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

1. Ürün Genel Bakışı

3020 serisi, güvenilir ve enerji verimli beyaz ışık kaynakları gerektiren genel aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış kompakt, yüksek performanslı bir yüzeye montaj (SMD) LED'dir. Bu tek çipli, 0.2W beyaz LED, ışık verimliliği, termal performans ve maliyet etkinliği arasında iyi bir denge sunarak çok çeşitli ticari ve endüstriyel aydınlatma ürünleri için uygundur.

Temel avantajları arasında 3.0mm x 2.0mm'lik kompakt boyutu, 110 derecelik geniş görüş açısı ve standart reflow lehimleme işlemlerine uygun sağlam yapısı bulunur. Hedef pazar, arka aydınlatma üniteleri, dekoratif aydınlatma, gösterge ışıkları ve çeşitli tüketici elektroniği ile tabela entegrasyonlarını kapsar.

2. Teknik Parametreler ve Özellikler

2.1 Mutlak Maksimum Değerler (T_s=25°C)

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

• İleri Akım (I_F):80 mA (Sürekli)
• İleri Darbe Akımı (I_FP):120 mA (Darbe genişliği ≤10ms, Görev döngüsü ≤1/10)
• Güç Dağılımı (P_D):280 mW
• Çalışma Sıcaklığı (T_opr):-40°C ila +80°C
• Depolama Sıcaklığı (T_stg):-40°C ila +80°C
• Eklem Sıcaklığı (T_j):125°C
• Lehimleme Sıcaklığı (T_sld):230°C veya 260°C, 10 saniye (Reflow)

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler (T_s=25°C, I_F=60mA)

Bunlar standart test koşulları altındaki tipik performans parametreleridir.

• İleri Gerilim (V_F):Tipik 3.2V, Maksimum 3.5V
• Ters Gerilim (V_R):5V
• Ters Akım (I_R):Maksimum 10 µA
• Görüş Açısı (2θ_1/2):110°

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Ürün, bir uygulama içinde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için sınıflara ayrılır. Sipariş kodu bu sınıfları tanımlar.

3.1 Model Numaralandırma Kuralı

Parça numarası yapısı şu şekildedir: T [Şekil Kodu] [Çip Sayısı] [Lens Kodu] [İç Kod] - [Işık Akısı Kodu] [CCT Kodu]. Örneğin, T3400SLA, 3020 şekline (34), tek küçük güçlü çipe (S), lenssiz (00), iç kod A'ya karşılık gelir ve son ek ile tanımlanan belirli ışık akısı ve CCT sınıflarına sahiptir.

3.2 İlişkili Renk Sıcaklığı (CCT) Sınıflandırması

LED'ler, renk tekdüzeliğini garanti etmek için CIE diyagramındaki belirli renklilik elipslerine sınıflandırılır. Standart sipariş sınıfları şunlardır:

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

Her sınıf, sıkı renk kontrolü için 5-adımlı veya 7-adımlı MacAdam elips standartlarına uygun olarak bir elips merkez noktası (x, y), büyük/küçük eksen yarıçapları ve dönüş açısı ile tanımlanır.

3.3 Işık Akısı Sınıflandırması

Akı, 60mA'deki minimum değere göre sınıflandırılır. Tablolar, Sıcak Beyaz (2700-3700K), Nötr Beyaz (3700-5000K) ve Soğuk Beyaz (5000-7000K) için minimum ve tipik akı aralıklarını tanımlar; her biri standart (CRI≥70) ve yüksek renk geriverimli (CRI≥80) versiyonlarda mevcuttur. Kodlar D1 (örn., 18-19 lm min) ile D8 (örn., 25-26 lm min) arasında değişir.

3.4 İleri Gerilim Sınıflandırması

Çoklu LED tasarımlarında akım eşleştirmesine yardımcı olmak için, V_F0.1V adımlarla sınıflandırılır. Sınıflar şunlardır: B (2.8-2.9V), C (2.9-3.0V), D (3.0-3.1V), E (3.1-3.2V), F (3.2-3.3V), G (3.3-3.4V), H (3.5-3.6V).

3.5 Ölçüm Toleransları

• Işık Akısı: ±%7
• İleri Gerilim: ±0.08V
• Renk Geriverim İndeksi (CRI): ±2
• Renklilik Koordinatları: ±0.005

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 Akım-Gerilim (I-V) Karakteristik Eğrisi

Grafik, ileri gerilim ile ileri akım arasındaki ilişkiyi gösterir. Eğri, GaN tabanlı bir LED için tipiktir ve açılma geriliminden (~2.7V) sonra üstel bir yükseliş sergiler. Önerilen 60mA'de çalışmak, optimum verimlilik ve uzun ömür sağlar ve verimliliğin düştüğü ve ısı üretiminin önemli ölçüde arttığı yüksek akım bölgesinden kaçınır.

4.2 Bağıl Işık Akısı - İleri Akım İlişkisi

Bu eğri, ışık çıkışının sürücü akımına bağımlılığını gösterir. Akı akımla artarken, yüksek akımlarda verim düşüşü ve artan eklem sıcaklığı nedeniyle doğrusal altı hale gelir. 60mA çalışma noktası, çıkış ve verimlilik arasında denge sağlamak için seçilmiştir. Mutlak maksimum değerin (80mA sürekli) üzerinde sürmek, ömrü ve güvenilirliği büyük ölçüde azaltır.

4.3 Spektral Güç Dağılımı (SPD)

Bağıl spektral enerji eğrisi, farklı CCT aralıkları (2600-3700K, 3700-5000K, 5000-10000K) için emisyon spektrumunu gösterir. Soğuk beyaz LED'ler, çipten daha güçlü bir mavi tepe noktasına ve daha az fosfor dönüştürülmüş sarı/kırmızı ışığa sahipken, sıcak beyaz LED'ler daha belirgin geniş fosfor emisyonu gösterir, bu da daha yüksek kırmızı spektral içerik ve daha düşük ilişkili renk sıcaklığı ile sonuçlanır.

4.4 Eklem Sıcaklığı - Bağıl Spektral Enerji İlişkisi

Bu grafik, eklem sıcaklığının (T_j) LED'in spektrumu üzerindeki etkisini gösterir. T_jarttıkça, genel spektral çıkış tipik olarak azalır (verim düşüşü) ve tepe dalga boyu hafifçe kayabilir. Ürünün ömrü boyunca tutarlı renk noktası ve ışık çıkışını korumak için etkili termal yönetim çok önemlidir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Dış Boyutlar

LED paketi 3.0mm (uzunluk) x 2.0mm (genişlik) boyutlarına sahiptir. Boyut çizimi, lens yüksekliği ve pad konumları dahil tüm kritik ölçümleri belirtir. Toleranslar, .X boyutları için ±0.10mm ve .XX boyutları için ±0.05mm olarak tanımlanır.

5.2 Pad Yerleşimi ve Şablon Tasarımı

Önerilen PCB land pattern (pad yerleşimi) ve lehim pastası şablon tasarımı için ayrı diyagramlar sağlanmıştır. Land pattern, uygun lehim bağlantısı oluşumunu ve mekanik stabiliteyi sağlar. Şablon tasarımı, biriktirilen lehim pastası hacmini kontrol eder; bu, köprüleme veya yetersiz lehim olmadan güvenilir lehim bağlantıları elde etmek için kritiktir. Bu kılavuzlara uymak, yüksek verimli montaj için gereklidir.

5.3 Polarite Tanımlama

Katot tipik olarak LED paketi üzerinde işaretlenmiştir. Pad yerleşim diyagramı da anot ve katot bağlantılarını gösterir. Montaj sırasında ters polarlığı önlemek için doğru polariteye uyulmalıdır; aksi takdirde, ters gerilim değerini (5V) aşan gerilimlerde LED'e zarar verebilir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Nem Hassasiyeti ve Kurutma

3020 LED paketi nem hassastır (IPC/JEDEC J-STD-020C'ye göre MSL sınıflandırması). Nem bariyerli torbayı açtıktan sonra ortam nemine maruz kalma, reflow lehimleme sırasında hızlı buhar genleşmesi nedeniyle patlamış mısır çatlamasına veya tabakalanmaya yol açabilir.

• Depolama:Açılmamış torbalar 30°C/%85 RH altında saklanmalıdır. Açıldıktan sonra, 5-30°C'de ve mümkün olduğunca düşük nemde (<%20 RH önerilir) saklayın.
• Kullanım Ömrü:Torba açılması ile reflow arasındaki süre kontrol edilmelidir. Torba açıldığında hemen içindeki nem göstergesi kartını kontrol edin.
• Kurutma Koşulları:LED'ler spesifikasyonların ötesinde neme maruz kaldıysa, reflow'dan önce kurutulmalıdır. Önerilen kurutma: Orijinal makara üzerinde 60°C'de 24 saat. 60°C'yi aşmayın. Kurutma sonrası 1 saat içinde kullanın veya kuru bir dolapta (<%20 RH) saklayın.

6.2 Reflow Lehimleme Profili

LED, maksimum 10 saniye için 230°C veya 260°C'lik bir tepe reflow sıcaklığına dayanabilir. Standart kurşunsuz (SAC305) reflow profili uygulanabilir. Termal şoku en aza indirmek için sıcaklık artış hızının kontrol edildiğinden emin olun. Sağlanan maksimum lehimleme sıcaklığı değeri, epoksi lens, fosfor veya tel bağlantılarına zarar vermemek için aşılmamalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

LED'ler tipik olarak otomatik pick-and-place montajı için bant ve makara üzerinde tedarik edilir. Belirli makara boyutu ve paketleme miktarı tedarikçi ile teyit edilmelidir. Sipariş, şekil, çip sayısı, lens, CCT ve ışık akısı dahil tüm sınıflandırılmış parametreleri belirten tam model numarası kullanılarak yapılır. Standart teklif dışındaki özel sınıf kombinasyonları talep üzerine mevcut olabilir.

8. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Arka Aydınlatma:LCD'ler, tabelalar ve ekranlar için kenardan veya doğrudan aydınlatmalı paneller.
• Dekoratif Aydınlatma:Vurgu aydınlatması, kontur aydınlatması ve atmosfer aydınlatması.
• Genel Aydınlatma:Bir dizi olarak ampullere, tüplere ve panellere entegre edilmiş.
• Gösterge Işıkları:Cihazlar ve elektronikler üzerindeki durum göstergeleri.

8.2 Tasarım Hususları

• Akım Sürücüsü:Kararlı ve tutarlı ışık çıkışı için sabit gerilim kaynağı değil, sabit akım sürücüsü kullanın. Önerilen çalışma akımı 60mA'dir.
• Termal Yönetim:Düşük gücüne rağmen, etkili ısı emici, ışık akısını, renk stabilitesini ve uzun ömrü korumak için hayati önem taşır. PCB'nin, LED'in termal pad'ine (varsa) veya katot pad'lerine bağlı yeterli termal via ve bakır alana sahip olduğundan emin olun.
• Optik Tasarım:110 derecelik görüş açısı, geniş, dağınık aydınlatma sağlar. Odaklanmış ışınlar için ikincil optikler (lensler, reflektörler) gereklidir.
• Elektriksel Yerleşim:Gerilim düşüşünü en aza indirmek için sürücü izlerini kısa ve geniş tutun. Dizilerde, mümkün olduğunca LED'leri seri bağlamayı düşünün veya paralel dizilerde ayrı akım sınırlayıcı dirençler kullanın ve daha iyi akım dengesi için aynı V_Fsınıfından LED'leri seçin.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

3528 gibi eski paketlerle karşılaştırıldığında, 3020 daha kompakt bir ayak izi ve potansiyel olarak daha yüksek tasarım yoğunluğu sunar. Tek çipli, 0.2W tasarımı, tipik bir 0.1W LED'den daha fazla ışık gerektiren ancak 0.5W veya 1W LED'in termal zorluğunun engel olduğu uygulamalar için iyi bir denge sağlar. Geniş 110 derecelik ışın açısı, dar açılı LED'lerden önemli bir farklılaştırıcıdır; birçok uygulamada difüzör ihtiyacını ortadan kaldırır ve daha düzgün aydınlatma sağlar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 Tipik ve maksimum ileri gerilim arasındaki fark nedir?

Tipik V_F(3.2V), test koşulları altında çoğu birim için beklenen değerdir. Maksimum V_F(3.5V), spesifikasyon tarafından garanti edilen üst sınırdır. Sürücü devreniz, LED'in V_Fdeğeri maksimumda olsa bile gerekli akımı sağlayacak şekilde tasarlanmalıdır, özellikle LED'ler seri bağlandığında.

10.2 Bu LED'i 80mA'de sürekli olarak sürebilir miyim?

80mA mutlak maksimum sürekli akım değeri olsa da, bu sınıra yakın çalışmak daha fazla ısı üretir, ışık verimliliğini (lm/W) azaltır, lümen düşüşünü hızlandırır ve LED'in ömrünü potansiyel olarak kısaltır. Optimum performans ve güvenilirlik için önerilen 60mA çalışma akımı kullanılmalıdır.

10.3 Kurutma neden gereklidir ve LED'lerimin buna ihtiyacı olup olmadığını nasıl anlarım?

Kurutma, plastik paketten emilen nemi uzaklaştırarak yüksek sıcaklıktaki reflow lehimleme işlemi sırasında hasarı önler. Mühürlü nem bariyerli torbayı açtığınızda hemen içindeki nem göstergesi kartını kontrol edin. Kart, nem maruziyet sınırının aşıldığını gösteriyorsa (örn., pembe nokta referanstan daha koyu) veya torba izin verilen kullanım ömrünün ötesinde nemli bir ortamda açık kaldıysa, kurutma gereklidir.

10.4 Işık akısı sınıf kodunu (örn., D5) nasıl yorumlarım?

Akı kodu (D5), belirli bir CCT ve CRI sınıfı için 60mA'deki minimum ışık akısı değerine karşılık gelir. Örneğin, D5 kodlu Soğuk Beyaz (5000-7000K), CRI≥70 LED'in minimum akısı 22 lümen ve tipik maksimumu 23 lümendir. Sisteminizi, daha düşük sınıflı birimlerle bile performans hedeflerinin karşılandığından emin olmak için minimum değere göre tasarlamalısınız.

11. Pratik Uygulama Vaka Çalışması

Senaryo: Doğrusal LED Işık Çubuğu Tasarımı.Bir tasarımcı, 3020 LED kullanarak 24V, 0.6 metrelik bir ışık çubuğu oluşturuyor. Belirli bir aydınlık hedefleyerek 60 LED'e ihtiyaç duyduklarını hesaplıyorlar. 24V'tan beslemek için, 7 LED'i seri bağlamaya karar veriyorlar (7 * 3.2V_tip= 22.4V), akım regülatörü için baş payı bırakıyorlar. 7 seri LED'den oluşan 8 paralel dizi oluşturacaklar (toplam 56 LED). Eşit parlaklık sağlamak için, tüm LED'leri aynı CCT sınıfından (örn., 4000K Nötr Beyaz, sınıf 40M5) ve dar bir akı sınıfından (örn., D5) belirtiyorlar. Ayrıca, 8 paralel dizi arasındaki akım dengesini iyileştirmek için aynı V_Fsınıfını (örn., F sınıfı: 3.2-3.3V) belirtiyorlar. PCB, LED pad'lerinin altında ısı dağılımı için bir alüminyum alt tabakaya bağlı termal vias'larla 2-oz bakır katmanı ile tasarlanıyor. Montaj talimatları, fabrika zemin nemi yüksekse makaraların kurutulmasını ve ardından önerilen profil kullanılarak kontrollü bir reflow işlemi uygulanmasını zorunlu kılıyor.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Beyaz bir LED temelde bir yarı iletken diyottur. Bant aralığı enerjisini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgede (çip) yeniden birleşir ve foton şeklinde enerji açığa çıkarır. Bu birincil emisyon, GaN tabanlı çipler için tipik olarak mavi veya ultraviyole spektrumundadır. Beyaz ışık üretmek için, bu birincil ışığın bir kısmı, çip üzerine veya etrafına biriktirilmiş bir fosfor kaplaması (seryum katkılı itriyum alüminyum garnet - YAG:Ce yaygındır) tarafından emilir. Fosfor, yüksek enerjili mavi/UV fotonlarını daha düşük enerjili sarı ışığın geniş bir spektrumuna dönüştürür. Çipten kalan mavi ışık ile fosfordan dönüştürülen sarı ışığın karışımı, insan gözüne beyaz görünür. Fosfor bileşimi ve kalınlığı ayarlanarak, sıcak beyazdan soğuk beyaza kadar farklı İlişkili Renk Sıcaklıkları (CCT'ler) elde edilebilir.

13. Teknoloji Trendleri ve Gelişmeler

3020 gibi SMD LED'lerde genel trend, daha yüksek ışık verimliliği (vat başına daha fazla lümen), gelişmiş renk geriverimi (kırmızı geriverim için daha yüksek CRI ve R9 değerleri) ve daha büyük renk tutarlılığına (daha sıkı sınıflandırma) doğrudur. Ayrıca, daha kompakt armatür talepleriyle yönlendirilen, daha yüksek çalışma sıcaklıklarında gelişmiş güvenilirlik ve uzun ömür üzerine odaklanılmaktadır. Dahası, endüstri, işleme ve montaj süreçlerini basitleştirmek için daha sağlam ve neme dayanıklı paket malzemeleri geliştirmeye devam etmektedir. "İnsan merkezli" aydınlatma itişi, sirkadiyen ritimleri desteklemek için ayarlanabilir CCT ve spektral optimizasyona sahip LED'lere yol açmaktadır. Bu veri sayfası standart bir beyaz LED'i tanımlarken, temel paket teknolojisi, bu ilerleyen performans özelliklerine uyarlanabilen bir platformdur.