2020 Küp Işık Kırmızı LED Veri Sayfası - SMD Paket - 2.2V Tipik - 140mA - 26 lm - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, öncelikle zorlu otomotiv aydınlatma ortamları için tasarlanmış, yüksek parlaklıklı kırmızı bir Yüzeye Monte Cihaz (SMD) LED olan 2020 Küp Işık'ın özelliklerini detaylandırır. Bileşen, kompakt 2020 ayak izi, sağlam yapısı ve zorlu çalışma koşulları altında güvenilirlik için uyarlanmış performans parametreleri ile karakterize edilir. Temel avantajları arasında katı otomotiv kalifikasyon standartlarına uyum, düzgün aydınlatma için geniş görüş açısı ve çevresel uyum sertifikaları bulunur.

Birincil hedef pazar, çeşitli iç ve dış sinyal aydınlatma işlevleri için uygun olan otomotiv endüstrisidir. Tasarım, araç uygulamalarında sıkça karşılaşılan uzun vadeli stabilite, termal performans ve çevresel stres faktörlerine direnci önceliklendirir.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Fotometrik ve Optik Özellikler

LED'in temel fotometrik performansı, 140mA'lik standart test akımında tanımlanır. Tipik ışık akısı çıkışı 26 lümen (lm) olup, üretim sınıflandırmasını hesaba katarak belirtilen minimum 23 lm ve maksimum 39 lm'dir. Baskın dalga boyu tipik olarak 614 nm'dir ve onu kesinlikle kırmızı spektrumuna yerleştirir, aralığı ise 612 nm'den 627 nm'ye kadar uzanır. Geniş 120 derecelik görüş açısı (±5° tolerans ile), geniş bir radyasyon deseni sağlar; bu da geniş alan aydınlatması veya çoklu açılardan görünürlük gerektiren uygulamalar için faydalıdır.

2.2 Elektriksel Parametreler

140mA test koşulundaki ileri gerilim (Vf), tipik değeri 2.2V olmak üzere, minimum 1.75V ile maksimum 2.75V arasında bir aralığa sahiptir. Mutlak maksimum sürekli ileri akım değeri 250 mA olarak derecelendirilmiştir. Dalgalanma koşulları için (darbe genişliği ≤10 μs, görev döngüsü 0.005), cihaz 1000 mA'ya kadar bir dalgalanma akımına (IFM) dayanabilir. Bu LED'in ters öngerilimli çalışma için tasarlanmadığını not etmek çok önemlidir.

2.3 Termal ve Güvenilirlik Değerleri

Termal yönetim, LED ömrü için kritiktir. Eklemden lehim noktasına termal direnç iki değerle belirtilmiştir: bir elektriksel yöntem sonucu 16-18 K/W ve gerçek bir yöntem sonucu 23-26 K/W. İzin verilen maksimum eklem sıcaklığı (Tj) 150°C'dir. Cihaz, otomotiv kullanımı için gerekli olan uç değerlerle eşleşen -40°C ila +125°C arasında bir çalışma sıcaklığı aralığı için derecelendirilmiştir. 2 kV (İnsan Vücudu Modeli) derecelendirmeli Elektrostatik Deşarj (ESD) korumasına sahiptir. Bileşen ayrıca, 30 saniye boyunca 260°C tepe sıcaklığı ile kurşunsuz reflow lehimleme için kalifiye edilmiştir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde tutarlılığı sağlamak için, LED'ler performans sınıflarına ayrılır. Bu sınıfları anlamak, tasarım tutarlılığı için esastır.

3.1 Işık Akısı Sınıflandırması

LED'ler, 140mA'deki ışık çıkışlarına göre gruplandırılır. Birincil sınıflar E9 (23-27 lm), F1 (27-33 lm) ve F2 (33-39 lm)'dir. 26 lm'lik tipik değer, E9 sınıfına düşer.

3.2 İleri Gerilim Sınıflandırması

Bileşenler ayrıca ileri gerilim düşüşlerine göre sınıflandırılır. Temel sınıflar arasında 1720 (1.75-2.0V), 2022 (2.0-2.25V), 2225 (2.25-2.5V) ve 2527 (2.5-2.75V) bulunur. Tipik 2.2V değeri, 2022 sınıfına karşılık gelir.

3.3 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Renk (dalga boyu), 1215 (612-615 nm), 1518 (615-618 nm) ve 2427 (624-627 nm)'ye kadar olan sınıflar aracılığıyla sıkı bir şekilde kontrol edilir. Tipik 614 nm, 1215 sınıfındadır.

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 IV Eğrisi ve Bağıl Işık Akısı

İleri Akım - İleri Gerilim grafiği karakteristik bir üstel ilişki gösterir. Bağıl Işık Akısı - İleri Akım eğrisi, ışık çıkışının akımla arttığını, ancak sonunda doyuma ulaşacağını ve önerinin ötesindeki daha yüksek akımlarda verimliliği ve ömrü bozabileceğini gösterir.

4.2 Sıcaklık Bağımlılığı

Bağıl Işık Akısı - Eklem Sıcaklığı grafiği termal tasarım için kritiktir. Eklem sıcaklığı arttıkça ışık çıkışının azaldığını gösterir. Baskın Dalga Boyu Kayması - Eklem Sıcaklığı grafiği, sıcaklık arttıkça rengin kayacağını (tipik olarak daha uzun dalga boylarına doğru) gösterir; bu, renk kritik uygulamalarda dikkate alınmalıdır.

4.3 Spektral Dağılım ve Güç Azaltma

Bağıl Spektral Dağılım grafiği, dar bantlı kırmızı emisyon tepe noktasını doğrular. İleri Akım Güç Azaltma Eğrisi, maksimum eklem sıcaklığını aşmayı önlemek için lehim pedi sıcaklığı arttıkça izin verilen maksimum sürekli akımın azaltılmasını zorunlu kılar. Örneğin, ped sıcaklığı 125°C'de, akım 250 mA'ye düşürülmelidir.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

Bileşen, standart bir 2020 SMD paketi (2.0mm x 2.0mm ayak izi) kullanır. Mekanik çizim, toplam yükseklik, kurşun çerçeve detayları ve lens geometrisi dahil olmak üzere kesin boyutları belirtir. Toleranslar, aksi belirtilmedikçe tipik olarak ±0.1mm'dir. Uygun lehim bağlantısı oluşumu, ısı transferi ve reflow ve çalışma sırasında mekanik stabiliteyi sağlamak için önerilen bir lehim pedi düzeni sağlanır. Polarite, bileşen gövdesinde belirli bir işaretleme veya pin konfigürasyonu ile gösterilir; bu, yerleştirme sırasında gözlemlenmelidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

LED, standart kurşunsuz reflow lehimleme işlemleriyle uyumludur. Kritik parametreleri belirten ayrıntılı bir reflow lehimleme profili sağlanır: ön ısıtma eğimi, bekleme süresi ve sıcaklığı, sıvı üstü süresi (TAL), tepe sıcaklığı (30 saniye için maks. 260°C) ve soğutma hızı. Bu profile uyulması, termal şok, lehim bağlantı kusurları veya LED paketine zarar gelmesini önlemek için esastır. Genel önlemler arasında, işleme sırasında uygun ESD koruması kullanmak, lense mekanik stres uygulamaktan kaçınmak ve lehimleme ortamının kükürt gibi kirleticilerden arındırılmış olduğundan emin olmak bulunur.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

Parçalar, otomatik pick-and-place montaj makineleri için uygun standart bant ve makara paketlemesinde tedarik edilir. Paketleme bilgileri, makara boyutlarını, yuva aralığını ve yönlendirmeyi detaylandırır. Parça numarası belirli bir yapıyı takip eder:2020 - UR - 140 - D - M - AM.
- 2020: Ürün ailesi.
- UR: Renk (Kırmızı).
- 140: Test Akımı (mA cinsinden).
- D: Kurşun Çerçeve Tipi (Au + Beyaz yapıştırıcı).
- M: Parlaklık Seviyesi (Orta).
- AM: Otomotiv uygulama belirteci.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Birincil uygulama otomotiv aydınlatmadır. Bu, merkezi yüksek montaj stop lambaları (CHMSL), arka kombine lambalar (arka/stop lambaları), yan işaret lambaları ve iç ortam aydınlatmasını içerir ancak bunlarla sınırlı değildir. AEC-Q102 kalifikasyonu ve geniş sıcaklık aralığı, onu bu zorlu ortamlar için uygun kılar.

8.2 Tasarım Hususları

Sürücü Devresi:LED ileri geriliminin negatif bir sıcaklık katsayısı olduğundan, kararlı ışık çıkışı sağlamak ve termal kaçakları önlemek için sabit akımlı bir sürücü şiddetle tavsiye edilir.
Termal Yönetim:PCB düzeni, ısı dağılımını kolaylaştırmalıdır. Önerilen lehim pedi tasarımını kullanın, termal pede bağlı yeterli bakır alan sağlayın ve istenen çalışma akımı için lehim pedi sıcaklığını güvenli sınırlar içinde tutmak için genel sistem termal yolunu göz önünde bulundurun.
Optik Tasarım:120° görüş açısı, belirli uygulamalar için ışın hüzmesini şekillendirmek için ikincil optikler (lensler, ışık kılavuzları) gerektirebilir. Renk hassas kullanımlar için sıcaklıkla dalga boyu kayması potansiyeli değerlendirilmelidir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Genel ticari sınıf LED'lerle karşılaştırıldığında, bu bileşenin temel farklılaştırıcıları, otomotiv sınıfı kalifikasyonları (AEC-Q102), genişletilmiş çalışma sıcaklığı aralığı (-40°C ila +125°C) ve spesifik güvenilirlik testleridir (örneğin, Kükürt Testi Sınıf A1). Ayrıca Halojensiz gereksinimlerine uyar; bu, otomotiv elektroniğinde çevresel ve güvenilirlik nedenleriyle giderek daha önemli hale gelmektedir. Orta parlaklık seviyesi (26 lm tipik) ile sağlam yapının birleşimi, nihai parlaklıktan ziyade güvenilirliğin önceliklendirildiği uygulamalar için dengeli bir çözüm sunar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu LED'i mutlak maksimum akımı olan 250mA'de sürekli olarak sürebilir miyim?
C: Mutlaka değil. 250mA derecelendirmesi, belirli koşullar altındaki mutlak maksimumdur. Güvenli sürekli çalışma akımı, termal tasarıma bağlıdır. Ölçülen veya tahmin edilen lehim pedi sıcaklığınıza (Ts) dayalı olarak ileri akım güç azaltma eğrisini kullanmalısınız. Örneğin, Ts 100°C ise, izin verilen maksimum sürekli akım 250mA'den önemli ölçüde daha düşüktür.

S: Gerçek ve elektriksel termal direnç (Rth JS) arasındaki fark nedir?
C: Elektriksel yöntem, eklem sıcaklığını tahmin etmek için LED'in sıcaklığa duyarlı elektriksel parametrelerini kullanırken, gerçek yöntem fiziksel bir sensör kullanabilir. Gerçek yöntem değeri (23-26 K/W), genellikle termal tasarım hesaplamaları için daha muhafazakar ve güvenilir kabul edilir.

S: Veri sayfasında bir Kükürt Testi'nden bahsediyor. Bu neden önemli?
C: Kükürt içeren atmosferler (örneğin, belirli lastiklerden, contalardan veya endüstriyel ortamlardan), gümüş bazlı kurşun çerçeveleri aşındırarak arızaya yol açabilir. Kükürt Testi Sınıf A1 derecelendirmesi, cihazın kükürt korozyonuna karşı direnç için spesifik testleri geçtiğini gösterir; bu, kapalı otomotiv montajlarında uzun vadeli güvenilirlik için çok önemlidir.

11. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

Bu LED'i kullanarak bir arka stop lambası modülü tasarlamayı düşünün. Seri olarak bağlanmış 10 LED'den oluşan bir küme, yaklaşık 22V'de (10 * 2.2V tipik) artı baş payı ile 140mA sağlayabilen bir sürücü gerektirecektir. PCB, her LED'in termal pedi altında ısı yayılımı için büyük bir iç toprak katmanına bağlanan termal viyalarla tasarlanmalıdır. Güç azaltma eğrisine başvurulmalıdır: en kötü durum ortamında LED'lerin yakınındaki PCB sıcaklığı 80°C'ye ulaşırsa, eklem sıcaklığının 150°C'nin altında kalmasını sağlamak için LED başına izin verilen maksimum akım kontrol edilmeli ve potansiyel olarak 140mA'den düşürülmelidir. Optik simülasyon, LED'leri düzenlemek ve otomotiv stop lambaları için gerekli ışık şiddeti dağılımı ve düzgünlük standartlarını karşılamak için bir difüzör tasarlamak için kullanılacaktır.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Bu, yarı iletken tabanlı bir ışık yayan diyottur. Karakteristik ileri gerilimini (Vf) aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler yarı iletken çipin aktif bölgesi içinde yeniden birleşir ve enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakır. Yarı iletkenin spesifik malzeme bileşimi (kırmızı emisyon için muhtemelen AlInGaP tabanlı), yayılan ışığın baskın dalga boyunu belirler. SMD paketi, elektriksel bağlantı ve termal iletim için bir kurşun çerçeve, çipi korumak ve ışık çıkışını şekillendirmek için bir silikon lens ve ışık çıkarma verimliliğini artırmak için beyaz yansıtıcı bir boşluk içerir.

13. Teknoloji Trendleri

Otomotiv LED aydınlatmadaki trend, daha yüksek verimlilik (vat başına daha fazla lümen), daha büyük güç yoğunluğu ve geliştirilmiş güvenilirlik yönünde devam etmektedir. Bu, daha küçük, daha enerji verimli aydınlatma modüllerine olanak tanır. Ayrıca, uyarlanabilir sürüş ışınları (ADB) ve ışık yoluyla iletişim (Li-Fi) gibi gelişmiş işlevlere odaklanılmaktadır, ancak bunlar genellikle daha karmaşık bileşenler gerektirir. Standart sinyalizasyon işlevleri için, vurgu, yüksek sıcaklıkta çalışma altında termal performans ve ömürde devam eden iyileştirmelerle birlikte, burada açıklanan gibi maliyet optimize edilmiş, yüksek güvenilirliğe sahip ve kalifiye bileşenler üzerinde kalır.