Seramik 3535 LED T19 Serisi Veri Sayfası - 3.5x3.5x1.6mm - Voltaj 1.8-3.6V - 3.6W'a Kadar Güç - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürüne Genel Bakış

T19 Serisi, zorlu aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış, yüksek performanslı, seramik tabanlı bir LED paketini temsil eder. 3535 form faktörü (3.5mm x 3.5mm), verimli termal yönetim ve yüksek ışık çıkışı için sağlam bir platform sağlar. Bu seri, yüksek akım koşullarında güvenilir bir şekilde çalışacak şekilde tasarlanmıştır ve uzun ömür ile tutarlı performansın kritik olduğu profesyonel ve endüstriyel aydınlatma çözümleri için uygundur.

2. Temel Özellikler ve Uygulama Alanları

2.1 Temel Özellikler

• Yüksek Işık Akısı ve Etkinlik:Birim elektrik gücü başına üstün ışık çıkışı sağlayarak enerji verimliliğini artırır.
• Yüksek Akım Çalışması:Özellikle yüksek ileri yönlü akımları idare edecek şekilde tasarlanmıştır, daha parlak aydınlatmayı destekler.
• Düşük Termal Direnç:Seramik alt tabaka ve paket tasarımı, LED bağlantısından mükemmel ısı dağılımını kolaylaştırır; bu, performansı ve ömrü korumak için çok önemlidir.
• Kurşunsuz Reflow Lehimlemeye Uyumlu:Modern, çevre dostu montaj süreçlerine uygundur.

2.2 Hedef Uygulamalar

• Dış mekan ve mimari aydınlatma armatürleri.
• Özel bitki yetiştirme (hortikültür) aydınlatma sistemleri.
• Sahne ve eğlence aydınlatması.
• Otomotiv sinyal lambaları ve arka lambalar.

3. Parça Numaralandırma Sistemi

Parça numarası şu yapıyı takip eder:T □□ □□ □ □ □ □ - □ □□ □□ □. Temel unsurlar şunları içerir:

• 4.1 Mutlak Maksimum Değerler (Ta=25°C)'19', bunun Seramik 3535 paketi olduğunu tanımlar.
• CCT/Renk Kodu (X2):BL (Mavi), GR (Yeşil), YE (Sarı), RE (Kırmızı), PA (PC Amber), CW (RGB), FW (RGBW) gibi kodlar.
• Seri/Paralel Çip Sayısı (X4, X5):İç yapılandırmayı belirtir (1-Z).
• Renk Kodu (X7):ANSI (M), ERP (F) veya yüksek sıcaklık varyantları (R, T) gibi performans standartlarını belirtir.

Bu sistem, LED'in elektriksel, optik ve termal karakteristiklerinin kesin olarak tanımlanmasını sağlar.

4. Mutlak Maksimum Değerler ve Elektriksel/Optik Karakteristikler

.1 Absolute Maximum Ratings (Ta=25°C)

Bunlar, kalıcı hasarı önlemek için, anlık bile olsa aşılmaması gereken stres limitleridir.

• İleri Yönlü Akım (IF):Kırmızı: 700 mA; Yeşil/Mavi: 1000 mA.
• Darbe İleri Yönlü Akım (IFP):Kırmızı: 800 mA; Yeşil/Mavi: 1500 mA (Darbe Genişliği ≤100μs, Görev ≤%10).
• Güç Dağılımı (PD):Kırmızı: 1820 mW; Yeşil/Mavi: 3600 mW.
• Ters Voltaj (VR):5 V.
• Çalışma/Depolama Sıcaklığı:-40°C ila +105°C.
• Bağlantı Sıcaklığı (Tj):Kırmızı: 105°C; Yeşil/Mavi: 125°C.
• Lehimleme Sıcaklığı:Reflow sırasında maksimum 10 saniye için 230°C veya 260°C tepe değeri.

4.2 Elektriksel & Optik Karakteristikler (Ta=25°C)

Standart test koşulları altında tipik performans (IF=350mA).

• İleri Yönlü Voltaj (VF):Kırmızı: 1.8-2.6 V; Yeşil/Mavi: 2.8-3.6 V. (Tolerans: ±0.1V)
• Baskın Dalga Boyu (λD):Kırmızı: 615-630 nm; Yeşil: 520-535 nm; Mavi: 450-460 nm. (Tolerans: ±2.0nm)
• Ters Akım (IR):VR=5V'de maksimum 10 μA.
• Görüş Açısı (2θ1/2):Tipik 120 derece.
• Termal Direnç (Rth j-sp):Bağlantı noktasından lehim noktasına: Tipik 5 °C/W.
• Elektrostatik Deşarj (ESD):2000 V'ye dayanır (İnsan Vücudu Modeli).
• Işık Akısı (Lümen):Renk ve sınıfa göre değişir (Bölüm 5'e bakınız). (Tolerans: ±%7)

5. Sınıflandırma (Binning) Yapısı

Renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler sınıflara ayrılır.

5.1 Baskın Dalga Boyu Sınıfları (IF=350mA)

• Kırmızı:R6 (615-620nm), R1 (620-625nm), R2 (625-630nm).
• Yeşil:GF (520-525nm), GG (525-530nm), G8 (530-535nm).
• Mavi:B2 (450-455nm), B3 (455-460nm).

5.2 Işık Akısı (Lümen) Sınıfları (IF=350mA)

• Kırmızı:AP (51-58 lm) ila AT (80-88 lm).
• Yeşil:AZ (112-120 lm) ila BD (150-160 lm).
• Mavi:AH (18-22 lm) ila AL (30-37 lm).

5.3 İleri Yönlü Voltaj Sınıfları (IF=350mA)

C3 (1.8-2.0V) ila L3 (3.4-3.6V) arasındaki kodlar, belirli sürücü gereksinimleri için seçim yapılmasına olanak tanır.

6. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, değişen koşullar altındaki performansı gösteren birkaç önemli grafik içerir (Şekil 1-10 olarak referans verilir). Bunlar tasarım için çok önemlidir.

6.1 Spektral ve Açısal Karakteristikler

• Renk Spektrumu (Şekil 1):Renk hassasiyeti olan uygulamalar için kritik olan spektral güç dağılımını gösterir.
• Görüş Açısı (Şekil 7):Tipik 120° Lambertian yayılım modelini doğrular.

6.2 Akım, Voltaj ve Sıcaklık Bağımlılıkları

• Bağıl Yoğunluk - İleri Yönlü Akım (Şekil 3):Işık çıkışının akımla nasıl ölçeklendiğini gösterir; karartma ve sürücü akımı seçimi için önemlidir.
• İleri Yönlü Voltaj - İleri Yönlü Akım (Şekil 4):IV eğrisi, sürücü devresinin termal ve elektriksel tasarımı için hayati öneme sahiptir.
• Dalga Boyu - Ortam Sıcaklığı (Şekil 2):Termal yönetimle ilgili olarak, sıcaklıkla renk kaymasını gösterir.
• Bağıl Işık Akısı - Ortam Sıcaklığı (Şekil 5):Sıcaklık arttıkça ışık çıkışının azaldığını gösterir ve etkili soğutma ihtiyacını vurgular.
• Bağıl İleri Yönlü Voltaj - Ortam Sıcaklığı (Şekil 6):Vf'nin negatif sıcaklık katsayısını gösterir.
• Maksimum İleri Yönlü Akım - Ortam Sıcaklığı (Şekil 8, 9, 10):Kırmızı, Yeşil ve Mavi LED'ler için bu düşürme eğrilerikritik öneme sahiptir. Bağlantı sıcaklığı limitinin aşılmasını önlemek için, herhangi bir ortam sıcaklığında maksimum güvenli çalışma akımını tanımlarlar.

7. Mekanik & Paket Bilgileri

7.1 Paket Boyutları

Seramik 3535 paketi, 3.5mm x 3.5mm gövde boyutuna ve yaklaşık 1.6mm tipik yüksekliğe sahiptir. Boyut çizimleri, PCB ayak izi planlaması için kesin ölçüler sağlar. Aksi belirtilmedikçe toleranslar tipik olarak ±0.2mm'dir.

7.2 Polarite Tanımlama

Önemli:Polarite, çip tipine göre farklılık gösterir.

• Yeşil ve Mavi LED'ler: Ped 1 Anot (+), Ped 2 Katot (-).
• Kırmızı LED'ler: Ped 2 Anot (+), Ped 1 Katot (-).

Yanlış polarite bağlantısı, LED'in yanmasını engeller.

7.3 Önerilen Lehim Pedi Düzeni

Güvenilir lehimleme ve PCB'ye optimal ısı transferi sağlamak için bir lehim pedi tasarımı sağlanmıştır. Bu önerilen düzene uymak, lehimleme hatalarını en aza indirir ve ısı emme verimliliğini maksimize eder.

8. Lehimleme & Montaj Kılavuzları

8.1 Reflow Lehimleme Profili

LED, standart kurşunsuz reflow işlemleriyle uyumludur. Profilden temel parametreler şunlardır:

• Tepe Paket Gövde Sıcaklığı (Tp):Maksimum 260°C.
• Sıvılaşma Üzeri Süre (TL=217°C):60 ila 150 saniye.
• Tepe Değerin 5°C İçinde Kalma Süresi (Tp):Maksimum 30 saniye.
• Isınma Hızı (TL'den Tp'ye):Maksimum 3°C/saniye.
• Soğuma Hızı (Tp'den TL'ye):Maksimum 6°C/saniye.
• Toplam Döngü Süresi (25°C'den Tepeye):Maksimum 8 dakika.

Bu profilin takip edilmesi, termal şoku önler ve lehim bağlantısının bütünlüğünü sağlar.

9. Paketleme ve Taşıma

9.1 Şerit ve Makara Özellikleri

LED'ler, otomatik pick-and-place montajı için kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir.

• Makara Başına Miktar:Maksimum 1000 adet.
• Kümülatif Tolerans:10 adımda ±0.25mm.

Makara, parça numarası, üretim veri kodu ve miktar ile etiketlenmiştir.

9.2 Depolama ve Taşıma

LED'ler, kontrollü bir ortamda (önerilen: <30°C / %60 RH) orijinal, nem bariyerli paketlerinde saklanmalıdır. Taşıma sırasında standart ESD önlemleri alınmalıdır. Nem hassas paket açıldıktan sonra, zemin ömrü kılavuzlarına uyun veya aşılırsa, reflow öncesi standart IPC/JEDEC prosedürlerine göre kurutma işlemi yapın.

10. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

10.1 Termal Yönetim

Bu, uzun vadeli güvenilirlik ve performans için en kritik faktördür. Düşük termal dirence (tip. 5°C/W) rağmen, özellikle yüksek akımlarda, uygun şekilde tasarlanmış bir soğutucu zorunludur.

• LED pedinin altında, büyük bakır katmanlara bağlı termal viyalar içeren çok katmanlı bir PCB kullanın.
• Yüksek güçlü uygulamalar için, alüminyum çekirdekli PCB (MCPCB) veya aktif soğutma çözümü düşünün.
• Uygulamanızın en kötü durum sıcaklığı için güvenli bir çalışma akımı seçmek için her zaman Maksimum İleri Yönlü Akım - Ortam Sıcaklığı düşürme eğrilerine (Şekil 8-10) başvurun.

10.2 Elektriksel Sürücü

• Kararlı ışık çıkışı ve uzun ömür için LED'i sabit voltaj kaynağı değil, sabit akım kaynağı ile sürün.
• Sürücünün uyum voltajını tasarlarken, ileri yönlü voltaj sınıfını ve toleransını hesaba katın.
• Sürücü devresinde yumuşak başlatma veya ani akım sınırlama uygulamayı düşünün.
• Darbe çalışması (IFP) için, belirtilen darbe genişliği (≤100μs) ve görev döngüsü (≤%10) limitlerine kesinlikle uyun.

10.3 Optik Tasarım

• 120° görüş açısı, genel aydınlatma için uygundur. Daha dar ışınlar için, ikincil optikler (lensler) gereklidir.
• Çoklu LED'li bir armatürde renk tutarlılığı ve parlaklık düzgünlüğü sağlamak için, tasarım aşamasında uygun dalga boyu ve ışık akısı sınıflarını seçin.

11. Teknik Karşılaştırma ve Avantajlar

Seramik 3535 paketi, yüksek güç senaryolarında geleneksel plastik SMD LED'lere (2835 veya 5050 gibi) göre belirgin avantajlar sunar:

• Üstün Termal Performans:Seramik malzeme, plastiğe göre çok daha yüksek termal iletkenliğe sahiptir; bu, aynı güç seviyesinde daha düşük bağlantı sıcaklığına yol açar ve bu da doğrudan daha uzun ömür ve daha yüksek korunan ışık çıkışı (L70/L90) anlamına gelir.
• Daha Yüksek Güç İdaresi:Daha iyi ısı dağılımı sayesinde daha yüksek sürücü akımlarını (1000mA/1500mA darbe'ye kadar) sürdürebilir.
• Gelişmiş Güvenilirlik:Seramik, termal döngü stresine ve neme karşı daha dayanıklıdır; bu da onu dış mekan aydınlatması gibi zorlu ortamlar için ideal kılar.
• Kararlı Renk Noktası:Daha iyi termal stabilite, zamanla ve çalışma koşullarında renk kaymasını en aza indirir.

12. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Seramik paketin ana faydası nedir?

C: Ana fayda, plastik paketlere kıyasla, daha yüksek sürücü akımlarına, daha iyi güvenilirliğe ve zamanla daha az performans düşüşüne olanak tanıyan mükemmel termal yönetimdir.

S: Kırmızı ile Yeşil/Mavi LED'ler için polarite ve maksimum akımlar neden farklı?

C: Bunun nedeni, farklı elektriksel karakteristik ve verimliliğe sahip olan farklı yarı iletken malzemelerin kullanılmasıdır (örneğin, Kırmızı için AlInGaP, Yeşil/Mavi için InGaN).

S: Tasarımım için doğru ileri yönlü akımı nasıl seçerim?

A: Tipik test akımından (350mA) başlayın. Daha yüksek parlaklık için akımı artırın ancakmutlakasisteminizin tahmini maksimum ortam sıcaklığı ve termal direncine dayalı düşürme eğrilerine (Şekil 8-10) danışarak Tj'nin aşılmadığından emin olun. Sürekli akım için Mutlak Maksimum Değeri asla aşmayın.

S: Parça numarasındaki 'Renk Kodu' (örneğin, M, F, R) ne anlama geliyor?

C: LED'in sınıflandırıldığı performans standardını veya sıcaklık derecesini ifade eder. Örneğin, 'M' standart ANSI sınıfları içindir, 'R' ve 'T' ise daha yüksek bağlantı sıcaklıklarında (sırasıyla 85°C ve 105°C ANSI standartları) çalışmaya uygun sınıfları belirtir.

13. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Senaryo: Yüksek Güçlü Dış Mekan Projektör Tasarımı.

1. Gereksinim:Yüksek lümen çıkışı, dış mekan kullanımı için dayanıklı, uzun ömür (>50.000 saat L70).
2. LED Seçimi:Termal dayanıklılığı nedeniyle seramik 3535 paketi seçilmiştir. Yüksek verimlilik için 'BD' ışık akısı sınıfından (150-160 lm @350mA) Yeşil LED'ler seçilmiştir.
3. Termal Tasarım:3mm kalınlığında tabanlı bir alüminyum MCPCB kullanılmıştır. 40°C ortam sıcaklığında LED bağlantı sıcaklığının 110°C'nin altında kalmasını sağlamak için termal simülasyon çalıştırılmıştır.
4. Elektriksel Tasarım:Sürücü, 700mA sabit akıma ayarlanmıştır. Şekil 9'a bakıldığında, 40°C ortam sıcaklığında izin verilen maksimum akım 700mA'nın çok üzerindedir, bu da güvenli bir marj sağlar. Sürücünün çıkış voltajı aralığı, Vf sınıfını (örneğin, H3: 2.8-3.0V) karşılar.
5. Optik Tasarım:Projektör aydınlatması için istenen ışın açısını elde etmek için ikincil bir optik (lens) eklenmiştir.
6. Sonuç:Seramik LED paketinin sağladığı etkili termal yönetim sayesinde, ömrü boyunca parlaklık ve rengi koruyan güvenilir, yüksek çıkışlı bir armatür.

14. Çalışma Prensibi

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), elektrolüminesans yoluyla ışık yayan yarı iletken cihazlardır. P-n bağlantısına ileri yönlü bir voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgede yeniden birleşir ve foton şeklinde enerji açığa çıkar. Yayılan ışığın dalga boyu (rengi), kullanılan yarı iletken malzemelerin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir (örneğin, kırmızı/turuncu için AlInGaP, mavi/yeşil için InGaN). Seramik paket, öncelikle mekanik destek, elektriksel bağlantı ve en önemlisi, yarı iletken çipten (die) baskılı devre kartına ve soğutucuya ısıyı ileten yüksek verimli bir termal yol olarak hizmet eder.

15. Teknoloji Trendleri

LED endüstrisi, daha yüksek verimlilik (vat başına daha fazla lümen), daha yüksek güç yoğunluğu ve gelişmiş güvenilirliğe doğru evrimini sürdürmektedir. 3535 gibi seramik paketler, termal zorlukları çözerek bu ilerlemeleri mümkün kılan bu trendin bir parçasıdır. Gelecekteki gelişmeler şunları içerebilir:

• Artırılmış Etkinlik:Epi-büyüme ve çip tasarımındaki sürekli iyileştirmeler, ışık çıkışının teorik limitlerini zorlamaktadır.
• Gelişmiş Paketleme:Renk ayarlanabilir armatürler için tek bir seramik paket içinde çoklu renk çiplerinin (RGB, RGBW) entegrasyonu veya daha da iyi termal performans için çip ölçeğinde paketleme (CSP).
• Akıllı Entegrasyon:Akıllı aydınlatma sistemleri için kontrol IC'leri veya sensörlerin doğrudan LED paketine entegre edilmesi.
• Özelleştirilmiş Spektrumlar:İnsan odaklı aydınlatma (HCL) ve bitki yetiştirme (örneğin, uzak kırmızı, UV) için spektrumların daha da optimize edilmesi.

Temel itici güç, genişleyen uygulama yelpazesi için daha kontrollü, verimli ve dayanıklı ışık kaynakları sağlamaktır.