ELCH08 LED Veri Sayfası - Yüksek Verimli Beyaz LED - 1A'de 290lm - 2.85-3.9V - 120° Görüş Açısı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, yüksek verimli bir beyaz ışık yayan diyot (LED) bileşeninin teknik özelliklerini detaylandırmaktadır. Cihaz, kompakt paket tasarımı ile karakterize edilir ve bu tasarım, parlak aydınlatma gerektiren alan kısıtlı uygulamalar için uygun olan yüksek ışık çıkışı sağlar. Temel avantajları arasında 1 Amper sürücü akımında 290 lümen tipik ışık akısı ve buna karşılık gelen yaklaşık 87 lümen/vatt'lık optik verim bulunmaktadır. LED, sağlam ESD koruması içerir ve bu da işleme ve montaj sırasındaki güvenilirliğini artırır. RoHS direktiflerine tam uyumludur ve kurşunsuz işlemler kullanılarak üretilmiştir.

1.1 Hedef Uygulamalar

Bu LED, geniş bir aydınlatma amacı yelpazesi için tasarlanmıştır. Birincil uygulamalar arasında mobil cihazlarda ve dijital video ekipmanlarında kamera flaşı veya stroboskopik ışık kaynağı olarak hizmet vermek yer alır. Ayrıca genel iç mekan aydınlatması, TFT ekranlar için arka aydınlatma ve çeşitli dekoratif veya eğlence aydınlatma sistemleri için de oldukça uygundur. Bunun yanı sıra, otomotiv aydınlatmasında hem iç hem de dış fonksiyonlar için ve ayrıca çıkış işaretleri ve basamak işaretleyicileri gibi güvenlik ve yönlendirme aydınlatmalarında kullanım alanı bulur.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorumlama

Aşağıdaki bölümler, mutlak maksimum değerler ve tipik çalışma koşullarından türetilen cihazın temel teknik parametrelerinin detaylı bir analizini sunar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Normal çalışma için tasarlanmamıştır.

• DC İleri Akım (Fener Modu): 350 mA. Bu, LED'in kaldırabileceği maksimum sürekli ileri akımdır.
• Tepe Darbe Akımı: 1500 mA. Bu yüksek akım yalnızca belirli darbe koşullarında (maks. 400 ms süre, %10 görev döngüsü) uygulanabilir; bu tipik olarak kamera flaşı işlemleri içindir.
• ESD Direnci (HBM): 8 kV. Cihaz, JEDEC JS-001-2017 (eski adıyla JEDEC 3b) standardına göre yüksek elektrostatik deşarj koruması sunar; bu, montaj ve işleme güvenilirliği için kritik öneme sahiptir.
• Jonksiyon Sıcaklığı (Tj): 150 °C. Yarı iletken jonksiyonunda izin verilen maksimum sıcaklık.
• Çalışma & Depolama Sıcaklığı: -40 °C ila +85 °C (çalışma), -40 °C ila +100 °C (depolama).
• Termal Direnç (Rth): 3.4 °C/W. Bu parametre, ısının jonksiyondan çevreye ne kadar etkili bir şekilde transfer edildiğini gösterir. Daha düşük bir değer daha iyi termal performans anlamına gelir.
• Güç Dağılımı (Darbe Modu): 6.42 W. Cihazın darbe koşullarında dağıtabileceği maksimum güç.
• Görüş Açısı (2θ1/2): 120 derece ± 5°. Bu, ışık şiddetinin tepe şiddetinin en az yarısı olduğu açısal aralığı tanımlar ve geniş, Lambert benzeri bir yayılım deseni ile sonuçlanır.

Kritik Notlar: Cihaz ters öngerilimli çalışma için tasarlanmamıştır. Maksimum değerlerde sürekli çalıştırma, bozulmaya ve potansiyel arızaya yol açacağından yasaktır. Tüm güvenilirlik özellikleri, 1.0 cm² Metal Çekirdekli Baskılı Devre Kartı (MCPCB) üzerinde kontrollü termal yönetim altında doğrulanmıştır.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler (Ts=25°C)

Bu parametreler tipik test koşullarında (50ms darbe, lehim pedi 25°C'de) ölçülmüştür ve beklenen performansı temsil eder.

• Işık Akısı (Iv): IF=1000mA'de 260 lm (Min), 300 lm (Tip).
• İleri Gerilim (VF): IF=1000mA'de 2.85V (Min), 3.90V (Maks). Tipik değer bu aralık içinde yer alır.
• İlişkili Renk Sıcaklığı (CCT): 5500K ila 6500K, bu da onu "soğuk beyaz" veya "gün ışığı beyazı" renk sıcaklığı aralığına yerleştirir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler, temel performans parametrelerine göre sınıflara ayrılır. Bu, tasarımcıların parlaklık, gerilim düşüşü ve renk için belirli uygulama gereksinimlerini karşılayan bileşenleri seçmesine olanak tanır.

3.1 İleri Gerilim Sınıflandırması

LED'ler, IF=1000mA'de üç gerilim sınıfına ayrılır:
- Sınıf 2832: VF = 2.85V ila 3.25V.
- Sınıf 3235: VF = 3.25V ila 3.55V.
- Sınıf 3539: VF = 3.55V ila 3.90V.
Bu sınıflandırma, ileri gerilim değişimini hesaba katarak kararlı sürücü devreleri tasarlamaya yardımcı olur.

3.2 Işık Akısı Sınıflandırması

LED'ler, IF=1000mA'deki ışık çıkışlarına göre sıralanır:
- Sınıf J7: Iv = 260 lm ila 300 lm.
- Sınıf J8: Iv = 300 lm ila 330 lm.
- Sınıf J9: Iv = 330 lm ila 360 lm.
Bu, nihai uygulamada öngörülebilir parlaklık seviyelerini sağlar.

3.3 Renklilik (Renk) Sınıflandırması

Beyaz ışık renkliliği, CIE 1931 (x, y) renk koordinatları ile tanımlanır. Bu cihaz için birincil sınıf5565, 5500K ila 6500K aralığında bir CCT hedefleyen sınıftır. Bu sınıf için spesifik referans noktası (0.3166, 0.3003) koordinatlarındadır ve CIE şeması üzerinde tanımlanmış bir dörtgen tolerans kutusu vardır. Renk koordinatları için ölçüm toleransı ±0.01'dir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Grafiksel veriler, cihazın değişen çalışma koşulları altındaki davranışına ilişkin içgörü sağlar.

4.1 Bağıl Spektral Dağılım

Spektral güç dağılım eğrisi, her dalga boyunda yayılan ışığın şiddetini gösterir. Fosfor kaplamalı mavi bir InGaN çipine dayalı beyaz bir LED için, spektrum tipik olarak çipten gelen baskın bir mavi tepe noktası ve fosfordan gelen daha geniş bir sarı/kırmızı yayılım bandı içerir. Birleşik çıktı beyaz ışık üretir. Tepe dalga boyu (λp) ve tam spektral şekil, Renksel Geriverim İndeksi (CRI) ve algılanan renk kalitesini etkiler.

4.2 Tipik Radyasyon Deseni

Polar radyasyon deseni, ışık şiddetinin uzamsal dağılımını gösterir. Sağlanan eğri, şiddetin görüş açısının kosinüsü ile yaklaşık orantılı olduğu, Lambert benzeri bir deseni işaret eder. Bu, genel aydınlatma ve flaş uygulamaları için uygun geniş, düzgün bir aydınlatma ile sonuçlanır. X ve Y eksen desenlerinin benzer olduğu gösterilmiştir, bu da simetrik yayılımı gösterir.

4.3 İleri Gerilim - İleri Akım (V-I Eğrisi)

Bu eğri, bir diyot için tipik olan üstel ilişkiyi gösterir. İleri gerilim akımla artar ancak doğrusal değildir. Bu eğriyi anlamak, dağıtılan gücün (Vf * If) ısı üretmesi nedeniyle termal yönetim ve sürücü tasarımı için esastır.

4.4 Bağıl Işık Akısı - İleri Akım

Bu grafik, ışık çıkışının sürücü akımı ile nasıl ölçeklendiğini gösterir. Başlangıçta, akı akımla neredeyse doğrusal olarak artar. Ancak, daha yüksek akımlarda, artan jonksiyon sıcaklığı ve diğer yarı iletken fizik etkileri nedeniyle verim düşüşü meydana gelir ve bu da akıdaki bağıl artışın azalmasına neden olur. Önerilen akımın ötesinde çalıştırmak etkinliği azaltır ve yaşlanmayı hızlandırır.

4.5 CCT - İleri Akım

Bu eğri, ilişkili renk sıcaklığının sürücü akımı ile nasıl değiştiğini ortaya koyar. Tipik olarak, fosfor dönüştürmeli beyaz LED'ler için, mavi pompa LED'i ile fosfor arasındaki diferansiyel verim değişiklikleri nedeniyle çok yüksek akımlarda CCT artabilir (ışık daha soğuk/mavi olur). Grafik, operasyonel akım aralığı boyunca CCT'nin nispeten kararlı kaldığını göstermektedir; bu, tutarlı renk performansı için arzu edilir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

LED paketinin fiziksel boyutları ve yapısı, PCB yerleşimi, termal yönetim ve optik tasarım için kritik öneme sahiptir.

5.1 Paket Boyut Çizimi

Veri sayfası, SMD (Yüzeye Monte Cihaz) paketinin detaylı ölçülü bir çizimini içerir. Temel boyutlar arasında toplam uzunluk, genişlik ve yükseklik ile ped (terminal) boyutu ve aralığı yer alır. Aksi belirtilmedikçe toleranslar tipik olarak ±0.1mm'dir. Bu çizim, CAD yazılımında PCB ayak izini (land pattern) oluşturmak için gereklidir.

5.2 Polarite Tanımlama

Paket bir polarite işaretleyicisine sahiptir. Montaj sırasında ters öngerilimi önlemek için doğru yönlendirme zorunludur; bu desteklenmez ve cihaza zarar verebilir. Polarite ayrıca otomatik pick-and-place makineleri için taşıma bandı üzerinde de belirtilir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Parametreleri

Cihaz, standart kurşunsuz reflow profilleri (örn., IPC/JEDEC J-STD-020) ile uyumlu olan 260°C'lik bir tepe lehimleme sıcaklığına dayanabilir. İzin verilen maksimum reflow döngü sayısı 3'tür. Termal şoku önlemek ve LED bileşenine zarar vermeden güvenilir lehim bağlantıları sağlamak için önerilen sıcaklık profilini (ısınma, bekleme, reflow tepe noktası ve soğutma oranları) takip etmek çok önemlidir.

6.2 Nem Hassasiyet Seviyesi (MSL)

Bileşen MSL Seviye 1 olarak derecelendirilmiştir. Bu en yüksek nem direnci seviyesidir, yani cihaz ≤ 30°C / %85 Bağıl Nem koşullarında sınırsız raf ömrüne sahiptir ve bu koşullar altında depolandığı sürece kullanımdan önce fırınlanması gerekmez. Bu, daha yüksek MSL seviyelerine kıyasla envanter yönetimini basitleştirir.

6.3 Depolama Koşulları

Önerilen depolama sıcaklık aralığı -40°C ila +100°C'dir. Bileşenler, MSL 1 derecesini korumak için kullanıma hazır olana kadar nem bariyerli orijinal torbalarında kurutucu ile saklanmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Paketleme Özellikleri

LED'ler, otomatik SMD montajı için standart olan makaralara sarılmış kabartmalı taşıma bantları üzerinde tedarik edilir. Veri sayfası, hem taşıma bandı (cep aralığı, genişlik vb.) hem de makara (çap, göbek boyutu) için boyutlar sağlar. Standart bir makara 2000 adet içerir. Bant, yerleştirme makinesi için polariteyi ve besleme yönünü gösterir.

7.2 Ürün Etiketleme

Makaralar ve paketleme, izlenebilirlik ve doğru kullanım için temel bilgilerle etiketlenmiştir:
- P/N: Üretici parça numarası (örn., ELCH08-NF5565J7J9283910-FDH).
- LOT NO: Kalite kontrolü için üretim parti numarası.
- QTY: Paketteki parça miktarı.
- CAT: Işık Akısı Sınıfı kodu (örn., J7).
- HUE: Renk Sınıfı kodu (örn., 5565).
- REF: İleri Gerilim Sınıfı kodu (örn., 2832, 3235, 3539).
- MSL-X: Nem Hassasiyet Seviyesi.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tasarım Hususları

Termal Yönetim: Bu, LED performansı ve ömrü için en kritik faktördür. Düşük termal direnç (3.4°C/W) yalnızca yeterli soğutma ile etkilidir. Lehim pedlerinden ısıyı uzaklaştırmak için yeterli bakır alanına sahip bir PCB veya özel bir Metal Çekirdekli PCB (MCPCB) kullanın. IF=1000mA'de maksimum altlık sıcaklığı 70°C olarak belirtilmiştir.
Akım Sürme: Kararlı ışık çıkışı sağlamak ve termal kaçakları önlemek için sabit gerilim kaynağı değil, sabit akımlı bir LED sürücüsü kullanın. Hem sürekli (fener) hem de darbe (flaş) modları için mutlak maksimum akım değerlerine saygı gösterin.
Optik Tasarım: Geniş 120 derecelik görüş açısı, geniş kapsama gerektiren uygulamalar için uygundur. Odaklanmış ışınlar için ikincil optikler (lensler, reflektörler) gerekli olacaktır. Lambert yayılım deseni, optik modellemeyi basitleştirir.

8.2 ESD Önlemleri

Cihaz yüksek ESD korumasına (8kV HBM) sahip olsa da, kümülatif hasarı veya gizli kusurları önlemek için işleme ve montaj sırasında standart ESD kontrol uygulamalarına (topraklanmış çalışma istasyonları, bileklikler vb. kullanımı) hala uyulmalıdır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Veri sayfasında diğer spesifik modellerle doğrudan yan yana bir karşılaştırma sağlanmamış olsa da, bu LED'in temel farklılaştırıcı özellikleri şu şekilde çıkarılabilir:
- Yüksek Işıksal Verim: 1A'de 87 lm/W, sınıfındaki yüksek güçlü bir SMD LED için rekabetçi bir verimliliktir; bu, belirli bir ışık çıkışı için daha düşük enerji tüketimi ve azaltılmış termal yük anlamına gelir.
- Yüksek Akım Darbe Kapasitesi: Flaş uygulamaları için 1500mA tepe darbe değeri önemli bir özelliktir ve kamera flaşları için uygun çok parlak, kısa süreli ışık patlamaları sağlar.
- Sağlam ESD Derecesi: 8kV HBM, daha düşük veya belirtilmemiş ESD derecelerine sahip birçok LED'e kıyasla üstün işleme sağlamlığı sunar.
- Kapsamlı Sınıflandırma: Üç parametreli sınıflandırma (akı, gerilim, renk), daha sıkı sistem performans kontrolüne olanak tanır; bu, renk ve parlaklık tutarlılığı talep eden uygulamalar için avantajlıdır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S1: Bu LED'i 3.3V'luk bir güç kaynağı ile sürebilir miyim?
C: Doğrudan hayır. İleri gerilim (Vf) 1A'de 2.85V ila 3.90V arasında değişir. 3.3V'luk bir kaynak, düşük Vf'li bir birimi zar zor açabilir ancak uygun akım regülasyonu sağlayamaz. Sabit akımlı bir sürücü devresi gereklidir.

S2: "Fener Modu" (350mA) ile test koşulu (1000mA) arasındaki fark nedir?
A: "Fener Modu", maksimumsürekliDC akımına (350mA) atıfta bulunur. 1000mA özelliği isedarbeişlemi (örn., 50ms darbeler) içindir; tipik olarak performans kıyaslaması ve flaş uygulamaları için kullanılır. 1000mA'de sürekli çalıştırma maksimum değerleri aşar ve arızaya neden olur.

S3: Işık akısı sınıfı J7, J8, J9'u nasıl yorumlamalıyım?
A: Bunlar parlaklık sınıflarıdır. Tasarımınız en az 300 lümen gerektiriyorsa, J8 veya J9 sınıflarını seçmelisiniz. J7 sınıfını kullanmak, gereken parlaklığın altında birimlerle sonuçlanabilir. Sipariş verirken gerekli sınıfı belirtin.

S4: Bir soğutucu gerekli mi?
A: Kesinlikle evet. 1A darbede güç dağılımı neredeyse 4W'a (3.9V * 1A) kadar çıkabilir. Uygun soğutma olmadan, jonksiyon sıcaklığı hızla limitini aşacak, hızlı lümen kaybına, renk kaymasına ve felaket arızasına yol açacaktır.

11. Pratik Kullanım Senaryosu Örneği

Senaryo: Bir Cep Telefonu Kamera Flaşı Tasarlama
1. Sürücü Seçimi: Darbe genişliği (örn., ~400ms) ve görev döngüsü (<%10) üzerinde sıkı kontrol sağlayabilen, kompakt, yüksek verimli anahtarlamalı mod sabit akım sürücü IC'si seçin.
2. PCB Yerleşimi: LED'i, büyük bakır alanlara veya dahili toprak katmanına bağlı özel bir termal ped üzerine yerleştirin. Pedin altına ısıyı diğer katmanlara iletmek için birden fazla via kullanın. Sürücü IC'sini iz endüktansını en aza indirmek için yakın tutun.
3. Optik Entegrasyon: Işığı yaymak ve sıcak noktaları ortadan kaldırmak için LED'in üzerine basit bir plastik lens veya ışık kılavuzu yerleştirilecektir; bu, kamera sahnesi için eşit aydınlatma sağlar. LED'in geniş görüş açısı bu yayılmaya yardımcı olur.
4. Bileşen Seçimi: Milyonlarca telefon arasında tutarlı flaş rengi ve parlaklığı için sıkı sınıflar belirtin: örn., Renk Sınıfı 5565, Akı Sınıfı J8 veya J9 ve sürücü tasarımını basitleştirmek için belirli bir Gerilim Sınıfı.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Bu bir fosfor dönüştürmeli beyaz LED'dir. Çekirdek, ileri bir gerilim uygulandığında ve elektronlar çipin bant aralığı boyunca deliklerle yeniden birleştiğinde mavi ışık yayan İndiyum Galyum Nitrür (InGaN) yapılmış bir yarı iletken çiptir. Bu mavi ışık, çipi kaplayan seryum katkılı itriyum alüminyum granat (YAG:Ce) fosfor tabakası tarafından kısmen emilir. Fosfor, mavi fotonların bir kısmını sarı spektrumundaki daha uzun dalga boylarına dönüştürür. Kalan mavi ışık ve dönüştürülmüş sarı ışığın karışımı, insan gözü tarafından beyaz ışık olarak algılanır. Mavi ve sarı yayılımın oranı, İlişkili Renk Sıcaklığını (CCT) belirler.

13. Teknoloji Trendleri

Beyaz LED'lerin gelişimi birkaç temel yörüngeyi izler:
- Artırılmış Verimlilik (lm/W): Mavi çipin iç kuantum verimliliğinde, paketten ışık çıkarma oranında ve fosfor dönüşüm verimliliğinde devam eden iyileştirmeler, etkinliği daha da yükseltir ve enerji tüketimini azaltır.
- Geliştirilmiş Renk Kalitesi: Basit mavi+YAG sistemlerinin ötesine geçerek, daha yüksek Renksel Geriverim İndeksi (CRI) ve açılar arasında daha tutarlı renk (Açısal Renk Düzgünlüğü) elde etmek için çoklu fosfor veya mor-pompalı sistemlere doğru ilerleme.
- Daha Yüksek Güç Yoğunluğu ve Küçültme: Bu cihazda görüldüğü gibi, trend daha fazla lümeni daha küçük paketlere sığdırmaktır; bu da gelişmiş altlıklar ve paket malzemeleri gibi her zaman daha iyi termal yönetim çözümleri talep etmektedir.
- Geliştirilmiş Güvenilirlik: Malzemelerdeki (fosforlar, kapsülleyiciler) ve paketleme tekniklerindeki iyileştirmeler, operasyonel ömrü ve lümen bakımını (L70, L90 dereceleri) uzatmaya devam etmektedir.
- Akıllı ve Entegre Çözümler: Piyasa, entegre sürücüler, sensörler veya iletişim yetenekleri (Li-Fi) içeren LED'lerde büyüme görüyor olsa da, bu veri sayfası ayrık, geleneksel bir bileşeni tanımlamaktadır.