İçindekiler
- 1. Ürün Genel Bakışı
- 2. Mutlak Maksimum Değerler
- 3. Elektriksel ve Optik Karakteristikler
- 3.1 Işık Şiddeti ve Görüş Açısı
- 3.2 Spektral Karakteristikler
- 3.3 Elektriksel Parametreler
- 4. Sınıflandırma Sistemi
- 4.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması
- 5. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu
- 5.1 Reflow Lehimleme Profili
- 5.2 El ile Lehimleme
- 5.3 Temizleme
- 6. Mekanik ve Paketleme Bilgileri
- 6.1 Paket Ölçüleri ve Bacak Ataması
- 6.2 Şerit ve Makara Paketleme
- 7. Depolama ve Taşıma
- 7.1 Depolama Koşulları
- 7.2 Kurutma Gereksinimleri
- 8. Uygulama Notları ve Uyarılar
- 8.1 Amaçlanan Kullanım
- 8.2 Tasarım Hususları
- 9. Tipik Uygulama Senaryoları
- 10. Performans Analizi ve Eğriler
1. Ürün Genel Bakışı
Bu belge, çift renkli bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'in tam teknik özelliklerini sağlar. Bileşen, tek bir paket içinde iki farklı yarı iletken çip entegre eder: biri InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) teknolojisini kullanarak mavi ışık yayar, diğeri ise AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) teknolojisini kullanarak kırmızı ışık yayar. Bu tasarım, standart bir EIA uyumlu ayak izinde kompakt, çok renkli gösterge veya aydınlatma çözümlerine olanak tanır.
LED, 7 inç çapındaki makaralara sarılmış 8mm şerit üzerinde paketlenmiştir ve bu da modern elektronik üretiminde kullanılan yüksek hızlı otomatik yerleştirme ekipmanlarıyla tam uyumluluk sağlar. Yeşil ürün olarak sınıflandırılır ve RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uygundur. Cihaz ayrıca, yüzey montaj bileşenlerinin baskılı devre kartlarına (PCB) montajı için standart olan kızılötesi (IR) reflow lehimleme işlemleriyle uyumlu olacak şekilde tasarlanmıştır.
2. Mutlak Maksimum Değerler
Mutlak maksimum değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu değerler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir ve hiçbir çalışma koşulunda aşılmamalıdır.
- Güç Dağılımı:Mavi Çip: 76 mW, Kırmızı Çip: 75 mW.
- Tepe İleri Akımı:1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliğinde ölçülür. Mavi Çip: 100 mA, Kırmızı Çip: 80 mA.
- DC İleri Akımı:Maksimum sürekli ileri akım. Mavi Çip: 20 mA, Kırmızı Çip: 30 mA.
- Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-20°C ila +80°C.
- Depolama Sıcaklığı Aralığı:-30°C ila +100°C.
- Kızılötesi Lehimleme Koşulu:Cihaz, reflow lehimleme sırasında maksimum 10 saniye boyunca 260°C'lik bir tepe sıcaklığına dayanabilir.
LED'i bu sınırlara yakın veya ötesinde çalıştırmak, ömrünü ve güvenilirliğini önemli ölçüde azaltabilir. Tasarımcılar, sürücü devresinin bu belirtilen aralıklar içinde kalmasını sağlamalıdır.
3. Elektriksel ve Optik Karakteristikler
Bu karakteristikler, standart test koşullarında Ta=25°C'de ölçülür ve cihazın tipik performansını temsil eder.
3.1 Işık Şiddeti ve Görüş Açısı
Işık şiddeti (Iv), belirli bir yönde yayılan ışığın algılanan gücünün bir ölçüsüdür. Milikandela (mcd) cinsinden ölçülür.
- Mavi Çip (InGaN):20 mA ileri akımda (IF) tipik ışık şiddeti 45.0 mcd'dir, belirtilen minimum değer ise 28.0 mcd'dir.
- Kırmızı Çip (AlInGaP):IF=20 mA'de tipik ışık şiddeti 45.0 mcd'dir, belirtilen minimum değer ise 18.0 mcd'dir.
Her iki renk için görüş açısı (2θ1/2) 130 derecedir. Bu, ışık şiddetinin merkez eksendeki (0 derece) değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. 130 derecelik bir açı, geniş görünürlük gerektiren uygulamalar için uygun olan geniş bir görüş desenini gösterir.
3.2 Spektral Karakteristikler
Spektral özellikler, yayılan ışığın renk kalitesini tanımlar.
- Tepe Dalga Boyu (λP):Yayım spektrumunun en güçlü olduğu dalga boyu. Mavi: 468 nm (Tipik), Kırmızı: 639 nm (Tipik).
- Baskın Dalga Boyu (λd):İnsan gözü tarafından algılanan ve rengi en iyi temsil eden tek dalga boyu. Bu, CIE renklilik diyagramından türetilir. Mavi: 470 nm (Tipik), Kırmızı: 631 nm (Tipik).
- Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):Yayım spektrumunun maksimum yoğunluğunun yarısındaki genişliği. Mavi: 25 nm (Tipik), Kırmızı: 20 nm (Tipik). Daha dar bir yarı genişlik, daha doygun, saf bir rengi gösterir.
3.3 Elektriksel Parametreler
- İleri Gerilimi (VF):LED üzerinde belirtilen akımda çalışırken oluşan gerilim düşümü.
- Mavi Çip: IF=20 mA'de Tipik 3.3V, Maksimum 3.8V.
- Kırmızı Çip: IF=20 mA'de Tipik 2.0V, Maksimum 2.4V.
- Ters Akım (IR):5V ters gerilim (VR) uygulandığında maksimum sızıntı akımı. Her iki çip için maksimum ters akım 10 μA'dır.Önemli Not:Bu parametre sadece test amaçlıdır; LED ters öngerilim altında çalışmak üzere tasarlanmamıştır.
ESD Uyarısı:LED'ler elektrostatik deşarja (ESD) karşı hassastır. Montaj ve taşıma sırasında hasarı önlemek için topraklı bileklikler, antistatik paspaslar ve taşıma ekipmanları gibi uygun ESD önlemleri zorunludur.
4. Sınıflandırma Sistemi
Üretim sürecindeki doğal varyasyonları hesaba katmak için LED'ler performans sınıflarına ayrılır. Bu, bir üretim partisi içinde tutarlılık sağlar.
4.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması
Her renk için ışık şiddeti aşağıdaki kodlara göre sınıflandırılır. Her sınıf içindeki tolerans +/-%15'tir.
Mavi Çip Sınıflandırması (mcd @20mA):
- Kod N: 28.0 – 45.0 mcd
- Kod P: 45.0 – 71.0 mcd
- Kod Q: 71.0 – 112.0 mcd
- Kod R: 112.0 – 180.0 mcd
Kırmızı Çip Sınıflandırması (mcd @20mA):
- Kod M: 18.0 – 28.0 mcd
- Kod N: 28.0 – 45.0 mcd
- Kod P: 45.0 – 71.0 mcd
- Kod Q: 71.0 – 112.0 mcd
Sipariş verirken sınıf kodunu belirtmek, tasarımcıların uygulamaları için istenen parlaklık seviyesine sahip LED'leri seçmelerine ve birden fazla birim arasında görsel tutarlılık sağlamalarına olanak tanır.
5. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu
5.1 Reflow Lehimleme Profili
Cihaz, kurşunsuz (Pb-free) lehimleme işlemleri için tasarlanmıştır. JEDEC standartlarına uygun, önerilen bir kızılötesi (IR) reflow profili sağlanmıştır. Ana parametreler şunları içerir:
- Ön Isıtma:150°C ila 200°C.
- Ön Isıtma Süresi:Maksimum 120 saniye.
- Tepe Sıcaklığı:Maksimum 260°C.
- Sıvı Faz Üzerinde Kalma Süresi:Maksimum 10 saniye (maksimum iki reflow döngüsü için önerilir).
Kesin profil, kullanılan spesifik PCB tasarımı, lehim pastası ve fırın için karakterize edilmelidir. Veri sayfasının 3. sayfasındaki profil genel bir hedef olarak hizmet eder.
5.2 El ile Lehimleme
El ile lehimleme gerekliyse, aşırı dikkat gösterilmelidir:
- Lehim Havya Sıcaklığı:Maksimum 300°C.
- Lehimleme Süresi:Bağlantı başına maksimum 3 saniye.
- El ile lehimleme sadece tek seferlik onarım için sınırlandırılmalı, seri üretim için kullanılmamalıdır.
5.3 Temizleme
Sadece belirtilen temizleme ajanları kullanılmalıdır. Belirtilmemiş kimyasallar LED paketine zarar verebilir.
- Önerilen Çözücüler:Etil alkol veya izopropil alkol.
- Prosedür:Temizlik gerekliyse, LED'i oda sıcaklığında bir dakikadan az süreyle daldırın.
6. Mekanik ve Paketleme Bilgileri
6.1 Paket Ölçüleri ve Bacak Ataması
LED standart bir SMD paketinde gelir. Lens şeffaftır. Bacak ataması aşağıdaki gibidir:
- Bacak 1, 2: Mavi (InGaN) çipi için Anot ve Katot.
- Bacak 3, 4: Kırmızı (AlInGaP) çipi için Anot ve Katot.
Veri sayfasında, tüm kritik ölçüleri milimetre cinsinden gösteren detaylı mekanik çizimler sağlanmıştır. Aksi belirtilmedikçe, çoğu ölçü için tolerans ±0.10 mm'dir. Güvenilir lehim bağlantısı oluşumu ve reflow sırasında doğru hizalama için PCB'de önerilen bir lehim pedi düzeni de dahildir.
6.2 Şerit ve Makara Paketleme
LED'ler endüstri standardı kabartmalı taşıyıcı şeritte tedarik edilir.
- Makara Boyutu:7 inç çapında.
- Makara Başına Miktar:3000 adet.
- Minimum Paketleme Miktarı:Kalan miktarlar için 500 adet.
- Kapak Şeridi:Boş bileşen yuvaları üst kapak şeridi ile kapatılır.
- Eksik Lambalar:Şeritte ardışık eksik lamba sayısı maksimum ikidir.
Bu paketleme, ANSI/EIA 481-1-A-1994 spesifikasyonlarına uyar ve otomatik montaj ekipmanlarıyla uyumluluğu garanti eder.
7. Depolama ve Taşıma
7.1 Depolama Koşulları
- Kapalı Paket (nem alıcı ile):≤30°C ve ≤%90 Bağıl Nem (RH) koşullarında depolayın. Bir yıl içinde kullanın.
- Açılmış Paket:Depolama ortamı 30°C ve %60 RH'yi aşmamalıdır. Orijinal torbadan uzun süreli depolama için, nem alıcılı kapalı bir kapta veya nitrojen desikatöründe saklayın.
7.2 Kurutma Gereksinimleri
LED'ler orijinal nem geçirmez paketlerinden bir haftadan fazla süreyle çıkarılmışsa, lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamayı" önlemek için kurutulmalıdır.
- Kurutma Koşulu:Yaklaşık 60°C'de en az 20 saat.
- Açıldıktan Sonra Reflow:Orijinal paketi açtıktan sonraki bir hafta içinde IR reflow lehimlemenin tamamlanması önerilir.
8. Uygulama Notları ve Uyarılar
8.1 Amaçlanan Kullanım
Bu LED, ofis ekipmanları, iletişim cihazları ve ev aletleri dahil olmak üzere sıradan elektronik ekipman uygulamaları için tasarlanmıştır. Ön danışma ve spesifik kalifikasyon olmadan, arızanın hayatı veya sağlığı tehlikeye atabileceği güvenlik açısından kritik uygulamalar (örn. havacılık, tıbbi yaşam destek, ulaşım güvenlik sistemleri) için tasarlanmamıştır.
8.2 Tasarım Hususları
- Akım Sınırlama:İleri akımın (IF) maksimum DC değerini (Mavi için 20mA, Kırmızı için 30mA) aşmamasını sağlamak için daima seri bir akım sınırlayıcı direnç veya sabit akımlı sürücü kullanın.
- Termal Yönetim:Güç dağılımı düşük olsa da, yeterli PCB bakır alanı veya termal viyalar sağlamak, özellikle yüksek ortam sıcaklığı ortamlarında, daha düşük eklem sıcaklıklarını korumaya yardımcı olarak ışık çıkışını ve ömrü koruyabilir.
- Ters Gerilim Koruması:Cihaz ters çalışma için tasarlanmadığından, devre tasarımları LED terminalleri arasında herhangi bir ters öngerilim uygulanmasını önlemelidir.
- Çift Renk Sürme:İki çip elektriksel olarak bağımsızdır. Uygun devreler kullanılarak ayrı ayrı veya birlikte sürülebilirler. Her ikisini aynı anda sürerken, paketin toplam güç dağılımının dikkate alındığından emin olun.
9. Tipik Uygulama Senaryoları
Bu LED'in çift renkli yeteneği, çeşitli gösterge ve durum görüntüleme işlevleri için çok yönlü olmasını sağlar.
- Durum Göstergeleri:Tüketici elektroniği, ağ ekipmanları ve endüstriyel kontrollerde farklı çalışma durumlarını göstermek için kullanılır (örn. güç açık/bekleme, ağ aktivitesi, arıza durumları).
- Çift Renkli Görüntüler:İki renk gerektiren basit segmentli görüntülerde veya düğmeler için arka aydınlatma olarak kullanılabilir.
- Otomotiv İç Aydınlatma:Kritik olmayan iç ortam aydınlatması için, ancak spesifik otomotiv sınıfı kalifikasyon gerekli olacaktır.
- Cihaz Kullanıcı Arayüzleri:Çamaşır makineleri, fırınlar veya ses ekipmanlarında net, çok durumlu geri bildirim sağlar.
10. Performans Analizi ve Eğriler
Veri sayfası, derinlemesine tasarım analizi için gerekli olan tipik performans eğrilerini içerir. Spesifik grafikler metinde yeniden üretilmemiş olsa da, genellikle aşağıdaki ilişkileri gösterirler:
- İleri Akım vs. İleri Gerilim (I-V Eğrisi):Gerekli sürücü gerilimini ve seri direnç değerini hesaplamak için çok önemli olan doğrusal olmayan ilişkiyi gösterir.
- Işık Şiddeti vs. İleri Akım:Işık çıkışının akımla nasıl arttığını gösterir, parlaklık ve güç tüketimi için optimizasyon yapmaya yardımcı olur.
- Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı:Sıcaklık arttıkça ışık çıkışının azalmasını gösterir, bu da yüksek sıcaklık ortamlarında çalışan tasarımlar için kritiktir.
- Spektral Dağılım:Dalga boyları boyunca göreceli yoğunluğu gösteren grafikler, tepe ve baskın dalga boyu değerlerini ve spektral saflığı doğrular.
Tasarımcılar, cihazın standart olmayan koşullar (farklı akımlar veya sıcaklıklar) altındaki davranışını tahmin etmek ve amaçlanan çalışma aralığı boyunca sağlam performans sağlamak için bu eğrilere başvurmalıdır.
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. |