Seramik 3535 Serisi 1W Mavi LED Veri Sayfası - Boyutlar 3.5x3.5x?mm - Gerilim 3.2V - Güç 1W - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, sağlam bir seramik 3535 paketinde kapsüllenmiş yüksek güçlü 1W mavi LED'in özelliklerini detaylandırır. Seramik paketler, geleneksel plastik paketlere kıyasla üstün ısıl yönetim sunar ve bu LED'i, zorlu termal koşullar altında yüksek güvenilirlik ve kararlı performans gerektiren uygulamalar için uygun kılar. Birincil hedef pazarlar arasında, tutarlı renk çıktısı ve uzun vadeli dayanıklılığın kritik olduğu profesyonel aydınlatma, otomotiv aydınlatma modülleri ve özel endüstriyel uygulamalar yer alır.

1.1 Temel Avantajlar

Seramik alt tabaka, mükemmel ısı dağılımı sağlar; bu da doğrudan daha düşük eklem sıcaklıklarına, gelişmiş ışık verimi bakımına ve uzatılmış çalışma ömrüne katkıda bulunur. Paket tasarımı, iyi mekanik stabilite ve termal strese karşı direnç sağlar. LED, geniş 120 derecelik görüş açısına sahiptir ve geniş aydınlatma gerektiren çeşitli optik tasarımlar için çok yönlüdür.

2. Teknik Parametreler ve Nesnel Yorumlama

2.1 Mutlak Maksimum Değerler (T_s=25°C)

• İleri Akım (I_F):500 mA (Sürekli)
• İleri Darbe Akımı (I_FP):700 mA (Darbe Genişliği ≤10ms, Görev Döngüsü ≤1/10)
• Güç Harcaması (P_D):1700 mW
• Çalışma Sıcaklığı (T_opr):-40°C ila +100°C
• Depolama Sıcaklığı (T_stg):-40°C ila +100°C
• Eklem Sıcaklığı (T_j):125°C
• Lehimleme Sıcaklığı (T_sld):230°C veya 260°C'de reflow lehimleme, maksimum 10 saniye.

Bu değerler çalışma limitlerini tanımlar. Bu değerlerin aşılması kalıcı hasara neden olabilir. Darbe akımı değeri, flaş veya darbeli algılama gibi uygulamalarda kısa süreli aşırı sürüme izin verir.

2.2 Tipik Elektro-Optik Karakteristikler (T_s=25°C)

• İleri Gerilim (V_F):Tipik 3.2V, Maksimum 3.4V (I_F=350mA'de).
• Ters Gerilim (V_R):5V (Maksimum).
• Tepe Dalga Boyu (λ_d):460 nm (Tipik).
• Ters Akım (I_R):Maksimum 50 µA.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):120 derece (Tipik).

İleri gerilim, sürücü tasarımı için kilit bir parametredir. 350mA'deki tipik 3.2V değeri, nominal çalışma noktasını gösterir. Tasarımcılar, akım kaynağının yeterli gerilimi sağlayabilmesini garanti etmek için maksimum V_Fdeğerini hesaba katmalıdır.

3. Sınıflandırma (Binning) Sistemi Açıklaması

LED, üretim partisi içinde tutarlılığı sağlamak için temel performans parametrelerine göre sınıflandırılır (binlenir). Bu, tasarımcıların belirli uygulama gereksinimlerini karşılayan LED'leri seçmesine olanak tanır.

3.1 Işık Akısı Sınıflandırması (350mA'de)

Mavi LED'ler ışık çıktılarına göre sınıflandırılır. Sınıf kodu, minimum (Min) ve tipik (Type) ışık akısı değerleri aşağıdaki gibidir:

• Kod 1C:Min 14 lm, Tip 16 lm
• Kod 1D:Min 16 lm, Tip 18 lm
• Kod 1E:Min 18 lm, Tip 20 lm
• Kod 1F:Min 20 lm, Tip 22 lm
• Kod 1G:Min 22 lm, Tip 24 lm

Işık akısı toleransı ±7%'dir. Daha yüksek bir sınıf kodu seçmek, daha yüksek bir minimum ışık çıktısı garantiler; bu da bir tasarımda hedef parlaklık seviyelerine ulaşmak için çok önemlidir.

3.2 İleri Gerilim Sınıflandırması

LED'ler ayrıca, birden fazla LED seri bağlandığında düzgün akım dağılımını sağlamak için bir test akımındaki ileri gerilim düşümlerine göre sınıflandırılır. Sınıflar şunlardır:

• Kod 1:2.8V ila 3.0V
• Kod 2:3.0V ila 3.2V
• Kod 3:3.2V ila 3.4V
• Kod 4:3.4V ila 3.6V

Gerilim ölçüm toleransı ±0.08V'dur. Seri bir dizide aynı veya bitişik gerilim sınıflarından LED'ler kullanmak, akım dengesizliğini ve daha düşük V_F.

3.3 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Renk kritik uygulamalar için, baskın dalga boyu sıkı bir şekilde kontrol edilir. Mavi için mevcut sınıflar şunlardır:

• Kod B2:450 nm ila 455 nm
• Kod B3:455 nm ila 460 nm
• Kod B4:460 nm ila 465 nm

Bu, hassas renk eşleştirmesine olanak tanır; bu da ekran arka aydınlatması veya çok renkli karıştırma sistemleri gibi uygulamalarda çok önemlidir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, LED'in farklı koşullar altındaki davranışını gösteren birkaç önemli grafik sağlar.

4.1 İleri Gerilim - İleri Akım (V_F-I_F) Eğrisi

Bu eğri, gerilim ve akım arasındaki doğrusal olmayan ilişkiyi gösterir. LED'in dinamik direncini anlamak ve sabit akım sürücüleri tasarlamak için çok önemlidir. Eğri tipik olarak, ileri gerilim diyot eşiğini aştığında akımda keskin bir artış gösterir.

4.2 Bağıl Işık Akısı - İleri Akım Eğrisi

Bu grafik, ışık çıktısının sürücü akımıyla nasıl ölçeklendiğini gösterir. Çıktı akımla artarken, verimlilik (lümen/watt) genellikle daha yüksek akımlarda artan ısı üretimi nedeniyle azalır. Bu eğri, belirli bir uygulama için parlaklık ve verimlilik arasındaki dengeyi optimize etmeye yardımcı olur.

4.3 Bağıl Spektral Güç - Eklem Sıcaklığı Eğrisi

Bu eğri, eklem sıcaklığının (T_j) LED'in spektral çıktısı üzerindeki etkisini gösterir. Mavi LED'ler için, tepe dalga boyu sıcaklıkla hafifçe kayabilir (tipik olarak 0.1-0.3 nm/°C). Hassas uygulamalarda renk kararlılığı için düşük bir T_jdeğerini korumak çok önemlidir.

4.4 Spektral Güç Dağılım Eğrisi

Bu çizim, görünür spektrum boyunca yayılan ışığın yoğunluğunu gösterir. Bir mavi LED, baskın dalga boyu (örneğin, 460 nm) etrafında dar, belirgin bir tepeye sahip olacaktır. Bu tepe noktasının yarı maksimum genişliği (FWHM), LED'in renk saflığını gösterir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgisi

5.1 Ana Hat Çizimi ve Boyutlar

LED, standart seramik 3535 ayak izini kullanır ve yaklaşık 3.5mm x 3.5mm ölçülerindedir. Tam yükseklik verilen alıntıda belirtilmemiştir. Çizim, pad aralığı ve ilişkili toleranslarla (örneğin, .X: ±0.10mm, .XX: ±0.05mm) birlikte genel paket boyutu gibi kritik boyutları içerir.

5.2 Önerilen Pad Deseni ve Şablon Tasarımı

Veri sayfası, PCB düzeni için önerilen lehim yüzeyi deseni ve lehim şablonu tasarımlarını sağlar. Bu önerilere uymak, uygun lehim bağlantısı oluşumunu, güvenilir elektriksel bağlantıyı ve LED'in termal pad'inden PCB'ye optimal ısı transferini garanti eder. Şablon tasarımı, biriktirilen lehim macunu hacmini kontrol eder.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Parametreleri

LED, standart reflow lehimleme işlemleriyle uyumludur. İzin verilen maksimum lehimleme sıcaklığı 230°C veya 260°C olup, süre 10 saniyeyi aşmamalıdır. Termal şoku en aza indirmek ve tepe sıcaklığın belirtilen limiti aşmadığından emin olmak için montajı yeterince ön ısıtan bir sıcaklık profili takip etmek çok önemlidir.

6.2 Taşıma ve Depolama Önlemleri

LED'ler elektrostatik deşarja (ESD) karşı hassastır. Taşıma sırasında uygun ESD önlemleri (örneğin, topraklanmış çalışma istasyonları, bileklikler) alınmalıdır. Cihazlar, nem emilimini ve oksidasyonu önlemek için kontrollü bir ortamda (belirtilen depolama sıcaklığı: -40°C ila +100°C) orijinal nem bariyerli torbalarında saklanmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Taşıyıcı Bant Özellikleri

LED'ler, otomatik pick-and-place montajı için kabartmalı taşıyıcı bant üzerinde tedarik edilir. Veri sayfası, standart yüzey montaj teknolojisi (SMT) ekipmanlarıyla uyumluluğu sağlamak için taşıyıcı bant cebi boyutları, aralığı ve sarma yönünün detaylı çizimlerini içerir.

7.2 Makara Paketleme

Taşıyıcı bant standart makaralara sarılır. Makara tipi, makara başına miktar ve dış ambalaj, verimli üretim hattı beslemesini kolaylaştırmak için üretici standardına veya müşteri gereksinimlerine göre belirtilmelidir.

7.3 Parça Numaralandırma Sistemi

Model numarası, seri, paket tipi, çip konfigürasyonu, renk ve performans sınıfları (örneğin, ışık akısı, gerilim) gibi temel özellikleri kodlayan yapılandırılmış bir formata uyar. Bu terminolojiyi anlamak, istenen LED varyantını doğru bir şekilde belirtmek için çok önemlidir. Örneğin, bir kod seramik 3535 paket, tek büyük güçlü die, mavi renk ve belirli akı/gerilim/dalga boyu sınıflarını gösterir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Mimari ve Ticari Aydınlatma:Ayarlanabilir beyaz veya renkli aydınlatma için RGB renk karıştırma sistemlerinde birincil mavi kaynak olarak kullanılır.
• Otomotiv Aydınlatması:Gündüz farları (DRL), sinyal lambaları veya yüksek güvenilirlik gerektiren iç aydınlatma için uygundur.
• Özel Aydınlatma:Tıbbi cihazlar, kürleme sistemleri veya eğlence aydınlatması gibi yüksek güçlü mavi ışık gerektiren uygulamalar.
• Arka Aydınlatma:Yüksek parlaklıklı LCD arka aydınlatma ünitelerinde, genellikle beyaz ışık oluşturmak için fosforlarla birleştirilerek kullanılabilir.

8.2 Tasarım Hususları

• Termal Yönetim:Seramik paketin avantajlarına rağmen, etkili bir soğutucu zorunludur. PCB, T_jdeğerini 125°C'nin altında tutmak için dahili toprak katmanlarına veya harici bir soğutucuya bağlı bir termal pad'e sahip olmalıdır.
• Akım Sürme:Her zaman sabit akımlı bir sürücü kullanın. Önerilen çalışma akımı 350mA'dir, ancak sıcaklık için uygun derecelendirme azaltmasıyla 500mA'ye kadar sürülebilir.
• Optik Tasarım:120 derecelik görüş açısı, istenen ışın desenini elde etmek için ikincil optikler (mercekler, reflektörler) gerektirebilir. Seramik yüzey, plastik paketlerden farklı yansıtıcılık özelliklerine sahip olabilir.
• Sınıflandırma Seçimi:Çoklu LED dizileri için, tek tip görünüm ve performansı sağlamak amacıyla ışık akısı, gerilim ve dalga boyu için sıkı sınıflar belirtin.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Standart plastik 3535 paketlerle karşılaştırıldığında, bu seramik LED belirgin avantajlar sunar:

• Üstün Termal Performans:Seramik malzeme, plastiğe göre daha yüksek termal iletkenliğe sahiptir; bu da eklemden lehim noktasına daha düşük bir termal dirence (R_th-Js) yol açar. Bu, aynı güç seviyesinde daha düşük bir çalışma eklem sıcaklığı ile sonuçlanır; bu da doğrudan daha yüksek ışık çıktısı bakımına (L70, L90 ömrü) ve daha iyi renk kararlılığına dönüşür.
• Gelişmiş Güvenilirlik:Seramik inerttir ve bazı plastiklerin aksine yüksek sıcaklık veya yüksek UV maruziyeti altında bozulmaz veya sararmaz. Bu, onu zorlu ortamlar için ideal kılar.
• Mekanik Sağlamlık:Seramik alt tabaka daha rijittir ve termal döngü stresi altında çatlama eğilimi daha düşüktür.
• Dezavantajı tipik olarak plastik paketlere kıyasla biraz daha yüksek birim maliyettir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 Sürekli akım (500mA) ile tipik çalışma akımı (350mA) arasındaki fark nedir?

Mutlak maksimum sürekli akım değeri (500mA), LED'in anında arızalanmadan dayanabileceği en yüksek akımdır. Tipik çalışma akımı (350mA), belirtilen performansa (ışık akısı, verimlilik) ulaşırken eklem sıcaklığı ve uzun vadeli güvenilirlik için güvenli bir çalışma marjı koruyarak önerilen akımdır. 350mA'de çalışmak tipik olarak performans ve ömür arasında daha iyi bir denge sunar.

10.2 Gerilim sınıflandırması neden önemlidir?

LED'ler seri bağlandığında, her birinden aynı akım geçer. İleri gerilimler önemli ölçüde değişirse, dizenin gerektirdiği toplam gerilim artar. Daha da önemlisi, daha düşük V_Fdeğerine sahip LED'ler aynı akım için daha az gücü ısı olarak dağıtır, ancak sürücü en yüksek V_Fdeğerine sahip LED için yeterli gerilimi sağlamalıdır. Yakından eşleşen V_Fsınıfları kullanmak, tahmin edilebilir sistem gerilimi ve düzgün güç dağılımını garanti eder.

10.3 Bu LED'i sabit gerilim kaynağı ile sürebilir miyim?

Hayır. LED'ler akım kontrollü cihazlardır. İleri gerilimleri negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir ve birimden birime değişebilir. Sabit bir gerilim kaynağı kontrolsüz bir akıma yol açar, bu da maksimum değeri aşabilir ve hızlı arızaya neden olabilir. Her zaman sabit akımlı bir sürücü veya akım sınırlayıcı bir devre gereklidir.

10.4 Işık akısı sınıflandırmasını nasıl yorumlarım?

Sınıf kodu (örneğin, 1E), 350mA ve 25°C kasa sıcaklığında ölçüldüğünde garanti edilen minimum ışık çıktısını (18 lm) ve tipik bir değeri (20 lm) tanımlar. Bir aydınlatma armatürü tasarlarken, hesaplamalar için \"Min\" değerini kullanmak, birimden birime değişim olsa bile nihai ürünün minimum parlaklık hedefine ulaşacağını garanti eder.

11. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

Senaryo:Saf mavi bir ışın gerektiren yüksek güvenilirlikli bir su altı dalış feneri tasarlamak.

Uygulama:

1. LED Seçimi:Sağlamlığı ve termal performansı için bu seramik 3535 mavi LED'i seçin. Tutarlı mavi renk için sıkı bir dalga boyu sınıfı (örneğin, B3: 455-460nm) ve maksimum çıktı için yüksek bir ışık akısı sınıfı (örneğin, 1G) seçin.
2. Fener gövdesi, soğutucu görevi gören alüminyumdan işlenir. PCB, yüksek termal iletkenlikli dielektrik katmana sahip bir metal çekirdekli PCB'dir (MCPCB). LED'in termal pad'i doğrudan MCPCB üzerindeki geniş bir bakır alana lehimlenir ve bu daha sonra termal macun ile alüminyum gövdeye sıkı bir şekilde monte edilir.Elektriksel Tasarım:
3. Su geçirmez, verimli bir sabit akımlı buck sürücü, bir lityum iyon pil paketinden kararlı 350mA sağlamak üzere tasarlanır. Sürücü, aşırı gerilim, ters polarite ve termal kapanmaya karşı koruma içerir.Optik Tasarım:
4. LED üzerinde, ışını sudaki uzun mesafe penetrasyonu için 120 dereceden 10 derecelik bir noktaya daraltmak için ikincil bir TIR (Tam İç Yansıma) kolimatör merceği kullanılır.Sonuç:
5. Nihai fener, seramik LED'in doğal avantajlarını kullanarak yüksek parlaklık, uzun süreli kullanımdan sonra bile kararlı renk çıktısı ve zorlu bir ortamda mükemmel güvenilirlik elde eder.12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Bir ışık yayan diyot (LED), üzerinden elektrik akımı geçtiğinde ışık yayan bir yarı iletken cihazdır. Bu olaya elektrolüminesans denir. Mavi bir LED'de, yarı iletken malzeme (tipik olarak indiyum galyum nitrür - InGaN bazlı) belirli bir bant aralığı ile tasarlanmıştır. Cihaz içindeki elektronlar elektron delikleriyle yeniden birleştiğinde, enerji fotonlar şeklinde açığa çıkar. Yayılan ışığın dalga boyu (rengi), yarı iletken malzemenin enerji bant aralığı tarafından belirlenir. Seramik paket, mekanik bir destek görevi görür, anot ve katoda tel bağlantıları ile elektriksel bağlantılar sağlar ve en önemlisi, performans ve uzun ömür için kritik olan yarı iletken ekleminden ısıyı uzaklaştırmak için verimli bir yol olarak işlev görür.

13. Teknoloji Trendleri ve Gelişmeler

Yüksek güçlü LED pazarı, birkaç net trendle birlikte gelişmeye devam etmektedir:

Artırılmış Verimlilik (lm/W):

• Epi-büyüme, çip tasarımı ve ışık çıkarma tekniklerindeki sürekli iyileştirmeler, ışık verimliliğini istikrarlı bir şekilde daha yükseğe taşıyarak aynı ışık çıktısı için enerji tüketimini azaltır.Gelişmiş Renk Kalitesi ve Tutarlılık:
• Daha sıkı sınıflandırma toleransları ve gelişmiş fosfor teknolojileri, üstün renksel geriverim indeksi (CRI) ve üretim partileri arasında daha tutarlı renk noktalarına sahip LED'leri mümkün kılar.Gelişmiş Paketleme:
• Burada kullanılan gibi seramik paketler, üst düzey uygulamalar için daha yaygın hale gelmektedir. Diğer trendler arasında maliyeti düşürmek ve optik yoğunluğu artırmak için çip ölçekli paketler (CSP) ve paket seviyesi entegrasyonu (örneğin, COB - Chip-on-Board) yer alır.Daha Yüksek Güç Yoğunluğu:
• Daha yüksek akım yoğunluklarında çalışabilen LED'ler geliştirilmektedir; bu da eşdeğer veya daha büyük çıktı ile daha küçük ışık kaynaklarına olanak tanır ve daha kompakt ve yenilikçi armatür tasarımlarını mümkün kılar.Akıllı ve Bağlantılı Aydınlatma:
• Kontrol elektroniği ve iletişim arayüzlerinin doğrudan LED modülleriyle entegrasyonu, IoT özellikli aydınlatma sistemlerini kolaylaştıran büyüyen bir trenddir.Integration of control electronics and communication interfaces directly with LED modules is a growing trend, facilitating IoT-enabled lighting systems.