İçindekiler
- 1. Ürün Genel Bakışı
- 1.1 Ürün Tanımlama ve İsimlendirme Kuralı
- 2. Mekanik ve Optik Özellikler
- 2.1 Fiziksel Boyutlar ve Yerleşim
- 2.2 Optik Karakteristikler
- 3. Elektriksel ve Termal Parametreler
- 3.1 Mutlak Maksimum Değerler
- 3.2 Tipik Elektriksel Karakteristikler
- 4. Sınıflandırma ve Gruplandırma Sistemi
- 4.1 Işık Akısı Sınıflandırması
- 4.2 İleri Yön Gerilimi Sınıflandırması
- 4.3 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması
- 5. Performans Karakteristikleri ve Eğriler
- 5.1 İleri Yön Akımı - İleri Yön Gerilimi (I-V Eğrisi)
- 5.2 Bağıl Işık Akısı - İleri Yön Akımı
- 5.3 Bağıl Spektral Güç - Kavşak Sıcaklığı
- 5.4 Spektral Güç Dağılımı
- 6. Montaj ve Kullanım Kılavuzları
- 6.1 Lehimleme Önerileri
- 6.2 Termal Yönetim
- 6.3 ESD Hassasiyeti
- 7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri
- 7.1 Şerit ve Makara Özellikleri
- 7.2 Sipariş Kodu Yapısı
- 8. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları
- 8.1 Tipik Uygulamalar
- 8.2 Sürücü Seçimi
- 8.3 Optik Tasarım
- 9. Güvenilirlik ve Ömür
- 10. Teknik Karşılaştırma ve Avantajlar
- 10.1 Seramik ve Plastik Paket Karşılaştırması
- 10.2 Yüksek Güçlü Tek Çip Tasarımı
1. Ürün Genel Bakışı
Bu belge, yüksek güçlü bir Seramik 3535 serisi 1W Yeşil Işık Yayan Diyot'un (LED) eksiksiz teknik özelliklerini sağlar. Seramik alt tabaka, geleneksel plastik paketlere kıyasla üstün termal yönetim sunarak daha yüksek sürüş akımlarına ve gelişmiş uzun vadeli güvenilirliğe olanak tanır. Bu LED, zorlu ortamlarda yüksek parlaklık ve kararlı performans gerektiren uygulamalar için tasarlanmıştır.
1.1 Ürün Tanımlama ve İsimlendirme Kuralı
Ürün modeli T1901PGA olarak tanımlanır. İsimlendirme kuralı yapılandırılmış bir kodu takip eder:T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□. Bu kod birkaç temel parametreye ayrılır:
- Paket Kodu (19):Seramik 3535 paketini belirtir.
- Çip Sayısı Kodu (P):Tek bir yüksek güçlü LED çipini ifade eder.
- Renk Kodu (G):Yeşil ışık yayılımını belirtir.
- Optik Kod (A):Lens veya optik tasarım detaylarını (kodla ima edilen özellikler) açıklar.
- Akı Sınıfı Kodu:Işık akısı çıkış sınıfını tanımlayan çok haneli bir kod.
- Renk Sıcaklığı / Dalga Boyu Sınıfı Kodu:Baskın dalga boyu aralığını belirten bir kod.
Sistemde tanımlanan diğer renk kodları arasında Kırmızı (R), Sarı (Y), Mavi (B), Mor (U), Turuncu (A), Kızılötesi (I), Sıcak Beyaz L (<3700K), Nötr Beyaz C (3700-5000K) ve Soğuk Beyaz W (>5000K) bulunur.
2. Mekanik ve Optik Özellikler
2.1 Fiziksel Boyutlar ve Yerleşim
LED, bir Seramik 3535 yüzey montaj paketi kullanır. Kesin boyut çizimi, kritik ölçülerle birlikte üstten görünüş ve yan profili gösterir. Temel boyutlar arasında 3.5mm x 3.5mm'lik genel paket boyutu yer alır. PCB montajı için önerilen lehim yatağı deseni (footprint) ve şablon tasarımı, doğru lehimleme ve optimum termal performans için sağlanmıştır. Toleranslar, .X boyutları için ±0.10mm ve .XX boyutları için ±0.05mm olarak belirtilmiştir.
2.2 Optik Karakteristikler
Temel optik parametreler, 350mA standart test akımında ve 25°C lehim noktası sıcaklığında (Ts) ölçülür.
- Baskın Dalga Boyu (λd):525 nm (Tipik).
- Görüş Açısı (2θ1/2):120 derece, alan aydınlatması için uygun geniş, Lambert benzeri bir yayılım deseni sağlar.
- Işık Akısı:Değer, birime atanan spesifik akı sınıfına bağlıdır (Bkz. Bölüm 3.3).
3. Elektriksel ve Termal Parametreler
3.1 Mutlak Maksimum Değerler
Bu sınırların ötesindeki gerilimler kalıcı hasara neden olabilir. Tüm değerler Ts=25°C'de belirtilmiştir.
- Sürekli İleri Yön Akımı (IF):500 mA
- Tepe İleri Yön Darbe Akımı (IFP):700 mA (Darbe genişliği ≤10ms, Görev Döngüsü ≤1/10)
- Güç Dağılımı (PD):1800 mW
- Çalışma Sıcaklığı (Topr):-40°C ila +100°C
- Depolama Sıcaklığı (Tstg):-40°C ila +100°C
- Kavşak Sıcaklığı (Tj):125°C
- Lehimleme Sıcaklığı (Tsld):230°C veya 260°C'de reflow lehimleme, maksimum 10 saniye.
3.2 Tipik Elektriksel Karakteristikler
Ts=25°C, IF=350mA'de ölçülmüştür.
- İleri Yön Gerilimi (VF):3.5 V (Tipik), 3.6 V (Maksimum)
- Ters Gerilim (VR):5 V
- Ters Akım (IR):50 μA (Maksimum)
4. Sınıflandırma ve Gruplandırma Sistemi
Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler temel parametrelere göre sınıflara ayrılır.
4.1 Işık Akısı Sınıflandırması
Işık akısı 350mA'de ölçülür. Harf koduyla tanımlanan sınıflar, bir minimum (Min) ve tipik (Tip) değer belirtir. Akı ölçümü için tolerans ±%7'dir.
- Kod 1R:Min 55 lm, Tip 60 lm
- Kod 1S:Min 60 lm, Tip 65 lm
- Kod 1T:Min 65 lm, Tip 70 lm
- Kod 1W:Min 70 lm, Tip 75 lm
- Kod 1X:Min 75 lm, Tip 80 lm
- Kod 1Y:Min 80 lm, Tip 87 lm
4.2 İleri Yön Gerilimi Sınıflandırması
İleri yön gerilimi 350mA'de ölçülür. Sınıflar, seri/paralel dizilerde elektriksel uyumluluğu sağlar. Tolerans ±0.08V'dur.
- 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
4.3 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması
Yeşil LED'ler için, yeşilin kesin tonunu kontrol etmek amacıyla baskın dalga boyu sınıflandırılır.
- Kod G5:519 nm ila 522.5 nm
- Kod G6:522.5 nm ila 526 nm
- Kod G7:526 nm ila 530 nm
5. Performans Karakteristikleri ve Eğriler
Grafiksel veriler, LED'in çeşitli koşullar altındaki davranışı hakkında daha derin bir anlayış sağlar.
5.1 İleri Yön Akımı - İleri Yön Gerilimi (I-V Eğrisi)
Eğri, akım ve gerilim arasındaki üstel ilişkiyi gösterir. Doğru akım sınırlayıcı sürücü tasarımı için çok önemlidir. 350mA'deki tipik 3.5V VF değeri bu grafikte doğrulanmıştır.
5.2 Bağıl Işık Akısı - İleri Yön Akımı
Bu grafik, ışık çıkışının sürüş akımıyla nasıl arttığını gösterir. Genellikle yüksek akımlarda verim düşüşü ve termal etkiler nedeniyle doğrusal altı bir artış gösterir ve parlaklığı korumak için termal yönetimin önemini vurgular.
5.3 Bağıl Spektral Güç - Kavşak Sıcaklığı
Bir LED'in spektral çıkışı, kavşak sıcaklığıyla birlikte kayar. Yeşil LED'ler için, tepe dalga boyu genellikle sıcaklık arttıkça hafifçe azalır (maviye kayar). Bu grafik, renk kritik uygulamalar için önemli olan bu kaymayı nicelendirir.
5.4 Spektral Güç Dağılımı
Eğri, bu yeşil LED için 525nm civarında merkezlenmiş, görünür spektrum boyunca yayılan ışığın yoğunluğunu gösterir. Tek renkli LED'ler için tipik olan nispeten dar bir spektral bant genişliği sergiler.
6. Montaj ve Kullanım Kılavuzları
6.1 Lehimleme Önerileri
Seramik paket, standart kızılötesi veya konveksiyon reflow lehimleme işlemleriyle uyumludur. Önerilen maksimum lehimleme profili, 10 saniyeye kadar 230°C veya 260°C tepe sıcaklığıdır. Sağlanan şablon tasarımı, güvenilir bağlantılar ve termal pedden PCB'ye optimum ısı transferi için doğru lehim macunu hacmini sağlar.
6.2 Termal Yönetim
Etkili termal yönetim, performans ve ömür için kritiktir. Seramik paketin düşük bir termal direnci vardır, ancak özellikle maksimum 500mA akım yakınında çalışırken, kavşak sıcaklığını 125°C'nin altında tutmak için yeterli termal viyalara sahip bir PCB'ye ve gerekirse harici bir soğutucuya monte edilmelidir.
6.3 ESD Hassasiyeti
Tüm yarı iletken cihazlar gibi, LED'ler de Elektrostatik Deşarj'a (ESD) karşı hassastır. Kullanım ve montaj sırasında standart ESD önlemleri (topraklanmış bileklik, iletken paspas ve iyonizer kullanımı) gözlemlenmelidir.
7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri
7.1 Şerit ve Makara Özellikleri
Ürün, otomatik pick-and-place montajı için kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Detaylı çizimler, yuva boyutlarını, şerit genişliğini, makara çapını ve bileşen yönlendirmesini belirtir. 3535 seramik paket, yüksek hızlı yerleştirme ekipmanlarıyla uyumlu standart bir şerit formatı kullanır.
7.2 Sipariş Kodu Yapısı
Tam sipariş kodu, Bölüm 1.1'de açıklanan isimlendirme kuralından oluşturulur. Sipariş vermek için, paket (19), çip sayısı (P), renk (G), optik (A) ve uygulama gereksinimlerine dayalı istenen akı ve dalga boyu sınıfı kodlarını içeren tam kodu belirtin.
8. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları
8.1 Tipik Uygulamalar
- Mimari Aydınlatma:Yüksek parlaklık ve renk kararlılığının gerekli olduğu cephe aydınlatması, gizli aydınlatma ve vurgu aydınlatması.
- Otomotiv Aydınlatması:İç aydınlatma, sinyal lambaları (renk spesifikasyonunun karşılandığı yerlerde).
- Taşınabilir Aydınlatma:Üst düzey el fenerleri ve iş ışıkları.
- Özel Aydınlatma:Makine görüşü, sahne aydınlatması ve tabelalar.
8.2 Sürücü Seçimi
Güvenilir çalışma için sabit akım sürücü zorunludur. Sürücü, gerekli ileri yön akımına (örn., tipik kullanım için 350mA, maksimum çıkış için 500mA'ye kadar) ve LED'lerin ileri yön gerilimi sınıfına, özellikle birden fazla cihazı seri bağlarken göre seçilmelidir. Sürücü, uygun aşırı sıcaklık ve aşırı akım korumasına sahip olmalıdır.
8.3 Optik Tasarım
120 derecelik görüş açısı, geniş ve eşit aydınlatma için idealdir. Odaklanmış ışınlar için, ikincil optikler (reflektörler veya lensler) LED'in birincil lensi ve yayılım deseni dikkate alınarak tasarlanmalıdır. Mekanik çizimler, optik hizalama için gerekli referans noktalarını sağlar.
9. Güvenilirlik ve Ömür
Bu alıntıda spesifik L70 veya L50 ömür verileri (başlangıç lümen çıkışının %70 veya %50'sine ulaşma süresi) sağlanmamış olsa da, seramik paket, belirli bir güç dağılımı için daha düşük bir kavşak sıcaklığı koruyarak doğası gereği daha uzun ömür destekler. Ömür, öncelikle kavşak sıcaklığı ve sürüş akımının bir fonksiyonudur; önerilen spesifikasyonlar dahilinde çalışmak, uzun ömrü maksimize eder.
10. Teknik Karşılaştırma ve Avantajlar
10.1 Seramik ve Plastik Paket Karşılaştırması
Seramik 3535 paket, standart plastik SMD paketlerine (örn., PLCC, 5050) kıyasla belirgin avantajlar sunar:
- Üstün Termal İletkenlik:Seramik alt tabakalar ısıyı daha verimli dağıtır, daha yüksek sürüş akımlarına ve daha iyi performans korumasına olanak tanır.
- Gelişmiş Güvenilirlik:Seramik, neme ve UV bozulmasına karşı dayanıklıdır, zorlu ortamlarda daha kararlı performansa yol açar.
- Daha İyi Renk Kararlılığı:Daha düşük çalışma kavşak sıcaklığı, zamanla dalga boyu kaymasını ve lümen azalmasını en aza indirir.
10.2 Yüksek Güçlü Tek Çip Tasarımı
Birden fazla küçük çip yerine tek bir büyük çip ('P' ile gösterilir) kullanmak, akım yoğunluğu düzgünlüğünü iyileştirir ve benzer güç seviyelerindeki çoklu çip tasarımlarına kıyasla daha iyi genel verimlilik ve güvenilirlik sunabilir.
LED Spesifikasyon Terminolojisi
LED teknik terimlerinin tam açıklaması
Fotoelektrik Performans
| Terim | Birim/Temsil | Basit Açıklama | Neden Önemli |
|---|---|---|---|
| Işık Verimliliği | lm/W (watt başına lümen) | Watt elektrik başına ışık çıkışı, daha yüksek daha enerji verimli anlamına gelir. | Doğrudan enerji verimliliği sınıfını ve elektrik maliyetini belirler. |
| Işık Akısı | lm (lümen) | Kaynak tarafından yayılan toplam ışık, yaygın olarak "parlaklık" denir. | Işığın yeterince parlak olup olmadığını belirler. |
| Görüş Açısı | ° (derece), örn., 120° | Işık şiddetinin yarıya düştüğü açı, ışın genişliğini belirler. | Aydınlatma aralığını ve düzgünlüğünü etkiler. |
| Renk Sıcaklığı | K (Kelvin), örn., 2700K/6500K | Işığın sıcaklığı/soğukluğu, düşük değerler sarımsı/sıcak, yüksek beyazımsı/soğuk. | Aydınlatma atmosferini ve uygun senaryoları belirler. |
| Renk Geri Verim İndeksi | Birimsiz, 0–100 | Nesne renklerini doğru şekilde yansıtma yeteneği, Ra≥80 iyidir. | Renk gerçekliğini etkiler, alışveriş merkezleri, müzeler gibi yüksek talep gören yerlerde kullanılır. |
| Renk Toleransı | MacAdam elips adımları, örn., "5-adım" | Renk tutarlılık ölçüsü, daha küçük adımlar daha tutarlı renk anlamına gelir. | Aynı LED partisi boyunca düzgün renk sağlar. |
| Baskın Dalga Boyu | nm (nanometre), örn., 620nm (kırmızı) | Renkli LED'lerin rengine karşılık gelen dalga boyu. | Kırmızı, sarı, yeşil tek renkli LED'lerin tonunu belirler. |
| Spektral Dağılım | Dalga boyu vs şiddet eğrisi | Dalga boyları boyunca şiddet dağılımını gösterir. | Renk geri verimini ve renk kalitesini etkiler. |
Elektrik Parametreleri
| Terim | Sembol | Basit Açıklama | Tasarım Hususları |
|---|---|---|---|
| İleri Yönlü Gerilim | Vf | LED'i açmak için minimum gerilim, "başlangıç eşiği" gibi. | Sürücü gerilimi ≥Vf olmalıdır, seri LED'ler için gerilimler toplanır. |
| İleri Yönlü Akım | If | Normal LED çalışması için akım değeri. | Genellikle sabit akım sürüşü, akım parlaklık ve ömrü belirler. |
| Maksimum Darbe Akımı | Ifp | Kısa süreler için tolere edilebilen tepe akım, karartma veya flaş için kullanılır. | Darbe genişliği ve görev döngüsü hasarı önlemek için sıkı kontrol edilmelidir. |
| Ters Gerilim | Vr | LED'in dayanabileceği maksimum ters gerilim, ötesinde çökme neden olabilir. | Devre ters bağlantı veya gerilim dalgalanmalarını önlemelidir. |
| Termal Direnç | Rth (°C/W) | Çipten lehime ısı transferine direnç, düşük daha iyidir. | Yüksek termal direnç daha güçlü ısı dağıtımı gerektirir. |
| ESD Bağışıklığı | V (HBM), örn., 1000V | Elektrostatik deşarja dayanma yeteneği, daha yüksek daha az savunmasız anlamına gelir. | Üretimde anti-statik önlemler gerekir, özellikle hassas LED'ler için. |
Termal Yönetim ve Güvenilirlik
| Terim | Ana Metrik | Basit Açıklama | Etki |
|---|---|---|---|
| Kavşak Sıcaklığı | Tj (°C) | LED çip içindeki gerçek çalışma sıcaklığı. | Her 10°C azalma ömrü ikiye katlayabilir; çok yüksek ışık bozulması, renk kaymasına neden olur. |
| Lümen Değer Kaybı | L70 / L80 (saat) | Parlaklığın başlangıç değerinin %70 veya %80'ine düşme süresi. | LED'in "hizmet ömrünü" doğrudan tanımlar. |
| Lümen Bakımı | % (örn., %70) | Zamandan sonra tutulan parlaklık yüzdesi. | Uzun süreli kullanım üzerine parlaklık tutma yeteneğini gösterir. |
| Renk Kayması | Δu′v′ veya MacAdam elips | Kullanım sırasında renk değişim derecesi. | Aydınlatma sahnelerinde renk tutarlılığını etkiler. |
| Termal Yaşlanma | Malzeme bozulması | Uzun süreli yüksek sıcaklık nedeniyle bozulma. | Parlaklık düşüşü, renk değişimi veya açık devre arızasına neden olabilir. |
Ambalaj ve Malzemeler
| Terim | Yaygın Tipler | Basit Açıklama | Özellikler ve Uygulamalar |
|---|---|---|---|
| Paket Tipi | EMC, PPA, Seramik | Çipi koruyan muhafaza malzemesi, optik/termal arayüz sağlar. | EMC: iyi ısı direnci, düşük maliyet; Seramik: daha iyi ısı dağılımı, daha uzun ömür. |
| Çip Yapısı | Ön, Flip Çip | Çip elektrot düzeni. | Flip çip: daha iyi ısı dağılımı, daha yüksek verimlilik, yüksek güç için. |
| Fosfor Kaplama | YAG, Silikat, Nitrür | Mavi çipi kaplar, bir kısmını sarı/kırmızıya dönüştürür, beyaza karıştırır. | Farklı fosforlar verimliliği, CCT'yi ve CRI'yı etkiler. |
| Lens/Optik | Düz, Mikrolens, TIR | Işık dağılımını kontrol eden yüzeydeki optik yapı. | Görüş açısını ve ışık dağılım eğrisini belirler. |
Kalite Kontrol ve Sınıflandırma
| Terim | Sınıflandırma İçeriği | Basit Açıklama | Amaç |
|---|---|---|---|
| Işık Akısı Sınıfı | Kod örn. 2G, 2H | Parlaklığa göre gruplandırılmış, her grubun min/maks lümen değerleri var. | Aynı partide düzgün parlaklık sağlar. |
| Gerilim Sınıfı | Kod örn. 6W, 6X | İleri yönlü gerilim aralığına göre gruplandırılmış. | Sürücü eşleştirmeyi kolaylaştırır, sistem verimliliğini artırır. |
| Renk Sınıfı | 5-adım MacAdam elips | Renk koordinatlarına göre gruplandırılmış, sıkı aralık sağlayarak. | Renk tutarlılığını garanti eder, armatür içinde düzensiz renkten kaçınır. |
| CCT Sınıfı | 2700K, 3000K vb. | CCT'ye göre gruplandırılmış, her birinin karşılık gelen koordinat aralığı var. | Farklı sahne CCT gereksinimlerini karşılar. |
Test ve Sertifikasyon
| Terim | Standart/Test | Basit Açıklama | Önem |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lümen bakım testi | Sabit sıcaklıkta uzun süreli aydınlatma, parlaklık bozulmasını kaydeder. | LED ömrünü tahmin etmek için kullanılır (TM-21 ile). |
| TM-21 | Ömür tahmin standardı | LM-80 verilerine dayanarak gerçek koşullar altında ömrü tahmin eder. | Bilimsel ömür tahmini sağlar. |
| IESNA | Aydınlatma Mühendisliği Topluluğu | Optik, elektrik, termal test yöntemlerini kapsar. | Endüstri tarafından tanınan test temeli. |
| RoHS / REACH | Çevresel sertifikasyon | Zararlı maddeler (kurşun, cıva) olmadığını garanti eder. | Uluslararası pazara erişim gereksinimi. |
| ENERGY STAR / DLC | Enerji verimliliği sertifikasyonu | Aydınlatma ürünleri için enerji verimliliği ve performans sertifikasyonu. | Devlet alımlarında, sübvansiyon programlarında kullanılır, rekabet gücünü artırır. |