adet). Makara, bir nem göstergesi kartı ile birlikte nem bariyerli bir torbanın içinde paketlenir.

7.2 Model Numaralandırma Kuralı

Parça numarası, temel özellikleri kodlayacak şekilde yapılandırılmıştır: Seri/Şekil (örn. 3020 için 34), Çip Sayısı (S tekli), Lens Kodu (00 yok, 01 lensli), Renk Kodu (beyaz sıcaklıklar için L/C/W), Dahili Kod, Işık Akısı Kodu (örn. E6) ve İleri Gerilim Kodu (örn. D). Bir örnek T3400SLA-E6D'dir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• LED Modüller ve Işık Motorları:Panel aydınlatma, gömme aydınlatma ve tavan armatürleri için.
• Arka Aydınlatma:Kenardan veya doğrudan aydınlatmalı tabela ve ekranlar için.
• Dekoratif Aydınlatma:Şeritler, kordonlar ve vurgu aydınlatması için.
• Tüketici Elektroniği:Gösterge veya durum aydınlatması için.

8.2 Tasarım Hususları

• Termal Yönetim:Maksimum ömür ve kararlı çıktı için eklem sıcaklığını düşük tutmak ve ısıyı dağıtmak amacıyla yeterli termal viyalara sahip bir PCB ve gerekirse metal çekirdekli (MCPCB) bir PCB kullanın.
• Akım Sürücüsü:Her zaman sabit akım sürücü kullanın. Önerilen çalışma akımı 150mA'dir. Yüksek ortam sıcaklığı ortamlarında güç düşürme gerekebilir.
• Optik:110 derecelik görüş açısı, yaygın aydınlatma için uygundur. Işın desenini değiştirmek için ikincil optikler (lensler, reflektörler) kullanılabilir.
• ESD Koruması:LED'ler elektrostatik deşarja karşı hassas olduğundan, montaj sırasında standart ESD işleme prosedürlerini uygulayın.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Eski 3528 paketleriyle karşılaştırıldığında, 3020 serisi genellikle biraz daha küçük bir ayak izinde daha yüksek güç yoğunluğu (0.5W'ye karşı tipik 0.2W) sunarak daha kompakt tasarımlara olanak tanır. Hem akı hem de gerilim için standartlaştırılmış, detaylı sınıflandırma sistemi, büyük üretim hacimlerinde sıkı renk ve parlaklık eşleştirmesi gerektiren uygulamalar için önemli bir avantaj sağlar ve son kullanıcı tarafından üretim sonrası sıralama veya kalibrasyon ihtiyacını azaltır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

10.1 Minimum akıya göre sipariş vermek ile tipik akıya göre sipariş vermek arasındaki fark nedir?

Şartname, sınıfları minimum ışık akısı değeri ile tanımlar. Bu, sevk edilen tüm LED'lerin bu minimum değeri karşılayacağı veya aşacağı anlamına gelir. \"Tipik\" değer referans için sağlanır, ancak gerçek akı daha yüksek olabilir. Bu sistem, minimum değerin üzerindeki normal üretim varyasyonuna izin verirken performansı garanti eder.

10.2 Kurutma neden gereklidir ve LED'leri hızlı kullanırsam atlayabilir miyim?

Kurutma, plastik paketten emilmiş nemi uzaklaştırmak için kritik bir işlemdir. Nemli havaya kısa süreli maruz kalma bile, yüksek sıcaklıktaki reflow lehimleme işlemi sırasında hasara neden olmak için yeterli olabilir. Sadece zamana dayanarak kurutmayı atlamak güvenli değildir; kurutmanın gerekli olup olmadığını belirlemek için orijinal torbanın içindeki nem göstergesi kartının durumu kontrol edilmelidir.

10.3 Bu LED'i 200mA'de sürekli olarak sürebilir miyim?

200mA mutlak maksimum sürekli akım değeri olsa da, bu seviyede çalıştırmak önemli ölçüde ısı üretecek, verimliliği (vat başına lümen) azaltacak ve potansiyel olarak LED'in ömrünü kısaltacaktır. Optimum performans ve güvenilirlik için önerilen çalışma koşulu 150mA'dir. 200mA'de çalıştırma, olağanüstü termal yönetim gerektirir.

11. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

11.1 12V LED Modülü Tasarlama

Senaryo:Seri bağlı 6 LED ile kompakt bir 12V girişli LED modülü oluşturma.

Tasarım Adımları:

1. Elektriksel Tasarım:Aynı gerilim sınıfından LED'ler seçin (örn. Sınıf D: 3.0-3.1V). 6 LED için toplam ileri gerilim yaklaşık 18.0V ila 18.6V olacaktır, bu da 12V beslemeden daha yüksektir. Bu nedenle, basit bir direnç değil, yükseltici (boost) sabit akım sürücüsü gereklidir.
2. Termal Tasarım:LED'leri bir alüminyum çekirdekli PCB'ye (MCPCB) monte edin. Toplam güç harcamasını hesaplayın (~LED başına 0.5W * 6 = 3W) ve LED lehim noktası sıcaklığını belirtilen çalışma aralığında, ideal olarak uzun ömür için 60°C altında tutmak için soğutmanın yeterli olduğundan emin olun.
3. Optik Tutarlılık:Modül genelinde düzgün parlaklık ve renk sağlamak için tüm LED'leri aynı ışık akısı sınıfından (örn. E7) ve renk sıcaklığı sınıfından (örn. 4000K için 40M5) sipariş edin.
4. Montaj:Verim kaybını önlemek için nem işleme ve reflow lehimleme kılavuzlarını tam olarak takip edin.

12. Teknik Prensipler

LED, tipik olarak beyaz LED'ler için InGaN tabanlı bir yarı iletken çipte elektrolüminesans prensibiyle çalışır. Mavi ışık yayan bir çip, fosfor tabakası ile kaplanmıştır. Mavi ışığın bir kısmı fosfor tarafından daha uzun dalga boylarına (sarı, kırmızı) dönüştürülür. Kalan mavi ışık ile fosfor dönüştürülmüş ışığın kombinasyonu beyaz ışık algısına yol açar. Mavi ışığın sarı/kırmızı ışığa oranı, İlişkili Renk Sıcaklığını (CCT) belirler. Renksel Geriverim İndeksi (CRI), spektrumdaki boşlukları doldurmak için çoklu fosforlar kullanılarak iyileştirilir. İleri gerilim, yarı iletken malzemenin bant aralığının ve çip yapısının bir karakteristiğidir.

13. Endüstri Trendleri

3020 serisi gibi orta güçlü SMD LED'lerde genel trend, daha yüksek etkinlik (vat başına daha fazla lümen), gelişmiş renk tutarlılığı (daha sıkı sınıflandırma) ve yüksek çalışma sıcaklıklarında daha yüksek güvenilirliktir. Ayrıca, perakende ve müze aydınlatması gibi mükemmel renk sadakati gerektiren uygulamalar için daha yüksek CRI değerlerine (90+) yönelik bir çaba vardır. Dahası, endüstri, daha geniş bir montaj ortamı yelpazesi için işlemeyi basitleştirmek ve sağlamlığı artırmak amacıyla neme dayanıklı paketleme malzemelerini ve süreçlerini geliştirmeye devam etmektedir. Yeni fosfor sistemlerinin geliştirilmesi, LED'in ömrü boyunca daha iyi spektral kalite ve stabilite sağlamayı amaçlamaktadır.