3535 Seramik LED Kullanım Kılavuzu - 3.5x3.5mm Boyut - Voltaj ve Güç Değişken - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

3535 seramik LED serisi, zorlu aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış yüksek performanslı bir yüzey montaj cihazı (SMD) paketini temsil eder. 3.5mm x 3.5mm taban alanı ve seramik alt tabakası ile karakterize edilen bu paket, geleneksel plastik paketlere kıyasla üstün termal yönetim, mekanik stabilite ve güvenilirlik sunar. Seramik yapı, özellikle yüksek güç veya yüksek yoğunluklu dizi konfigürasyonlarında LED performansını ve ömrünü korumak için kritik olan mükemmel ısı dağılımı sağlar. Bu LED'ler, tutarlı renk çıktısı ve uzun vadeli güvenilirliğin çok önemli olduğu otomotiv aydınlatması, genel aydınlatma, arka aydınlatma ve özel aydınlatma dahil olmak üzere geniş bir uygulama yelpazesine uygundur.

2. Kullanım ve Manuel Operasyon Önlemleri

LED'e, özellikle hassas optik merceğe fiziksel hasar gelmesini önlemek için doğru kullanım şarttır.

2.1 Manuel Operasyon Kılavuzu

Üretimde manuel kullanım en aza indirilmelidir. Gerektiğinde, LED'i almak için her zaman tercihen kauçuk uçlu cımbız kullanın. Cımbız, LED paketinin seramik gövdesini kavramalıdır. Silikon merceğe dokunmak, basınç uygulamak veya herhangi bir mekanik kuvvet uygulamak kesinlikle yasaktır. Mercekle temas, kirlenmeye, çizilmelere veya deformasyona neden olabilir; bu da optik performansı, ışık çıktısını ve renk düzgünlüğünü ciddi şekilde bozar. Basınç uygulamak, iç katman ayrılmasına veya çatlamaya yol açarak anında arızaya neden olabilir.

3. Nem Hassasiyeti ve Kurutma Prosedürleri

3535 seramik LED paketi, IPC/JEDEC J-STD-020C standardına göre nem hassas olarak sınıflandırılmıştır. Emilmiş nem, yüksek sıcaklıktaki reflow lehimleme işlemi sırasında buharlaşarak iç basınç oluşumuna ve potansiyel felaket arızasına (örneğin, "patlamış mısır" etkisi) neden olabilir.

3.1 Depolama Koşulları

Orijinal, desikatörlü, nem bariyerli torbalarında (MBB) teslim alındığı gibi, LED'ler 30°C'nin altındaki sıcaklıklarda ve %85'in altındaki bağıl nemde (RH) depolanmalıdır. MBB açıldığında, içerideki nem göstergesi kartı hemen kontrol edilmelidir. Gösterge, güvenli maruz kalma seviyesinin aşılmadığını gösteriyorsa ve bileşenler belirtilen raf ömrü içinde kullanılacaksa, kurutma gerekli olmayabilir.

3.2 Kurutma Gerektiren Koşullar

Aşağıdaki kriterleri karşılayan LED'ler için kurutma zorunludur: 1) Orijinal kapalı ambalajlarından çıkarılmışlardır. 2) Ortam koşullarına (kuru depolama dolabı dışında) 12 saatten fazla maruz kalmışlardır. 3) Nem göstergesi kartı, izin verilen maruz kalma sınırının aşıldığını göstermektedir.

3.3 Kurutma Yöntemi

Önerilen kurutma prosedürü şu şekildedir: LED'leri, tercihen hala orijinal makaraları üzerindeyken, dolaşımlı havalı bir fırında 60°C (±5°C) sıcaklıkta 24 saat boyunca kurutun. Sıcaklık, makaraya veya LED'in iç malzemelerine zarar vermemek için 60°C'yi aşmamalıdır. Kurutma işleminden sonra, LED'ler bir saat içinde reflow lehimlenmeli veya hemen %20 RH'den düşük nem oranına sahip kuru bir depolama ortamına yerleştirilmelidir.

4. Depolama Kılavuzu

Doğru depolama, LED kalitesini ve lehimlenebilirliğini korumak için hayati öneme sahiptir.

4.1 Açılmamış Ambalaj

Kapalı nem bariyerli torbaları, %85 RH'nin altında, 5°C ila 30°C arasında depolayın.

4.2 Açılmış Ambalaj

Açıldıktan sonra, bileşenleri %60 RH'nin altında, 5°C ila 30°C arasında depolayın. En iyi koruma için, açılmış makaraları veya tepsileri taze desikatörlü kapalı bir kapta veya nitrojen ile temizlenmiş kuru bir dolapta saklayın. Torba açıldıktan sonra bu koşullar altında önerilen "raf ömrü" 12 saattir.

5. Elektrostatik Deşarj (ESD) Koruması

LED'ler yarı iletken cihazlardır ve elektrostatik deşarj (ESD) kaynaklı hasara karşı oldukça hassastır. Beyaz, mavi, yeşil ve mor LED'ler, daha geniş bant aralıklı malzemeleri nedeniyle özellikle hassastır.

5.1 ESD Hasar Mekanizmaları

ESD, iki ana tür hasara neden olabilir: 1) Gizli Hasar: Kısmi bir deşarj, yerel ısınmaya neden olarak LED'in iç yapısını bozabilir. Bu, artan sızıntı akımına, azalan ışık çıktısına, renk kaymasına (beyaz LED'lerde) ve kısalmış ömre yol açar, ancak LED hala çalışıyor olabilir. 2) Felaket Arızası: Güçlü bir deşarj, yarı iletken bağlantıyı tamamen kırarak anında ve kalıcı bir arızaya (ölü LED) neden olabilir.

5.2 ESD Kontrol Önlemleri

LED'lerin kullanıldığı tüm alanlarda (üretim, test ve paketleme dahil) kapsamlı bir ESD kontrol programı uygulanmalıdır. Temel önlemler şunları içerir: Topraklanmış iletken zeminli bir Elektrostatik Korumalı Alan (EPA) oluşturmak. Topraklanmış antistatik iş istasyonları kullanmak ve tüm üretim ekipmanının uygun şekilde topraklanmasını sağlamak. Tüm personelin antistatik giysi, bileklik ve/veya topuk kayışı takmasını gerektirmek. İletken olmayan malzemelerdeki statik yükleri nötrleştirmek için iyonizerler kullanmak. Topraklanmış lehimleme istasyonları kullanmak. Tepsiler, tüpler ve ambalajlar için iletken veya dağıtıcı malzemeler kullanmak.

6. Uygulama Devre Tasarımı

Doğru elektriksel tasarım, kararlı çalışma ve uzun LED ömrü için çok önemlidir.

6.1 Sürme Metodolojisi

Sabit Gerilim (CV) sürücüler yerine Sabit Akım (CC) sürücülerin kullanılması şiddetle tavsiye edilir. LED'ler akım kontrollü cihazlardır; ileri voltajları (Vf) negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir ve birimden birime değişebilir. Bir CC sürücü, Vf değişimlerinden bağımsız olarak LED'den sabit bir akımın geçmesini sağlayarak tutarlı parlaklık sağlar ve termal kaçak oluşumunu önler.

6.2 Akım Sınırlayıcı Dirençler

Birden fazla LED dizisi paralel olarak bir CC sürücüye bağlandığında veya bir CV kaynağı kullanıldığında, her bir LED dizisi ile seri olarak bir akım sınırlayıcı direnç yerleştirilmelidir. Bu direnç, diziler arasındaki küçük Vf farklarını telafi ederek akım paylaşımını sağlar ve bir dizinin aşırı akım çekmesini önler. Direnç değeri, sürücü voltajına, dizinin toplam Vf'sine ve istenen çalışma akımına göre hesaplanır (R = (Vkaynak - Vf_dizi) / I_LED).

6.3 Polarite ve Bağlantı Sırası

LED'ler diyottur ve doğru polarite ile bağlanmalıdır (anot pozitife, katot negatife). Son montaj sırasında, önce LED dizisinin ve sürücü çıkışının polaritesini doğrulayın. Sürücünün çıkışını önce LED dizisine bağlayın. Ancak ondan sonra sürücünün girişi şebekeye veya DC güç kaynağına bağlanmalıdır. Bu sıra, voltaj dalgalanmalarının veya yanlış bağlantıların LED'lere zarar vermesini önler.

7. Reflow Lehimleme Özellikleri

3535 seramik paket, standart yüzey montaj teknolojisi (SMT) reflow prosesleriyle uyumluluk için tasarlanmıştır.

7.1 Kurşunsuz (Pb-Free) Lehim Profili

Kurşunsuz lehim (örneğin, SAC305) için önerilen reflow profili kritiktir. Profil tipik olarak şunlardan oluşur: Ön Isıtma: Flux'u aktive etmek için kademeli bir sıcaklık artışı (saniyede 1-3°C). Bekletme: 150-200°C arasında 60-120 saniyelik bir plato, kartın ve bileşenlerin termal olarak eşitlenmesine ve flux'un lehim pedlerini tamamen temizlemesine olanak tanır. Reflow: Tepe sıcaklığına hızlı bir yükseliş. Lehim bağlantısının tepe sıcaklığı 245-250°C'ye ulaşmalıdır. Sıvılaşma sıcaklığının (TAL, SAC305 için tipik olarak 217°C) üzerindeki süre 45-75 saniye korunmalıdır. Soğutma: Uygun lehim bağlantısı oluşumunu sağlamak ve termal stresi en aza indirmek için saniyede maksimum -6°C'lik kontrollü bir soğutma hızı.

7.2 Kurşunlu (SnPb) Lehim Profili

Kalay-kurşun lehim için tepe sıcaklığı daha düşüktür. Lehim bağlantısının tepe sıcaklığı 215-230°C olmalı ve sıvılaşma sıcaklığının (183°C) üzerindeki süre 60-90 saniye korunmalıdır. Ön ısıtma, bekleme ve soğutma hızları üzerindeki aynı dikkatli kontrol geçerlidir.

7.3 Kritik Hususlar

Maksimum önerilen tepe sıcaklığını veya TAL'ı aşmayın, çünkü bu LED'in iç çipine, tel bağlantılarına veya fosforuna zarar verebilir. Reflow fırınının, kullanılan belirli PCB kalınlığı, bileşen yoğunluğu ve lehim pastası için uygun şekilde kalibre edildiğinden ve profillendiğinden emin olun.

8. Montajlı Kartların Temizlenmesi

Reflow sonrası temizleme, zamanla aşındırıcı olabilen veya elektriksel kaçaklara neden olabilen flux kalıntılarını temizlemek için gerekli olabilir.

8.1 Temizleme Ajanı Uyumluluğu

Herhangi bir temizleme ajanının LED'in silikon merceği ve paket malzemeleriyle kimyasal uyumluluğunu doğrulamak çok önemlidir. Sert çözücüler, merceğin şişmesine, çatlamasına veya bulanıklaşmasına neden olabilir. Önerilen temizleme ajanları tipik olarak elektronik için tasarlanmış hafif, alkol bazlı veya sulu çözeltilerdir. Her zaman LED üreticisinin özelliklerine danışın ve tam ölçekli temizlemeden önce örnek kartlar üzerinde testler yapın.

8.2 Temizleme Süreci

Aşırı güç veya frekansın LED'e zarar verebileceği için, ultrasonik temizleme gibi nazik temizleme yöntemlerini dikkatli kullanın. Tercih edilen yöntemler arasında püskürtmeli yıkama veya nazik çalkalamalı daldırma bulunur. Temizlemeden sonra kartların nem hapsolmasını önlemek için iyice kurutulduğundan emin olun.

9. Montajlı Yarı Mamullerin Depolanması ve Kullanımı

Üzerine LED lehimlenmiş PCB'ler (yarı mamuller) de dikkatli kullanım gerektirir.

LED merceklerine basınç uygulayacak şekilde kartları doğrudan üst üste istiflemekten kaçının. Aralayıcılar veya özel depolama rafları kullanın. Montajlı kartları temiz, kuru ve ESD güvenli bir ortamda depolayın. Depolama uzun süreli olacaksa, özellikle kartlar ikinci bir reflow işlemine (çift taraflı montaj için) tabi tutulacaksa, desikatörlü nem bariyerli torbalar kullanmayı düşünün. Kartları kenarlarından tutarak bileşenleri kirletmekten veya strese sokmaktan kaçının.

10. Termal Yönetim Teknolojisi

Etkili soğutma, LED performansı ve güvenilirliği için en önemli faktördür. Seramik paket iyi bir termal iletkenlik sunarken, ısının paketten verimli bir şekilde uzaklaştırılması gerekir.

10.1 Termal Yönetim için PCB Tasarımı

PCB, birincil soğutucu görevi görür. LED taban alanının altında geniş termal viyalar bulunan bir metal çekirdekli PCB (MCPCB) veya standart bir FR4 kart kullanın. LED'in termal pedi, PCB üzerindeki karşılık gelen bir bakır pede lehimlenmelidir. Bu ped mümkün olduğunca büyük olmalı ve çoklu termal viyalar aracılığıyla iç toprak katmanlarına veya harici soğutuculara bağlanmalıdır. Viyalar, termal iletimi iyileştirmek için lehimle doldurulmalı veya kapatılmalıdır.

10.2 Sistem Seviyesi Termal Tasarım

LED bağlantısından ortam havasına kadar olan toplam termal direnci (Rth_j-a) hesaplayın. Bu, bağlantıdan kasa (Rth_j-c, veri sayfasında verilir), kasadan karta (lehim arayüzü), karttan soğutucuya ve soğutucudan ortama dirençleri içerir. En kötü çalışma koşullarında maksimum izin verilen bağlantı sıcaklığı (Tj_max, tipik olarak 125-150°C) aşılmamalıdır. Formülü kullanın: Tj = Ta + (Dağıtılan_Güç * Rth_j-a). Dağıtılan_Güç yaklaşık olarak (Vf * If) eksi yayılan optik güçtür. Doğru tasarım, Tj'nin Tj_max'ın oldukça altında kalmasını sağlayarak ışık çıktısını ve ömrü maksimize eder.

11. Diğer Önemli Hususlar

11.1 Optik Hususlar

Temiz bir optik yol koruyun. Mercek veya ikincil optikler üzerindeki herhangi bir kirlilik, ışık çıktısını azaltacaktır. Görüş açısı ve uzaysal radyasyon deseni birincil mercek tasarımı ile sabittir; ikincil optikler buna göre seçilmelidir.

11.2 Elektriksel Test

Devre içi test (ICT) veya fonksiyonel test yaparken, test problarının LED merceğine temas etmediğinden veya çizmediğinden emin olun. Test voltajları ve akımları, elektriksel aşırı stresi (EOS) önlemek için LED'in mutlak maksimum değerleri dahilinde olmalıdır.

11.3 Uzun Vadeli Güvenilirlik

Tüm kullanım, lehimleme ve termal kılavuzlara uyulması, lümen bakımı (L70/L90 ömrü) ve renk stabilitesi dahil olmak üzere LED'in uzun vadeli güvenilirliğini doğrudan etkiler. Bu prosedürlere uyulmaması, erken bozulmaya ve saha arızalarına yol açabilir.