ELCS14B-KB4050J6J9283910-F4Z LED Veri Sayfası - Yüksek Verimli Beyaz LED - 1A'de 250lm - Maks. 3.95V - 5.9W Darbe Gücü - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, yüksek performanslı, yüzey montaj beyaz ışık yayan diyot (LED) için özellikleri detaylandırır. Cihaz, kompakt bir form faktörü içinde yüksek ışık çıkışı ve verimlilik gerektiren uygulamalar için tasarlanmıştır. Temel avantajları arasında 1 Amper sürücü akımında 250 lümen tipik ışık akısı ve bunun sonucunda etkileyici bir 73.5 lümen/Watt optik verim bulunur. LED, çeşitli montaj ortamlarında işlenmeye uygun olmasını sağlayan sağlam bir ESD koruması içerir. RoHS, AB REACH ve halojensiz gereksinimleri dahil olmak üzere modern çevre ve güvenlik standartlarına tam uyumludur. Birincil hedef pazarlar, mobil cihaz alt sistemleri, tüketici elektroniği, genel aydınlatma ve iç/dış otomotiv aydınlatmasını kapsar.

2. Teknik Parametreler ve Özellikler

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Cihazın çalışma limitleri, güvenilirliği sağlamak ve kalıcı hasarı önlemek için tanımlanmıştır. Ana değerler arasında 350 mA DC ileri akım (Fener Modu) ve belirtilen koşullar altında (maks. süre 400 ms, maks. görev döngüsü %10) 1500 mA tepe darbe akımı kapasitesi bulunur. Eklem sıcaklığı 150°C'yi aşmamalıdır. Cihaz, JEDEC JS-001-2017 (HBM) standardına göre 2 KV'a kadar bir ESD darbesine dayanabilir. Çalışma sıcaklığı aralığı -40°C ile +85°C arasındadır. Güvenilirlik bozulmasını önlemek için birden fazla maksimum değer parametresinin aynı anda uygulanmasından ve bu limitlerde uzun süreli çalışmaktan kaçınmak kritik öneme sahiptir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Tüm elektro-optik veriler, lehim pedi sıcaklığı (Ts) 25°C'de belirtilmiştir. Birincil performans metrikleri aşağıdaki gibidir:

• Işık Akısı (Iv):IF=1000mA'de 220 lm (Min), 250 lm (Tip). Ölçüm toleransı ±%10'dur.
• İleri Gerilim (VF):IF=1000mA'de 2.85V (Min), 3.95V (Maks). Ölçüm toleransı ±0.1V'dir. Elektrik ve optik veriler 50 ms'lik bir darbe koşulu altında test edilir.
• İlişkili Renk Sıcaklığı (CCT):4000K ile 5000K arasında değişir, tipik değeri 4500K'dır ve bu da onu nötr beyaz bölgeye yerleştirir.
• Renksel Geriverim İndeksi (CRI):Minimum 80, tipik değer 83'tür. Ölçüm toleransı ±2'dir.
• Görüş Açısı (2θ1/2):120 derece, ±5° toleransla. Bu geniş görüş açısı, Lambertian ışınım deseninin karakteristiğidir.

2.3 Termal ve Güvenilirlik Hususları

Uygun termal yönetim, performans ve ömür için en önemli faktördür. Cihaz, 1000mA'de çalışırken maksimum izin verilen alt tabaka sıcaklığı (Ts) 70°C'dir. Cihaz, maksimum iki reflow döngüsü için 260°C'de lehimlemeye dayanabilir. Tüm belirtilen parametreler, ışık akısı bozulmasının %30'dan az olması kriteriyle 1000 saatlik güvenilirlik testi ile garanti edilir. Bu test, 1.0 x 1.0 cm² Metal Çekirdekli Baskılı Devre Kartı (MCPCB) kullanılarak iyi bir termal yönetim altında gerçekleştirilir.

3. Sınıflandırma (Binning) Sistemi Açıklaması

LED'ler, bir uygulama içinde tutarlılığı sağlamak için üç ana parametreye göre sınıflandırılır (binlenir). Sınıf kodları, ürün sipariş kodunun bir parçasıdır (örn., ELC...J6J9283910'da J6, 4050, 2832).

3.1 Işık Akısı Sınıflandırması

LED'ler, 1000mA'deki toplam ışık çıkışlarına göre gruplandırılır. Sınıflandırma yapısı aşağıdaki gibidir:

• Sınıf J6:220 lm ile 250 lm arası Işık Akısı.
• Sınıf J7:250 lm ile 300 lm arası Işık Akısı.
• Sınıf J8:300 lm ile 330 lm arası Işık Akısı.
• Sınıf J9:330 lm ile 360 lm arası Işık Akısı.

Sağlanan cihaz, J6 sınıfındandır.

3.2 İleri Gerilim Sınıflandırması

LED'ler, sürücü tasarımına ve güç yönetimine yardımcı olmak için 1000mA'deki gerilim düşüşlerine göre kategorize edilir.

• Sınıf 2832:2.85V ile 3.25V arası İleri Gerilim.
• Sınıf 3235:3.25V ile 3.55V arası İleri Gerilim.
• Sınıf 3539:3.55V ile 3.95V arası İleri Gerilim.

Sağlanan cihaz, 2832 gerilim sınıfına girer.

3.3 Renk Koordinatı (Renk) Sınıflandırması

CIE 1931 renklilik diyagramındaki renk koordinatları sıkı bir şekilde kontrol edilir. Cihaz, yayılan beyaz ışığın tutarlı bir renk uzayı içine düşmesini sağlayan diyagram üzerinde belirli bir dörtgen alanı tanımlayan "4050" renk sınıfını kullanır. Renk koordinatları, IF=1000mA'de ±0.01 toleransla ölçülür. Bu sınıf, 4000K ile 5000K arasındaki ilişkili renk sıcaklığı aralığına karşılık gelir.

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 Spektral Dağılım

Göreceli spektral dağılım eğrisi (veri sayfasında gösterilmiştir), fosfor dönüştürmeli beyaz LED için tipiktir. InGaN çipinden gelen birincil mavi tepe (λp dalga boyu belirtilir, örn., yaklaşık 450-455nm civarı) ve fosfordan gelen sarı-yeşil-kırmızı bölgede geniş bir ikincil emisyon bandı özelliğine sahiptir. Kombinasyon beyaz ışık üretir. Kesin şekil ve tepe dalga boyları, CCT ve CRI'yi belirler.

4.2 Işınım Deseni

Tipik polar ışınım deseni, bir Lambertian dağılımını doğrular. Göreceli ışık şiddeti, görüş açısına karşı çizilir. Desen, şiddetin 0°'de (yayıcı yüzeye dik) en yüksek olduğunu ve bir kosinüs yasasını izleyerek azaldığını, merkez çizgiden ±60°'de tepe değerin yarısına ulaşarak 120°'lik tam görüş açısını tanımladığını gösterir.

4.3 İleri Karakteristikler

İleri Gerilim - Akım ve Göreceli Işık Akısı - Akım için özel grafikler bu ön veri sayfasında "TBD" (Belirlenecek) olarak işaretlenmiş olsa da, genel davranışları LED'ler için standarttır. İleri gerilim (VF), akımla logaritmik olarak artar. Göreceli ışık akısı tipik olarak akımla doğrusal altı şekilde artar ve verimlilik (lümen/watt) genellikle maksimum derecelendirilmiş akımdan daha düşük bir akımda zirve yapar. İlişkili Renk Sıcaklığı (CCT), eklem sıcaklığı ve fosfor verimliliği değişiklikleri nedeniyle sürücü akımıyla hafifçe kayabilir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

LED, bir yüzey montaj cihazı (SMD) paketinde gelir. Veri sayfası, milimetre cinsinden detaylı ölçülü çizimleri (üst, yan ve alt görünümler) içerir. Ana boyutlar tipik olarak paket uzunluğu, genişliği, yüksekliği, ped boyutları ve ped aralığını içerir. Aksi belirtilmedikçe toleranslar genellikle ±0.05mm'dir. Alt görünüm, doğru PCB ayak izi tasarımı ve montaj polaritesi için anot ve katot ped işaretlerini açıkça gösterir.

5.2 Polarite Tanımlama

Doğru polarite, çalışma için esastır. Paket, anot (+) ve katot (-) ayırt etmek için asimetrik pedlere veya işaretlere (alt görünüm çiziminde görülebilir) sahiptir. PCB ayak izi, yanlış yerleştirmeyi önlemek için bu asimetriyle eşleşecek şekilde tasarlanmalıdır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Cihaz, reflow lehimleme işlemlerine uygundur. Maksimum lehimleme sıcaklığı 260°C'dir ve maksimum iki reflow döngüsüne dayanabilir. Tasarımcılar, LED çipine, fosfora veya pakete termal hasarı önlemek için tepe sıcaklığın ve sıvı üstü sürenin kontrol edildiği standart kurşunsuz reflow profiline uymalıdır.

6.2 Nem Hassasiyeti ve Depolama

LED, Nem Hassasiyet Seviyesi (MSL) 1 olarak derecelendirilmiştir. Bu, ≤30°C / %85 Bağıl Nem koşullarında sınırsız raf ömrüne sahip olduğu anlamına gelir. Ancak, en iyi uygulamalar yine de takip edilmelidir:

• Açmadan önce:Kapalı nem geçirmez torbayı ≤30°C / <%90 RH'de saklayın.
• Açtıktan sonra:Bileşenleri hemen kullanın. Hemen kullanılmayacaksa, ≤30°C / <%85 RH'de saklayın. Bileşenler üretimde kullanılmaya hazır olana kadar torbayı açmamanız önerilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

LED'ler, otomatik pick-and-place montajı için makaralara sarılmış kabartmalı taşıyıcı şeritler üzerinde tedarik edilir. Veri sayfası, taşıyıcı şerit ceplerinin, aralığının ve genel makara boyutlarının ölçülerini sağlar. Standart yüklü miktar makara başına 2000 adettir ve minimum sipariş miktarı 1000 adettir.

7.2 Ürün Etiketleme

Makara ve paketleme etiketleri, izlenebilirlik ve doğrulama için kritik bilgileri içerir:

• CPN:Müşteri Parça Numarası.
• P/N:Üretici Parça Numarası (örn., ELC...F4Z).
• LOT NO:İzlenebilirlik için üretim lot numarası.
• QTY:Paketteki cihaz miktarı.
• CAT:Işık Akısı Sınıfı (örn., J6).
• HUE:Renk Sınıfı (örn., 4050).
• REF:İleri Gerilim Sınıfı (örn., 2832).
• MSL-X:Nem Hassasiyet Seviyesi.

8. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Mobil Cihaz Kamera Flaşı:Yüksek darbe akımı kapasitesi (1500mA) ve yüksek ışık çıkışı, onu akıllı telefon ve tabletlerde kamera flaşı/strobe uygulamaları için uygun kılar.
• Fener ve Taşınabilir Aydınlatma:Yüksek verimliliği nedeniyle cihazlardaki fener modları veya özel el fenerleri için idealdir.
• Arka Aydınlatma:Küçük ve orta boy ekranlarda TFT-LCD arka aydınlatma için kullanılabilir.
• Genel ve Dekoratif Aydınlatma:Vurgu aydınlatması, tabela, basamak ışıkları ve diğer iç/dış mimari uygulamalar için uygundur.
• Otomotiv Aydınlatması:İç harita ışıkları, kapı ışıkları ve diğer dış ön aydınlatma olmayan fonksiyonlar için uygulanabilir.

8.2 Kritik Tasarım Hususları

1. Termal Yönetim:Bu, performans ve ömür için en kritik faktördür. LED, lehim pedi ve eklem sıcaklıklarını limitler içinde tutmak için yeterli termal iletkenliğe sahip bir PCB'ye (örn., MCPCB veya termal viyalı FR4) monte edilmelidir. 1000mA'de belirtilen 70°C alt tabaka sıcaklığı, önemli bir tasarım hedefidir.
2. Akım Sürme:Sabit gerilim kaynağı değil, sabit akımlı bir LED sürücüsü kullanın. Sürücü, gerekli ileri akım (DC veya darbe) ve kullanılan belirli sınıfın ileri gerilim aralığı için derecelendirilmiş olmalıdır.
3. ESD Önlemleri:Cihaz dahili ESD korumasına sahip olsa da, montaj ve işleme sırasında standart ESD işlem prosedürleri takip edilmelidir.
4. Optik Tasarım:Işın şekillendirme veya belirli aydınlatma desenleri gerekiyorsa, Lambertian emisyon deseni uygun ikincil optiklerin (lensler, reflektörler) kullanılmasını gerektirir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Standart orta güçlü LED'lerle karşılaştırıldığında, bu cihaz muhtemelen benzer bir paket boyutunda önemli ölçüde daha yüksek ışık akısı sunarak verimlilik sınırlarını zorlar (1A'de 73.5 lm/W). Sağlam 2KV ESD koruması, birçok tüketici sınıfı LED'de bulunan tipik 1KV seviyesini aşarak daha iyi işleme sağlamlığı sunar. Yüksek akı, yüksek verimlilik ve güçlü ESD korumasının tek bir pakette birleşimi, kamera flaşları gibi alan, ışık çıkışı ve güvenilirliğin en önemli olduğu zorlu uygulamalar için önemli bir farklılaştırıcıdır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

10.1 Fener Modu ve Darbe Modu akımları arasındaki fark nedir?

Fener Modu (IF=350mA):Bu, sabit açık bir el feneri gibi uygulamalar için önerilen maksimumsürekliDC ileri akımdır.

Darbe Modu (IPulse=1500mA):Bu, kamera flaşı uygulamalarında kullanıldığı gibi, çok kısa süreler (maks. 400ms) ve düşük bir görev döngüsü (maks. %10) için maksimumtepe darbeakımıdır. Bu akımda sürekli çalışmak aşırı ısınmaya ve arızaya neden olacaktır.

10.2 Bu LED için termal yönetim neden bu kadar önemlidir?

LED performansı (ışık çıkışı, renk, gerilim) ve ömrü, eklem sıcaklığına (Tj) oldukça duyarlıdır. Aşırı ısı, ışık çıkışını azaltır (verimlilik düşüşü), renk kaymasına neden olabilir ve LED malzemelerinin bozulmasını önemli ölçüde hızlandırarak erken arızaya yol açar. 1A için alt tabaka 70°C limiti, Tj'yi güvenli bir çalışma aralığında tutmak için pratik bir tasarım kılavuzudur.

10.3 Sipariş verirken sınıf kodlarını nasıl yorumlamalıyım?

Tam parça numarası (örn., ELC...J6J92832...4050...F4Z) sınıf bilgisini içerir. Tasarımınızın tutarlı ve amaçlandığı gibi çalışması için ihtiyaç duyduğunuz kesin performans özelliklerine sahip LED'leri aldığınızdan emin olmak için Işık Akısı (J6), İleri Gerilim (2832) ve Renklilik (4050) için gerekli sınıfları belirtmelisiniz.

11. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Senaryo: Bir Akıllı Telefon Kamera Flaş Modülü Tasarlama

Bir tasarım mühendisine, üst düzey bir akıllı telefon için çift LED flaş sistemi oluşturma görevi verilmiştir. Temel gereksinimler şunlardır: bir sahneyi aydınlatmak için ~200ms süreyle çok yüksek ışık çıkışı, minimum alan tüketimi ve cihazın ömrü boyunca güvenilir çalışma.

Uygulama:Bu LED'lerden ikisi seçilir. Bunlar, özel bir flaş sürücü IC tarafından paralel olarak sürülür. Sürücü, flaş tetiklendiğinde her LED'e 200ms boyunca 1500mA'lik bir darbe vermek için programlanır, böylece tepe darbe derecesi kullanılır. PCB, ısı dağılımı için telefonun orta çerçevesine bağlı özel bir termal ped ile kompakt, çok katmanlı bir tasarımdır ve darbeler sırasında alt tabaka sıcaklığının 70°C'nin altında kalmasını sağlar. 2KV ESD derecesi, telefon montajı ve kullanıcı işlemi sırasında statik deşarja karşı bir güvenlik marjı sağlar. Sıkı sınıflar belirterek (örn., akı için J6, renk için 4050), her iki LED'den gelen ışık çıkışı ve renk sıcaklığı eşleştirilir, böylece tutarlı, yüksek kaliteli flaş fotoğrafları elde edilir.

12. Çalışma Prensibi

Bu, fosfor dönüştürmeli bir beyaz LED'dir. Çekirdek, elektrik akımı geçtiğinde mavi ışık yayan (elektrolüminesans) İndiyum Galyum Nitrür (InGaN) yapılmış bir yarı iletken çiptir. Bu mavi ışık, çipi kaplayan sarı (veya yeşil ve kırmızı karışımı) bir fosfor malzemesi tabakası tarafından kısmen emilir. Fosfor, emilen enerjiyi daha uzun dalga boylarında (sarı/kırmızı) ışık olarak yeniden yayar. Emilmeden kalan mavi ışık ve fosfor tarafından yayılan sarı/kırmızı ışığın kombinasyonu, beyaz ışık algısını üretmek için karışır. Mavi ve fosfor ışığının kesin oranları, İlişkili Renk Sıcaklığını (CCT) belirler – daha fazla mavi daha soğuk bir beyaz (daha yüksek CCT) ile sonuçlanırken, daha fazla sarı/kırmızı daha sıcak bir beyaz (daha düşük CCT) ile sonuçlanır.

13. Teknoloji Trendleri

Bunun gibi beyaz LED'lerin gelişimi, birkaç alanda sürekli iyileştirmelerle yönlendirilmektedir:

• Verimlilik (lm/W):Devam eden araştırmalar, mavi InGaN çipinin iç kuantum verimliliğini iyileştirmeye (elektron başına daha fazla ışık çıkarmak) ve daha dar emisyon bantlarına sahip daha verimli fosforlar geliştirmeye (daha iyi renksel geriverim ve daha az Stokes kayması kaybı için) odaklanmaktadır.
• Lümen Yoğunluğu:Trend, daha küçük paketlere daha fazla lümen sığdırmak, böylece daha parlak uygulamaları mümkün kılmak veya aynı ışık çıkışı için daha az LED kullanarak maliyet ve alandan tasarruf etmektir.
• Güvenilirlik ve Sağlamlık:Paket malzemeleri, çip bağlama teknikleri ve fosfor stabilitesindeki gelişmeler, ömrü artırıyor ve daha yüksek sıcaklıklarda ve akımlarda çalışmaya izin veriyor.
• Renk Kalitesi ve Tutarlılık:Daha sıkı sınıflandırma, geliştirilmiş fosfor formülasyonları ve RGB fosforlu mor pompa LED'leri gibi yeni yaklaşımlar, daha yüksek CRI (Ra >90, R9 >80) ve zaman ve sıcaklık boyunca daha tutarlı renk elde etmeyi amaçlamaktadır.