LED 3.2x1.25x1.1mm Yeşil 3.0V 105mW Teknik Özellikler - Veri Sayfası ve Tasarım Kılavuzu

1. Ürün Genel Bakış

Bu yeşil SMD LED, genel optik gösterge ve ekran uygulamaları için tasarlanmıştır. Kompakt bir 3.2mm x 1.25mm x 1.1mm pakete (standart PLCC-2 ayak izi) sahiptir ve yüksek verimli bir yeşil çip kullanır. LED, 140 derecelik geniş bir görüş açısı sunarak arka aydınlatma ve gösterge kullanımları için uygundur. Maksimum 105mW güç tüketimi ve 30mA ileri akım değeri ile -40°C ila +85°C çalışma sıcaklığı aralığında güvenilir performans sağlar. Cihaz RoHS uyumludur ve nem hassasiyeti seviyesi 3'tür (MSL-3).

2. Teknik Parametreler - Derinlemesine Analiz

2.1 Elektriksel ve Optik Özellikler (Ts=25°C, IF=20mA'de)

LED, 20mA ileri akım altında karakterize edilmiştir. Temel parametreler şunları içerir:

• İleri Gerilim (VF):Cihaz, birden fazla gerilim grubunda mevcuttur: G1 (2.8-2.9V), G2 (2.9-3.0V), H1 (3.0-3.1V), H2 (3.1-3.2V), I1 (3.2-3.3V), I2 (3.3-3.4V), J1 (3.4-3.5V). Orta grup (H1) için tipik VF 3.0V'dur. Bu gruplandırma, tasarımcıların seri direnç optimizasyonu veya akım eşleştirme için tam gerilimi seçmesine olanak tanır.
• Baskın Dalga Boyu (λD):Yeşil emisyon, D20 (517.5-520nm), E10 (520-522.5nm), E20 (522.5-525nm), F10 (525-527.5nm), F20 (527.5-530nm) grupları ile 520nm civarında yoğunlaşmıştır. Bu sıkı dalga boyu kontrolü, üretim partileri arasında tutarlı renk görünümü sağlar.
• Işık Şiddeti (IV):Birden fazla parlaklık grubu belirtilmiştir: 1AU (260-330mcd), 1AV (330-430mcd), 1CG (430-560mcd), 1CL (560-700mcd), 1CM (700-900mcd). En yüksek grup (1CM), yüksek görünürlük uygulamaları için mükemmel ışık çıkışı sağlar.
• Spektral Yarı Bant Genişliği:30nm (tipik), nispeten saf bir yeşil rengi işaret eder.
• Görüş Açısı (2θ1/2):140 derece, geniş aydınlatma kapsamı sağlar.
• Ters Akım (IR):VR=5V'de maksimum 10μA, ters kutuplamada düşük kaçak sağlar.
• Termal Direnç (RTHJ-S):450°C/W (tipik), yüksek güçlü tasarımlarda termal yönetim için önemlidir.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler

LED hasarı önlemek için bu sınırların ötesinde çalıştırılmamalıdır:

• Güç Tüketimi (Pd): 105mW
• İleri Akım (IF): 30mA (sürekli)
• Tepe İleri Akım (IFP): 60mA (darbe, 1/10 görev, 0.1ms darbe genişliği)
• ESD (HBM): 1000V
• Çalışma Sıcaklığı (Topr): -40°C ~ +85°C
• Depolama Sıcaklığı (Tstg): -40°C ~ +85°C
• Birleşme Sıcaklığı (Tj): 95°C

Güç tüketiminin maksimum değeri aşmamasına dikkat edilmelidir. İleri akım, 95°C'nin altında kalması gereken gerçek birleşme sıcaklığına göre azaltılmalıdır.

3. Gruplama Sistemi Açıklaması

LED, üç parametreye göre gruplandırılır: ileri gerilim (VF), baskın dalga boyu (λD) ve ışık şiddeti (IV). Bu, müşterilerin diziler veya arka aydınlatma birimlerinde tutarlı performans için sıkı bir şekilde belirtilmiş parçalar sipariş etmesine olanak tanır.

Gerilim Grupları:G1, G2, H1, H2, I1, I2, J1. Her grup 0.1V aralığını kapsar ve hassas akım düzenlemesine olanak tanır.

Dalga Boyu Grupları:D20, E10, E20, F10, F20. Her grup 2.5nm kapsar ve bir üretim partisi içinde renk tutarlılığı sağlar.

Şiddet Grupları:1AU, 1AV, 1CG, 1CL, 1CM. Bu gruplar 260mcd'den 900mcd'ye kadar uzanır ve geniş bir parlaklık gereksinimleri yelpazesini kapsar.

4. Performans Eğrileri Analizi

4.1 İleri Gerilim vs. İleri Akım

Tipik I-V eğrisi, IF=20mA'de VF'nin yaklaşık 3.0V olduğunu gösterir. Akım arttıkça gerilim doğrusal olmayan bir şekilde yükselir. Yüksek akımlarda, kendi kendine ısınma nedeniyle dikkatli termal yönetim gereklidir.

4.2 İleri Akım vs. Bağıl Şiddet

Bağıl ışık şiddeti, birleşme ısınması nedeniyle doğrusal olmasa da ileri akımla artar. IF=30mA'de şiddet, tipik eğriye göre IF=20mA'deki şiddetin yaklaşık 1.5 katıdır.

4.3 Pin Sıcaklığı vs. Bağıl Şiddet ve İleri Akım

LED ısındıkça bağıl şiddet azalır. 450°C/W termal direnci, 20mA'de birleşme sıcaklığındaki ortam sıcaklığına göre artışın mütevazı olduğu anlamına gelir. Ancak maksimum akım ve ortam sıcaklığında birleşme, 95°C sınırına yaklaşabilir ve soğutma veya azaltma gerektirir.

4.4 İleri Akım vs. Baskın Dalga Boyu

Baskın dalga boyu akımla hafifçe kayar. Tipik olarak yeşil LED'ler, yüksek akımlarda küçük bir mavi kayma sergiler. Kayma birkaç nanometre içindedir ve çoğu gösterge uygulaması için kabul edilebilir.

4.5 Bağıl Şiddet vs. Dalga Boyu

Spektral dağılım, 520nm civarında tek bir tepe ve 30nm yarı genişlik göstererek saf yeşil emisyonu doğrular. İkincil tepe yoktur.

4.6 Radyasyon Deseni

LED, optik eksenden 70°'de şiddetin yarıya düştüğü lambert benzeri bir dağılımla yayılır. Bu geniş ışın, arka aydınlatma veya tabela için idealdir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED, 3.20mm x 1.25mm x 1.10mm bir paket içinde barındırılır. Üstten görünüm, işaretlendiği gibi iki terminal (anot ve katot) içeren dikdörtgen bir şekil gösterir. Alttan görünüm, ped düzenini gösterir: terminal 1 (katot) için 1.20mm x 0.60mm ped ve terminal 2 (anot) için 1.20mm x 0.45mm ped. Önerilen lehim ped deseni, uygun ısı dağılımı ve mekanik stabilite için 5.00mm x 2.00mm'dir. Kutuplama, paket üzerinde bir işaretle belirtilir.

5.2 Kutuplama ve Lehim Desenleri

Kutuplama işareti Şekil 1-4'te gösterilmiştir. Katot genellikle bir çentik veya nokta ile belirtilir. Önerilen lehim deseni (Şekil 1-5) iyi bir termal ve elektriksel bağlantı sağlar. Belirtilmediği sürece tüm boyutlar ±0.2mm toleransa sahiptir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 SMT Reflow Lehimleme Profili

Standart reflow profili (JEDEC J-STD-020'ye dayalı) şunları içerir:

• Ön ısıtma: 60-120 saniye boyunca 150°C ila 200°C
• 217°C (TL) üzerinde süre: 60-150 saniye
• Tepe sıcaklığı (TP): 260°C, maksimum 10 saniye 255°C üzerinde
• Soğutma: maksimum 6°C/s
• 25°C'den tepeye toplam süre: maksimum 8 dakika

Reflow lehimleme iki geçişi aşmamalıdır. Geçişler arasında 24 saatten fazla süre geçerse LED nem emebilir ve hasar görebilir. Depolama koşulları aşılırsa 60±5°C'de 24 saat fırınlama önerilir.

6.2 El Lehimleme ve Yeniden İşleme

Havya ile manuel lehimleme, 3 saniyeden kısa süreyle 300°C ile sınırlandırılmalıdır. Yalnızca bir yeniden işleme izin verilir. Yeniden işleme için termal stresi önlemek amacıyla çift başlı havya önerilir.

6.3 Kullanım Önlemleri

Eğrilmiş PCB'lere montajdan kaçının. Lehimleme sırasında veya sonrasında mekanik kuvvet uygulamayın. Lehimlemeden sonra hızlı soğutmaya izin verilmez. LED, ESD'ye duyarlıdır (Sınıf 1, 1000V HBM), bu nedenle kullanım ve montaj sırasında uygun ESD koruması kullanılmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Bant ve Makara Paketleme

LED'ler, makara başına 3000 adet (7 inç çapında) taşıyıcı bant içinde tedarik edilir. Bant boyutları: genişlik 8.00mm, adım 4.00mm. Makara çapı 178mm, göbek çapı 60mm ve mil deliği 13.0mm'dir. Bir etiket, parça numarası, özellik numarası, lot numarası, grup kodu (akı, kromatisite, gerilim, dalga boyu için), miktar ve tarih kodunu içerir.

7.2 Nem Bariyerli Torba ve Kutu

Her makara, bir nem bariyerli torbada kurutucu ve nem gösterge kartı ile kapatılır. Torba daha sonra nakliye için bir karton kutuya paketlenir. Depolama koşulları: torbayı açmadan önce, 1 yıla kadar ≤30°C ve ≤75% bağıl nemde saklayın. Açtıktan sonra, 168 saat içinde ≤30°C ve ≤60% bağıl nemde kullanın. Nem göstergesi maruziyet gösteriyorsa veya depolama süresi aşılmışsa, 60±5°C'de ≥24 saat fırınlama gereklidir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulamalar

• Elektronik cihazlarda optik göstergeler (örneğin durum LED'leri, buton arka aydınlatması)
• Otomotiv veya tüketici ürünlerinde anahtar ve sembol arka aydınlatması
• Genel tabela ve ekran arka aydınlatması
• Kompakt boyut ve geniş açı gerektiren dekoratif aydınlatma

8.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:Akımı ≤30mA ile sınırlamak için her zaman bir seri direnç kullanın. Direnç olmadan, küçük gerilim değişimleri büyük akım değişikliklerine ve hasara neden olabilir.
• Termal Yönetim:Maksimum akım veya yüksek ortam sıcaklığı için, ısı emici olarak PCB bakır alanını düşünün. 450°C/W termal direnci, birleşme sıcaklığını 95°C'nin altında tutmak için dikkatli bir yerleşim gerektirir.
• Çevresel Koruma:Kükürt bileşiklerine (>100PPM), broma (>900PPM), klora (>900PPM) ve yapıştırıcı veya dökme malzemelerden sızabilecek VOC'lere maruz kalmaktan kaçının. Bunlar renk bozulmasına ve ışık çıkışında düşüşe neden olabilir.
• Paralel Çalışma:Birden fazla LED paralel kullanılırsa, her birinin akımı dengelemek için kendi seri direnci olmalıdır.

9. Teknik Karşılaştırma

Benzer PLCC-2 paketlerindeki standart yeşil LED'lerle karşılaştırıldığında, bu cihaz geniş bir görüş açısı (140°) ve 900mcd'ye kadar birden fazla parlaklık grubu sunar. Sıkı dalga boyu gruplaması (grup başına ±2.5nm), çoklu LED montajları için kritik olan üstün renk tutarlılığı sağlar. 450°C/W (tipik) düşük termal direnç, 3.2x1.25mm paket için rekabetçidir ve uygun şekilde soğutulduğunda daha yüksek sürüş akımlarına olanak tanır. Ayrıca MSL-3 değeri ve RoHS uyumluluğu, otomatik SMT montajı için uygun hale getirir.

10. Sıkça Sorulan Sorular

S1: Bu LED için önerilen çalışma akımı nedir?
C: Tipik test akımı 20mA'dir ve parlaklık ile termal marj arasında iyi bir denge sağlar. Mutlak maksimum sürekli akım 30mA'dir, ancak birleşme sıcaklığı 95°C'nin altında tutulmalıdır.

S2: Bu LED'i darbe genişlik modülasyonu (PWM) uygulamasında kullanabilir miyim?
C: Evet, tepe akımı 1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliği ile 60mA'ye kadar çıkabilir. Daha yüksek görev döngülü PWM için ortalama akımın ≤30mA olduğundan emin olun.

S3: Tasarımım için doğru gerilim grubunu nasıl seçerim?
C: Akım aynalama veya seri bağlantı için dar bir gerilim aralığına ihtiyacınız varsa belirli bir grup seçin (örneğin 3.0-3.1V için H1). Genel kullanım için tipik 3.0V (H1) önerilir.

S4: Nem bariyerli torbayı açtıktan sonra depolama ömrü nedir?
C: ≤30°C ve ≤60% bağıl nemde 168 saat. Bu süre içinde kullanılmazsa, reflow'dan önce 60±5°C'de en az 24 saat fırınlayın.

S5: Bu LED'i dış mekanda kullanabilir miyim?
C: Çalışma sıcaklığı aralığı -40°C ila +85°C'dir ve birçok dış mekan uygulaması için uygundur. Ancak cihaz doğrudan suya maruz kalma için derecelendirilmemiştir; ek konformal kaplama gerekebilir.

11. Pratik Tasarım Örneği

Örnek: Paralel iki LED ile bir buton anahtarının arka aydınlatması.

• İstenen parlaklık: LED başına yaklaşık 500mcd (1CG veya 1CL grubu kullanarak).
• Besleme gerilimi: 5V DC.
• LED ileri gerilimi (tipik): 20mA'de 3.0V.
• Seri direnç: R = (5V - 3.0V) / 0.04A (paralel iki LED, her biri 20mA) = 50Ω. 51Ω, 1/4W direnç seçin.
• Termal kontrol: 25°C ortamda, birleşme sıcaklığı artışı = 20mA * 3.0V * 450°C/W = 0.027W * 450 = 12.15°C. Birleşme sıcaklığı = 37.15°C, 95°C'nin oldukça altında. 85°C ortamda bile birleşme = 97.15°C, biraz aşar; termal direnci azaltmak için daha büyük bir ped alanı kullanmayı veya akımı 18mA'ye düşürmeyi düşünün.

12. Çalışma Prensipleri

LED, ileri kutuplama yapıldığında yeşil ışık yayan galyum nitrür (GaN) veya ilgili III-V bileşik yarıiletken malzemelerden yapılmış bir p-n bağlantı diyotudur. Enerji bant aralığı dalga boyunu belirler. Bu durumda, 520nm civarındaki baskın dalga boyu yaklaşık 2.38eV'luk bir bant aralığına karşılık gelir. Cihaz, optik çıkarma ve mekanik koruma sağlayan şeffaf bir silikon veya epoksi içinde kapsüllenmiştir. Geniş görüş açısı, yayılan ışığı dağıtan bir difüzyon kapsülleyici veya paket tasarımı ile elde edilir.

13. Gelişim Trendleri

Yeşil LED'ler, daha iyi epitaksiyel büyütme teknikleri ve çip tasarımları sayesinde verimlilik (lm/W) açısından gelişmeye devam ediyor. Bu ayak izindeki SMD LED'ler için gelecekteki trendler arasında daha yüksek ışık verimliliği, azaltılmış termal direnç ve RGB uygulamalarında daha iyi renk karışımı için daha sıkı dalga boyu grupları yer alıyor. Ayrıca, sağlamlığı artırmak için paket içinde ESD koruma çiplerinin entegrasyonu daha yaygın hale geliyor. Giyilebilir ve IoT cihazları için minyatür, yüksek parlaklıklı LED'lere olan talep, paketleme ve termal yönetimde daha fazla yeniliği teşvik ediyor.