1608-UG0100M-AM Yeşil LED Veri Sayfası - PLCC-2 Paketi - 1.6x0.8mm - 2.65V @10mA - 120° Görüş Açısı - İngilizce Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

1608-UG0100M-AM, yüzey montaj uygulamaları için tasarlanmış yüksek parlaklıklı, yeşil bir ışık yayan diyottur (LED). SMD LED'ler için yaygın ve güvenilir bir form faktörü olan PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier) paketini kullanır. Bu bileşenin birincil uygulama odağı otomotiv iç aydınlatmasıdır; bu da tasarımının zorlu ortamlarda güvenilirlik ve performans için katı gereksinimleri karşıladığını gösterir. Kompakt 1608 ayak izi (1.6mm x 0.8mm), tutarlı, parlak yeşil aydınlatmanın gerekli olduğu alanı kısıtlı tasarımlar için uygun kılar.

LED'in temel avantajları, standart 10mA sürücü akımında 700 milikandela (mcd) yüksek tipik ışık şiddeti ve geniş 120 derecelik görüş açısını içerir. Bu, gösterge paneli arka aydınlatması, anahtar aydınlatması veya ortam aydınlatması için çok önemli olan çeşitli açılardan iyi görünürlük sağlar. Ayrıca, bileşen otomotiv uygulamalarında ayrık yarı iletkenler için kritik bir kıstas olan AEC-Q101 standardına göre kalifiye edilmiştir; bu da otomotiv endüstrisinin aşırı sıcaklık, titreşim ve uzun ömürlülük taleplerine dayanabileceğini garanti eder. RoHS, REACH ve halojensiz direktiflerine uyum, çevre dostu olmasını ve küresel pazarlara uygunluğunu sağlar.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Fotometrik ve Elektriksel Özellikler

Temel çalışma parametreleri, LED'in standart koşullar altındaki (genellikle 25°C eklem sıcaklığında ve 10mA ileri akımda) performansını tanımlar. Işık Şiddeti (Iv) tipik değeri 700 mcd, minimumu 520 mcd ve maksimumu 820 mcd olarak belirtilmiştir. %8'lik bir ölçüm toleransı uygulanır. Bu parametre, insan gözü tarafından algılanan ışık çıkışının parlaklığıdır.

The İleri Yönlü Gerilim (Vf) tipik olarak 10mA'de 2.65V ölçer ve 2.25V ile 3.25V arasında bir aralığa sahiptir. ±0.05V'lik sıkı bir ölçüm toleransı belirtilmiştir. LED üzerindeki bu gerilim düşüşü, güç dağılımını hesaplamak ve akım sınırlama devresini tasarlamak için çok önemlidir. The Baskın Dalga Boyu (λd), algılanan rengi tanımlar, 525nm (yeşil) merkezli olup 520nm ile 530nm aralığındadır ve ±1nm toleransa sahiptir.

The Görüş Açısı 120 derecedir ve ışık şiddetinin tepe değerinin yarısına düştüğü eksen dışı açı olarak tanımlanır (Full Width at Half Maximum - FWHM). ±5 derece toleransa izin verilir.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler ve Termal Yönetim

Bu değerler, kalıcı hasarın meydana gelebileceği sınırları tanımlar. Mutlak Maksimum İleri Akım (IF) 30mA DC'dir. Daha yüksek bir Darbe Akımı (IFM) 50mA'lik bir akım, çok kısa darbe süreleri (≤10μs) ve düşük bir görev döngüsü (0.005) için kabul edilebilir. Cihaz ters gerilim işlemi için tasarlanmamıştır.

Termal yönetim, LED ömrü için kritik öneme sahiptir. Maksimum Kavşak Sıcaklığı (Tj) 125°C'dir. Bileşen -40°C ila +110°C arasındaki ortam sıcaklıklarında çalışabilir. İki değer Termal Direnç (Rth JS) Sağlanan değerler: 210 K/W (gerçek, ölçülen) ve 190 K/W (elektriksel, hesaplanan). Bu parametre, ısının yarı iletken bağlantı noktasından lehim noktasına ne kadar etkili bir şekilde iletildiğini gösterir; daha düşük bir değer daha iyidir. Güç Dağılımı (Pd) Maksimum değer, maksimum ileri yönlü voltaj ve akım kullanılarak hesaplanan 97.5 mW'dir.

Cihaz, 2 kV'a kadar (İnsan Vücudu Modeli) ESD koruması sağlar ve 30 saniye boyunca 260°C'lik bir reflow lehimleme tepe sıcaklığına dayanabilir.

3. Binning Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler performans sınıflarına ayrılır. Bu veri sayfası, üç temel parametre için sınıfları tanımlar.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Işık şiddeti, harf (Q, R, S, T, U, V, A, B) ve sayı (1, 2, 3) ile gruplandırılır ve her sınıf belirli bir mcd aralığını kapsar. 1608-UG0100M-AM için, tipik 700mcd spesifikasyonuna karşılık gelen olası çıkış sınıfları vurgulanmıştır. Bu, belirli üretim partisine bağlı olarak U2 (520-610 mcd) ve U3 (610-710 mcd) veya V1 (710-820 mcd) sınıfları içine düşer.

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Renk tutarlılığı, baskın dalga boyu grupları aracılığıyla yönetilir. Gruplar, minimum ve maksimum dalga boyunu nanometre cinsinden temsil eden 4 haneli bir kodla tanımlanır. Bu yeşil LED için ilgili gruplar 520-535nm aralığındadır ve tipik 525nm parça için özel grup muhtemelen "2025" (520-525nm) veya "2530" (525-530nm)'dur.

3.3 İleri Yönlü Gerilim Sınıflandırması

İleri voltaj, minimum ve maksimum voltajı voltun onda biri cinsinden temsil eden 4 haneli bir kod kullanılarak sınıflandırılır (örneğin, "2225", 2.2V ila 2.5V anlamına gelir). Tipik 2.65V Vf değeri için karşılık gelen sınıflar "2527" (2.50-2.75V) veya "2730" (2.75-3.00V) olacaktır. Vf sınıfını bilmek, özellikle birden fazla LED'de düzgün parlaklık gerektiren uygulamalar için hassas sürücü devreleri tasarlamaya yardımcı olur.

4. Performans Eğrisi Analizi

Sağlanan grafikler, LED'in değişen koşullar altındaki davranışına dair derin bir içgörü sunar.

4.1 IV Eğrisi ve Bağıl Işık Şiddeti

The İleri Yön Akımı - İleri Yön Gerilimi Grafik, diyotlar için tipik olan üstel ilişkiyi göstermektedir. 10mA'de voltaj yaklaşık 2.65V'dur. Eğri, tasarımcıların diğer sürücü akımlarındaki Vf'yi tahmin etmesine olanak tanır. Göreceli Işık Şiddeti - İleri Akım Grafiği Grafik, belirli bir noktaya kadar ışık çıkışının akımla süper doğrusal olarak arttığını göstermektedir. Daha yüksek akımlarda sürme parlaklığı artırsa da, aynı zamanda ısıyı artırır ve lümen kaybını hızlandırabilir.

4.2 Sıcaklığa Bağlılık

The Bağıl Işık Şiddeti - Kavşak Sıcaklığı Grafiği grafik kritik öneme sahiptir. Kavşak sıcaklığı yükseldikçe ışık çıkışının azaldığını gösterir. Bu olay termal sönüm olarak bilinir. Güvenilir performans için, kavşak sıcaklığını düşük tutmak amacıyla etkili bir soğutucu ve uygun sürücü akım yönetimi şarttır. Bağıl İleri Gerilim - Kavşak Sıcaklığı Grafiği Grafik negatif bir sıcaklık katsayısı göstermektedir; sıcaklık arttıkça Vf azalır. Bu özellik bazen sıcaklık algılama için kullanılabilir.

The Baskın Dalga Boyu vs. Kavşak Sıcaklığı Grafik, sıcaklık değişimiyle renkte (tipik olarak birkaç nanometre) hafif bir kayma olduğunu göstermektedir; bu, renk kritik uygulamalar için önemlidir.

4.3 Derecelendirme ve Darbe İşletimi

The İleri Akım Derecelendirme Eğrisi lehim pedi sıcaklığına dayanarak izin verilen maksimum sürekli ileri akımı belirler. Ped sıcaklığı arttıkça, izin verilen akım doğrusal olarak azalır ve 110°C'de 30mA'ya ulaşana kadar bu azalma devam eder. Grafik, 3mA'nın altındaki akımların kullanılmamasını açıkça belirtmektedir. İzin Verilen Darbe İşleme Kapasitesi Grafik, görev döngüsü aşırı ısınmayı önleyecek kadar düşük olduğu sürece, çok kısa darbe genişlikleri (mikrosaniyelerden milisaniyelere) için LED'in, 30mA DC maksimum değerinden önemli ölçüde daha yüksek akımları kaldırabileceğini göstermektedir.

4.4 Spektral Dağılım

The Göreceli Spektral Dağılım grafik, her bir dalga boyunda yayılan ışık yoğunluğunu çizer. Yeşil bir LED için bu, diğer renk bantlarında çok az emisyonla birlikte yeşil bölgede (~525nm) bir tepe noktası gösterir. Bu tepe noktasının darlığı, renk saflığına katkıda bulunur. Tipik Işınım Diyagramı Özellikleri (polar plot) görsel olarak 120 derecelik görüş açısını temsil eder ve yoğunluğun uzamsal olarak nasıl dağıldığını gösterir.

5. Mechanical, Packaging & Assembly Information

5.1 Mekanik Boyutlar ve Polarite

Bileşen, 1608 (1.6mm x 0.8mm) ayak izine sahip standart bir PLCC-2 yüzey montaj paketi kullanır. Mekanik çizim (PDF'de referans verilmiştir), paket gövdesi, bacak pozisyonları ve lens için kesin boyutları sağlar. Doğru polarite esastır. PLCC-2 paketi tipik olarak işaretli bir katoda sahiptir (genellikle lens üzerinde bir çentik, nokta veya yeşil işaret veya paket üzerinde pahlı bir köşe). Önerilen lehim pedi düzeni, reflow sırasında uygun lehim bağlantısı oluşumunu ve termal rahatlamayı sağlar.

5.2 Lehimleme ve Montaj Yönergeleri

LED, kurşunsuz lehimleme için yaygın IPC standartlarıyla uyumlu olan, 30 saniye boyunca 260°C tepe sıcaklığına sahip reflow lehimleme için derecelendirilmiştir. Termal şoktan kaçınmak için ayrıntılı bir reflow profili takip edilmelidir. Alınacak önlemler arasında lense mekanik stres uygulamaktan kaçınmak, optik yüzeyin kirlenmesini önlemek ve uygun lehim pastası ve şablon tasarımının kullanıldığından emin olmak yer alır. Nem Duyarlılık Seviyesi (MSL) 2'dir, bu da bileşenin reflow öncesi fırınlanması gerektirmeden önce ≤30°C/%60 RH'de bir yıla kadar saklanabileceği anlamına gelir.

5.3 Paketleme ve Sipariş Bilgileri

Bileşen, otomatik montaj için şerit ve makara üzerinde tedarik edilir. Paketleme bilgileri, makara boyutlarını, şerit genişliğini, yuva aralığını ve yönlendirmeyi belirtir. Parça numarası 1608-UG0100M-AM muhtemel bir kodlama kuralını izler: boyut için "1608", renk için "U" (muhtemelen Ultragreen), yeşil için "G", "0100" yoğunluk veya versiyonla ilgili olabilir, "M" paketlemeyi belirtebilir ve "AM" muhtemelen otomotiv sınıfını gösterir. Sipariş bilgileri, tam performans özelliklerinin sağlanması için gerekli ışık şiddeti, dalga boyu ve ileri voltaj bin kodlarını belirtir.

6. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

6.1 Birincil Uygulama: Otomotiv İç Aydınlatma

Bu LED, özellikle otomotiv iç aydınlatması için tasarlanmıştır. Bu, gösterge paneli arka aydınlatması, orta konsol düğmeleri, ortam ayak boşluğu aydınlatması, kapı kolu aydınlatması ve vites göstergeleri gibi uygulamaları içerir. AEC-Q101 kalifikasyonu, geniş çalışma sıcaklığı aralığı (-40°C ila +110°C) ve yüksek güvenilirliği, arızanın kabul edilemez olduğu bu zorlu ortamlar için uygun kılar.

6.2 Devre Tasarımı Hususları

Akım Sürme: LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Termal kaçak oluşumunu önlemek için sabit bir akım kaynağı veya voltaj kaynağı ile seri bağlı bir akım sınırlama direnci kullanılması zorunludur. Tasarım, tipik Vf ve istenen If değerleri temel alınarak, üretim toleransları göz önünde bulundurularak yapılmalıdır.

Termal Tasarım: PCB düzeni yeterli termal rahatlama sağlamalıdır. Lehim pedleri, özellikle varsa termal ped, ısıyı dağıtmak için bir bakır alana bağlanmalıdır. İleri akım, beklenen çalışma ortam sıcaklığı ve PCB'nin termal direncine göre düşürülmelidir.

ESD Koruması: LED'in 2kV HBM ESD koruması olsa da, otomotiv kablo demetleri gibi daha yüksek ESD olaylarının görülebildiği ortamlarda ek harici koruma (örneğin TVS diyotları veya dirençler) gerekli olabilir.

6.3 Optik Tasarım Hususları

120 derecelik görüş açısı, doğrudan görüntüleme veya ışık kılavuzları ve difüzörlerle kullanıldığında uygundur. Daha odaklanmış bir ışın demeti gerektiren uygulamalar için ikincil optikler (lensler) gerekli olacaktır. Yeşil renk, durum göstergeleri için etkilidir ve çok renkli ekranlar için genellikle diğer renklerle kombinasyon halinde kullanılır.

7. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Standart ticari sınıf yeşil LED'lere kıyasla, 1608-UG0100M-AM'ın temel farklılaştırıcı özelliği, otomotiv kalifikasyonudur (AEC-Q101)Bu, genel bileşenlerin maruz kalmadığı yüksek sıcaklık çalışma ömrü (HTOL), sıcaklık döngüsü, neme dayanıklılık ve diğer stresler için titiz testleri içerir. 700mcd'lik tipik ışık şiddeti, paket boyutu için rekabetçidir. PLCC-2 paketi, 0402 gibi daha küçük yonga boyutlu paketlerle karşılaştırıldığında daha iyi bacak rijitliği ve potansiyel olarak daha iyi termal performans sunarak otomotiv titreşimi için daha sağlam hale getirir. Belirtilen sınıflandırma yapısı, tasarımcılara öngörülebilir performans parametreleri sağlar; bu, birden fazla birimde renk ve parlaklık eşleştirmesinin kritik olduğu otomotiv aydınlatma sistemlerinde tutarlılığı korumak için esastır.

8. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Bu LED için minimum sürüş akımı nedir?
C: Veri sayfası açıkça "3mA altında akım kullanmayın" ifadesini belirtir. İleri akımın (IF) minimum değeri 3mA'dır. Bu değerin altında çalıştırmak, kararsız veya hiç ışık çıkışına neden olabilir.

S: Bu LED'i bir direnç olmadan 3.3V besleme ile sürebilir miyim?
C: Hayır. Tipik 2.65V Vf değeri ile doğrudan 3.3V'a bağlamak, LED üzerinden kontrolsüz bir akım sürmeye çalışır, bu muhtemelen 30mA mutlak maksimum değerini aşar ve anında arızaya neden olur. Her zaman bir akım sınırlama direnci veya sabit akım sürücüsü gereklidir.

Q: "U2" ışık şiddeti bin kodunu nasıl yorumlarım?
A: "U2" bin kodu, binleme tablosunda tanımlanan belirli bir ışık şiddeti aralığını ifade eder. "U" grubu için, "2" bin kodu, standart koşullar altında (IF=10mA, Tj=25°C) ölçüldüğünde minimum 520 mcd ve maksimum 610 mcd değerine karşılık gelir.

Q: Bu LED harici otomotiv aydınlatması için uygun mudur?
A: Veri sayfası, uygulama alanını "Otomotiv İç Aydınlatma" olarak belirtir. Dış aydınlatma (örn. stop lambaları, sinyal lambaları) tipik olarak farklı paketleme, daha yüksek güç, farklı renkler ve genellikle nem girişi ve UV direnci için farklı kalifikasyon testleri gerektirir. Bu bileşen dış kullanım için belirtilmemiştir.

Q: "Gerçek" ve "Elektriksel" termal direnç değerleri arasındaki fark nedir?
A: "Gerçek" termal direnç (210 K/W), fiziksel yöntemler (örn. sıcaklık sensörleri) kullanılarak doğrudan ölçülür. "Elektriksel" termal direnç (190 K/W), ileri voltajın sıcaklıkla değişiminin ölçülmesi (Vf sıcaklık katsayısı kullanılarak) ile dolaylı olarak hesaplanır. Elektriksel yöntem genellikle daha hızlıdır ancak farklı varsayımlara sahip olabilir. Muhafazakar termal tasarım için daha yüksek (gerçek) değer kullanılmalıdır.

9. Pratik Tasarım ve Kullanım Örnekleri

Örnek 1: Gösterge Paneli Anahtar Arka Aydınlatması. Bir tasarımcı, 10 yeşil gösterge anahtarını aydınlatmak istiyor. Her LED'i araçtaki 5V hattından 10mA ile sürmeyi planlıyor. Tipik Vf değeri olan 2.65V kullanıldığında, gerekli seri direnç değeri R = (5V - 2.65V) / 0.01A = 235 Ohm'dur. Standart bir 240 Ohm direnç seçilir. Her dirençte harcanan güç (5V-2.65V)*0.01A = 0.0235W'dır, bu nedenle küçük bir 1/10W direnç yeterlidir. PCB düzeni, LED'leri ve dirençleri birbirine yakın yerleştirir ve ısı yayılımı için LED lehim pedlerinin altındaki termal viyalar bir iç toprak katmanına bağlanır.

Örnek 2: Karartma için Darbe Genişlik Modülasyonu (PWM). Parlaklık kontrolü gerektiren ortam aydınlatması için, LED bir PWM sinyali ile sürülebilir. "Açık" darbe sırasındaki ileri akım, daha yüksek tepe parlaklığı elde etmek için 15-20mA olarak ayarlanabilirken, ortalama akım (ve dolayısıyla parlaklık ve ısı) görev döngüsü ile kontrol edilir. Seçilen darbe genişliği ve tepe akımının, seçilen görev döngüsü için güvenli sınırlar içinde olduğundan emin olmak için darbe işleme kapasitesi çizelgesine başvurulmalıdır.

10. Çalışma Prensibi ve Teknoloji Trendleri

10.1 Temel Çalışma Prensibi

Bir Işık Yayan Diyot (LED), bir yarı iletken p-n eklem diyotudur. İleri yönde bir voltaj uygulandığında, n-tipi malzemeden gelen elektronlar, aktif bölgede p-tipi malzemeden gelen oyuklarla yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme, enerjiyi fotonlar (ışık) şeklinde açığa çıkarır. Yayılan ışığın belirli dalga boyu (rengi), kullanılan yarı iletken malzemelerin enerji bant aralığı tarafından belirlenir (örneğin, yeşil için İndiyum Galyum Nitrür). PLCC paketi, yarı iletken çipi barındırır, uçlar aracılığıyla elektriksel bağlantılar sağlar ve ışık çıktısını şekillendiren ve çipi koruyan kalıplanmış bir plastik lens içerir.

10.2 Endüstri Trendleri

Otomotiv iç aydınlatma LED'lerindeki eğilim, daha yüksek verimliliğe (vat başına daha fazla lümen) doğrudur; bu da güç tüketimini ve termal yükü azaltır. Ayrıca, daha gizli aydınlatma ve daha sıkı entegrasyon için daha küçük paket boyutlarına (örneğin, 1006/0402) doğru bir yönelim vardır. Gelişmiş özellikler arasında, kontrolü basitleştirmek için LED paketi içinde entegre sürücü IC'ler bulunur. Ayrıca, geniş sıcaklık aralıklarında hassas ve tutarlı renk oluşturma talebi artmakta olup, bu da fosfor teknolojisinde (beyaz LED'ler için) ve epitaksiyel wafer büyüme tutarlılığında (bu yeşil LED gibi tek renkli LED'ler için) iyileştirmeleri teşvik etmektedir. Dinamik çok renkli bölgelerle daha sofistike ortam aydınlatması talebi de, daha sıkı sınıflandırma ve daha iyi performans kararlılığına sahip LED'lerin gelişimini etkilemektedir.