İçindekiler
- 1. Ürün Genel Bakışı
- 1.1 Özellikler
- 1.2 Uygulama Alanları
- 2. Paket Boyutları ve Konfigürasyonu
- 3. Değerler ve Karakteristikler
- 3.1 Mutlak Maksimum Değerler
- 3.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler
- 3.3 Karakteristikler Hakkında Önemli Notlar
- 4. Sınıflandırma Sistemi
- 4.1 Işık Şiddeti Sınıfları
- 5. Performans Eğrileri Analizi
- 6. Mekanik, Montaj ve Taşıma
- 6.1 Paket ve PCB Yerleşimi
- 6.2 Lehimleme Kılavuzu
- 6.3 Temizleme
- 6.4 Depolama ve Nem Hassasiyeti
- 7. Üretim için Paketleme
- 8. Uygulama Hususları ve Uyarılar
- 8.1 Tasarım Hususları
- 8.2 Tipik Devre Konfigürasyonu
- 8.3 Güvenilirlik ve Kullanım Kapsamı
1. Ürün Genel Bakışı
Bu belge, kompakt, yüzey montajlı çift renkli bir LED bileşeninin özelliklerini detaylandırır. Cihaz, tek bir paket içinde iki farklı ışık yayan çip entegre eder: biri InGaN teknolojisi kullanarak mavi ışık üretir, diğeri ise AlInGaP teknolojisi kullanarak kırmızı ışık üretir. Bu konfigürasyon, tek bir bileşen ayak izinden birden fazla gösterge rengi gerektiren alan kısıtlı uygulamalar için tasarlanmıştır.
1.1 Özellikler
- RoHS çevre yönergelerine uyumludur.
- Lehimlenebilirliği artırmak için kalay kaplı terminallere sahip yandan görünümlü paket tasarımı.
- Yüksek verimli InGaN (Mavi) ve AlInGaP (Kırmızı) yarı iletken çipler kullanır.
- Otomatik montaj için 7 inç çapında makaralara takılı 8mm şerit üzerinde tedarik edilir.
- Paket, EIA (Elektronik Endüstrileri Birliği) standart şekillerine uygundur.
- Entegre devrelerle uyumluluk için tasarlanmıştır (I.C. uyumlu).
- Otomatik al-yerleştir montaj ekipmanları ile kullanıma uygundur.
- Standart kızılötesi (IR) reflow lehimleme işlemlerine dayanıklıdır.
1.2 Uygulama Alanları
Bu bileşen, kompakt, güvenilir durum göstergesi veya arka aydınlatma gerektiren geniş bir elektronik ekipman yelpazesi için uygundur. Tipik uygulama alanları şunlardır:
- Telekomünikasyon cihazları (örneğin, telsiz/cep telefonları).
- Ofis otomasyon ekipmanları ve ağ sistemleri.
- Ev aletleri ve tüketici elektroniği.
- Endüstriyel kontrol ve enstrümantasyon panelleri.
- Tuş takımı veya klavye arka aydınlatması.
- Durum ve güç göstergeleri.
- Mikro ekranlar ve simge aydınlatması.
- Sinyal ve sembolik aydınlatma elemanları.
2. Paket Boyutları ve Konfigürasyonu
Bileşen, standart bir yüzey montaj cihazı (SMD) paketi içinde yer alır. Lens, gerçek çip renginin görünmesini sağlamak için su berraklığındadır. Bacak ataması şu şekildedir: A1 bacağı Mavi (InGaN) çipinin anotudur ve A2 bacağı Kırmızı (AlInGaP) çipinin anotudur. Katotlar ortaktır. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutsal toleranslar \u00b10.1 mm'dir (detaylı mekanik çizime bakınız).
3. Değerler ve Karakteristikler
3.1 Mutlak Maksimum Değerler
Bu sınırların ötesindeki stresler cihaza kalıcı hasar verebilir. Tüm değerler 25\u00b0C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir.
- Güç Dağılımı:Mavi: 76 mW, Kırmızı: 62.5 mW.
- Tepe İleri Akımı(1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe): Mavi: 100 mA, Kırmızı: 60 mA.
- Sürekli DC İleri Akımı (IF):Mavi: 20 mA, Kırmızı: 25 mA.
- Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-30\u00b0C ila +85\u00b0C.
- Depolama Sıcaklığı Aralığı:-40\u00b0C ila +85\u00b0C.
- Kızılötesi Reflow Lehimleme:10 saniye boyunca 260\u00b0C tepe sıcaklığına dayanır.
3.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler
Belirtilmedikçe, Ta=25\u00b0C ve IF=20mA'de ölçülen tipik performans parametreleri.
- Işık Şiddeti (IV):
- Mavi: Minimum 28.0 mcd, Tipik -, Maksimum 180.0 mcd.
- Kırmızı: Minimum 18.0 mcd, Tipik -, Maksimum 112.0 mcd.
- CIE fotopik göz tepkisine yaklaşan bir filtre ile ölçülmüştür.
- Görüş Açısı (2\u03b8\u00bd):Her iki renk için yaklaşık 130 derece. Bu, şiddetin eksenel değerinin yarısına düştüğü tam açıdır.
- Tepe Dalga Boyu (\u03bbP):Mavi: 468 nm (Tipik), Kırmızı: 639 nm (Tipik).
- Baskın Dalga Boyu (\u03bbd):
- Mavi: Min 465 nm, Maks 475 nm.
- Kırmızı: Min 624 nm, Maks 638 nm.
- Spektral Bant Genişliği (\u0394\u03bb):Mavi: 15 nm (Tipik), Kırmızı: 20 nm (Tipik).
- İleri Gerilim (VF) @ IF=20mA:
- Mavi: Minimum 2.8V, Maksimum 3.8V.
- Kırmızı: Minimum 1.6V, Maksimum 2.4V.
- Ters Akım (IR) @ VR=5V:Her iki renk için maksimum 10 \u00b5A. Not: Cihaz ters öngerilim altında çalışmak için tasarlanmamıştır; bu parametre yalnızca test amaçlıdır.
3.3 Karakteristikler Hakkında Önemli Notlar
- Işık şiddeti ve baskın dalga boyu, renk tutarlılığı ve parlaklık için anahtar parametrelerdir.
- Cihaz Elektrostatik Deşarj (ESD)'ye karşı hassastır. Taşıma sırasında uygun ESD kontrolleri (bileklik, topraklanmış ekipman) kullanılmalıdır.
- Ters gerilim uygulamak normal bir çalışma koşulu değildir ve devre tasarımında kaçınılmalıdır.
4. Sınıflandırma Sistemi
Parlaklıkta tutarlılığı sağlamak için, LED'ler 20mA'deki ışık şiddetlerine göre sınıflandırılır (binlenir). Her sınıf, sınıf içinde \u00b115% toleransla tanımlanmış minimum ve maksimum değerlere sahiptir.
4.1 Işık Şiddeti Sınıfları
Mavi Çip (mcd @ 20mA):
- Sınıf N: 28.0 \u2013 45.0
- Sınıf P: 45.0 \u2013 71.0
- Sınıf Q: 71.0 \u2013 112.0
- Sınıf R: 112.0 \u2013 180.0
Kırmızı Çip (mcd @ 20mA):
- Sınıf M: 18.0 \u2013 28.0
- Sınıf N: 28.0 \u2013 45.0
- Sınıf P: 45.0 \u2013 71.0
- Sınıf Q: 71.0 \u2013 112.0
Bu sınıflandırma, tasarımcıların uygulamaları için belirli parlaklık gereksinimlerini karşılayan bileşenleri seçmelerine ve üretimde görsel tutarlılığı sağlamalarına olanak tanır.
5. Performans Eğrileri Analizi
Veri sayfası, tasarım analizi için temel olan tipik karakteristik eğrileri içerir. Bu eğriler, anahtar parametreler arasındaki ilişkiyi grafiksel olarak temsil ederek, tablolanmış minimum/tipik/maksimum değerlerin ötesinde içgörü sağlar.
- İleri Akım - İleri Gerilim (I-V Eğrisi):Bu eğri, hem mavi hem de kırmızı çipler için üstel ilişkiyi gösterir. Akım sınırlayıcı devre tasarımı için çok önemlidir. Çipleri ayrı akım sınırlayıcı dirençlerle ortak bir voltaj kaynağından sürüyorsanız, farklı açılma gerilimleri (Kırmızı için düşük, Mavi için yüksek) dikkate alınmalıdır.
- Işık Şiddeti - İleri Akım:Işık çıkışının akımla nasıl arttığını gösterir. Önerilen çalışma aralığında genellikle doğrusaldır ancak daha yüksek akımlarda doyuma ulaşır. Verimlilik ve ömür için mutlak maksimum akıma yakın çalıştırılması tavsiye edilmez.
- Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı:Işık çıkışının termal düşüşünü gösterir. Her iki LED türü de ortam sıcaklığı yükseldikçe ışık şiddetinde bir azalma görecektir. Bu, LED'in yüksek ortam sıcaklıklarına maruz kalabileceği veya önemli iç ısı üreten yüksek akımlarla sürüldüğü tasarımlar için özellikle önemlidir.
- Spektral Dağılım:Her çip için göreceli ışıma gücünün dalga boyuna karşı grafiğini gösterir, tepe dalga boyunu ve spektral bant genişliğini gösterir.
6. Mekanik, Montaj ve Taşıma
6.1 Paket ve PCB Yerleşimi
Veri sayfası, kritik boyutlarla birlikte üst, yan ve alt görünümlerini içeren bileşenin detaylı mekanik çizimlerini sağlar. Ayrıca, reflow işlemi sırasında ve sonrasında uygun lehim bağlantısı oluşumu ve mekanik stabiliteyi sağlamak için önerilen bir baskılı devre kartı (PCB) pad düzeni (lehim pedi yerleşimi) sağlanmıştır. Bu önerilen ayak izine uymak, güvenilir montaj için kritiktir.
6.2 Lehimleme Kılavuzu
Bileşen, SMD montajı için standart olan kızılötesi (IR) reflow lehimleme işlemleriyle uyumludur. Kurşunsuz lehim için JEDEC standartlarına uygun önerilen bir reflow sıcaklık profili sağlanmıştır. Bu profilin anahtar parametreleri şunlardır:
- Ön Isıtma:150\u00b0C ila 200\u00b0C.
- Sıvı Faz Üzerinde Süre (TAL):Standart işlem pencereleri içinde olması önerilir.
- Tepe Sıcaklığı:Maksimum 260\u00b0C.
- Tepe Noktasında Süre:Maksimum 10 saniye.
- Cihaz ikiden fazla reflow döngüsüne maruz bırakılmamalıdır.
- Lehim havya ile manuel tamir için, uç sıcaklığı 300\u00b0C'yi geçmemeli ve her bağlantı için temas süresi 3 saniye ile sınırlandırılmalıdır.
6.3 Temizleme
Lehimleme sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. LED'i oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkolde bir dakikadan daha kısa süre daldırmak kabul edilebilir. Belirtilmemiş veya agresif kimyasallar paket malzemesine veya lense zarar verebilir.
6.4 Depolama ve Nem Hassasiyeti
LED'ler, reflow sırasında "patlamış mısır" (paket çatlaması) etkisine neden olabilecek nem emilimini önlemek için nem bariyerli torbalarda nem alıcı ile paketlenmiştir. Nem Hassasiyet Seviyesi (MSL) Seviye 3 olarak derecelendirilmiştir.
- Mühürlü Torba:\u2264 30\u00b0C ve \u2264 %90 Bağıl Nem (RH) koşullarında depolayın. Raf ömrü torba mühürlendiği tarihten itibaren bir yıldır.
- Açıldıktan Sonra:Depolama ortamı 30\u00b0C / %60 RH'yi geçmemelidir. Bileşenler bir hafta içinde kullanılmalıdır. Orijinal torbadan daha uzun süre saklanırsa, lehimlemeden önce emilen nemi gidermek için yaklaşık 60\u00b0C'de en az 20 saat fırınlanmalıdır.
7. Üretim için Paketleme
Bileşenler, otomatik montaj için kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Şerit genişliği 8mm'dir. Şerit, standart 7 inç (178mm) çapında bir makaraya sarılır. Her makara 3000 adet içerir. Otomatik yerleştirme ekipmanı besleyicileriyle uyumluluğu sağlamak için şerit cepleri, kapak bandı ve makara için detaylı boyutlar sağlanmıştır. Paketleme spesifikasyonu ANSI/EIA-481 standartlarını takip eder.
8. Uygulama Hususları ve Uyarılar
8.1 Tasarım Hususları
- Akım Sınırlama:LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Her bir çip (Mavi ve Kırmızı) bir voltaj kaynağına bağlandığında, harici bir akım sınırlayıcı direnç seri olarak kullanılmalıdır. Direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (Vkaynak- VF) / IF, burada VFistenen IF akımındaki LED'in ileri gerilimidir. Akımın tüm koşullar altında sınırı aşmamasını sağlamak için veri sayfasındaki maksimum VF değerini kullanın.
- Termal Yönetim:Güç dağılımı düşük olsa da, termal pedlerin (varsa) etrafında yeterli PCB bakır alanı veya genel iz genişliği sağlamak, özellikle daha yüksek ortam sıcaklıklarında ısıyı dağıtmaya, LED performansını ve ömrünü korumaya yardımcı olur.
- ESD Koruması:LED anotlarına bağlı hassas sinyal hatları konnektörlere veya kullanıcı erişimli alanlara yönlendiriliyorsa, ESD koruma diyotları ekleyin.
8.2 Tipik Devre Konfigürasyonu
Ortak katot konfigürasyonu kullanılır. Mavi ve Kırmızı LED'leri bağımsız olarak kontrol etmek için:
- Ortak katodu (C) toprağa bağlayın.
- Mavi anodu (A1) bir akım sınırlayıcı direnç (RMavi) üzerinden pozitif kaynağa bağlayın.
- Kırmızı anodu (A2) ayrı bir akım sınırlayıcı direnç (RKırmızı) üzerinden pozitif kaynağa bağlayın.
- RMavi ve RKırmızı, aynı istenen akım için çiplerin farklı VF değerlerinden dolayı farklı değerlere sahip olacaktır.
- Daha sonra her anot bir mikrodenetleyici GPIO pini veya bir anahtarlama transistörü tarafından sürülebilir.
8.3 Güvenilirlik ve Kullanım Kapsamı
Bileşen, standart ticari ve endüstriyel elektronik ekipmanlarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Arızanın güvenliği riske atabileceği olağanüstü güvenilirlik gerektiren uygulamalar için (örneğin, havacılık, tıbbi yaşam desteği, ulaşım kontrolü), ek niteliklendirme ve bileşen üreticisi ile istişare zorunludur. Bu veri sayfasındaki özellikler belirtilen test koşullarında garanti edilir. Nihai uygulamadaki performans, uygun devre tasarımına, PCB yerleşimine ve taşıma ve montaj kılavuzlarına uyulmasına bağlıdır.
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. |