Mavi LED 3.00x3.00x2.10mm 3.3V 1.65W EMC Paketi Veri Sayfası - 460nm - 500mA - 20lm

1. Ürün Genel Bakış

Bu belge, EMC (Epoksi Kalıplama Bileşiği) paketi kullanan yüksek güçlü mavi ışık yayan diyot (LED) için kapsamlı bir teknik özellik sunmaktadır. Cihaz, güvenlik izleme, sensör aydınlatma, peyzaj aydınlatma ve genel aydınlatma gibi yüksek güvenilirlik gerektiren zorlu uygulamalar için tasarlanmıştır. 3.00mm x 3.00mm x 2.10mm kompakt boyutu sayesinde yoğun PCB yerleşimlerine olanak tanır ve 500mA sürüş akımında tipik olarak 20 lümen ışık akısı sağlar. EMC paketi, geleneksel leadframe paketlerine kıyasla üstün termal performans ve sağlamlık sunar, bu da onu zorlu ortamlarda uzun süreli çalışma için uygun kılar.

1.1 Ana Özellikler

• Kurşunsuz reflow lehimlemeye uygun (RoHS uyumlu)
• Nem hassasiyeti seviyesi: MSL Seviye 3 (JEDEC standardına göre)
• Baskın dalga boyu: 460nm (tipik) – mavi renk
• İletim voltajı: 3.0V – 3.3V (500mA'de tipik 3.3V)
• Görüş açısı: 100 derece (yarı güç)
• Termal direnç: 14°C/W (birleşim noktasından lehim noktasına)
• Elektrostatik deşarj koruması: 2kV (HBM) ve >%90 verim

1.2 Hedef Uygulamalar

• Optik göstergeler ve sinyal aydınlatması
• Peyzaj ve mimari aydınlatma
• Genel aydınlatma ve dekoratif aydınlatma
• Güvenlik ve gözetim kamerası aydınlatması
• Sensör ve makine görüş sistemleri

2. Teknik Parametre Analizi

Aşağıdaki bölümler, ürün veri sayfasında belirtilen elektriksel, optik ve termal parametrelerin derinlemesine yorumlanmasını sağlar.

2.1 Optik Karakteristikler

25°C ve 500mA ileri akımda, LED 30nm spektral bant genişliğine sahip 460nm baskın dalga boyu sergiler. Işık akısı tipik olarak 20 lümen (tipik) olarak derecelendirilmiştir ve ölçüm toleransı ±%10'dur. Görüş açısı (yarı güç açısı 2θ1/2) 100 derecedir ve genel aydınlatma ve gösterge uygulamaları için uygun geniş bir ışın yayılımı sağlar. Radyasyon deseni, kutupsal diyagramda gösterildiği gibi oldukça simetriktir (orijinal veri sayfasındaki Şekil 1-10'a bakın).

2.2 Elektrik Parametreleri

500mA'de ileri voltaj minimum 3.0V ile tipik 3.3V arasında değişir. Ölçüm toleransı ±0.1V'dir. Ters akım, 5V ters voltaj uygulandığında maksimum 10µA olarak belirtilmiştir. Güç tüketimi mutlak maksimum 1.65W ile sınırlıdır, bu da 500mA sürüş koşuluna karşılık gelir. Kalıcı hasarı önlemek için mutlak maksimum değerlerin asla aşılmaması kritiktir.

2.3 Termal Karakteristikler

Birleşim noktasından lehim noktasına termal direnç 14°C/W'dir. EMC paket tasarımı sayesinde sağlanan bu düşük termal direnç, LED birleşim noktasından PCB'ye verimli ısı transferine olanak tanır. Uygun termal yönetim şarttır; birleşim noktası sıcaklığı maksimum 115°C değerini aşmamalıdır. Düşürme eğrileri, birleşim noktası sıcaklığını sınırlar içinde tutmak için ortam sıcaklığı arttıkça ileri akımın azaltılması gerektiğini gösterir.

3. Binning ve Sınıflandırma

Veri sayfası, binning tablolarını ayrıntılı olarak belirtmese de, ürün, makara etiketinde belirtildiği gibi ışık akısı (Φ), baskın dalga boyu (WLD) ve ileri voltaj (VF) için bin kodlarıyla birlikte tedarik edilir. Bu, müşterilerin uygulamaları için belirli performans sınıflarını seçmesine olanak tanır. Tipik binning, artışlarla akı kutuları ve 460nm civarında dalga boyu kutuları içerebilir. Ayrıntılı binning bulunabilirliği için tedarikçiyle iletişime geçin.

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 İleri Voltaj ve İleri Akım

I-V karakteristik eğrisi (veri sayfasında Şekil 1-6), 500mA'de yaklaşık 3.3V tipik bir ileri voltaj gösterir. Akım 100mA'den 600mA'ye yükseldikçe, voltaj yaklaşık 3.0V'tan 3.4V'a yükselir. Bu neredeyse doğrusal ilişki mavi LED'ler için tipiktir.

4.2 Bağıl Yoğunluk ve Akım

Bağıl ışık yoğunluğu, ileri akımla birlikte artar ancak daha yüksek akımlarda bir miktar doygunluk gösterir (Şekil 1-7). 500mA'de bağıl yoğunluk yaklaşık %100 iken, 100mA'de yaklaşık %20'ye düşer. Bu eğri, tasarımcıların daha düşük sürüş akımlarında ışık çıkışını tahmin etmelerine yardımcı olur.

4.3 Sıcaklık Bağımlılığı

Şekil 1-8, bağıl yoğunluğun artan ortam sıcaklığıyla birlikte azaldığını göstermektedir. 85°C'de yoğunluk, 25°C'deki değerin yaklaşık %85'ine düşer. Bu termal hassasiyet, yüksek sıcaklık ortamlarında çalışan armatür tasarımlarında dikkate alınmalıdır.

4.4 Spektral Dağılım

Spektrum (Şekil 1-9) 460nm civarında zirve yapar ve tam yarı maksimum genişliği 30nm'dir. Spektrum mavi bölgeyle sınırlıdır ve 400-700nm aralığı dışında ihmal edilebilir emisyon vardır.

4.5 Radyasyon Diyagramı

Kutupsal radyasyon deseni (Şekil 1-10), ±50 derecelik bir yarı güç açısına sahip lambertian benzeri bir dağılım gösterir. Bu geniş dağılım, flood aydınlatma ve genel aydınlatma için uygundur.

4.6 Akım ve Pin Sıcaklığı Düşürme

Şekil 1-11 düşürme eğrisini sağlar: 60°C pin sıcaklığında maksimum ileri akım yaklaşık 400mA'dir ve 100°C'de yaklaşık 100mA'ye düşer. Bu eğri termal tasarım için gereklidir.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED paketi, aksi belirtilmedikçe ±0.2mm toleransla 3.00mm x 3.00mm x 2.10mm (uzunluk x genişlik x yükseklik) ölçülerindedir. Üstten görünüm, iki pedli kare bir paketi gösterir: katot ve anot Şekil 1-2'de tanımlanmıştır. Yandan görünüm, 0.70mm lens çıkıntısı ile 2.10mm yüksekliği gösterir. Alttan görünüm, ped boyutlarını gösterir: katot pedi 1.45mm x 0.69mm, anot pedi 1.45mm x 0.69mm, pedler arasında 1.45mm boşluk vardır. Lehim desenleri (Şekil 1-5), uygun montaj için 3.00 x 2.26mm lehim pedleri önerir.

5.2 Polarite Tanımlama

Katot, paket üzerinde küçük bir çentik veya nokta ile işaretlenmiştir (bkz. Şekil 1-2). Anot karşı taraftadır. Montaj sırasında doğru polariteye dikkat edilmelidir.

5.3 Lehim Desenleri

Önerilen lehim deseni (Şekil 1-5), kenara 0.46mm boşlukla 3.00mm x 2.26mm'dir. Termal ped, ısının dağıtılmasına yardımcı olur. Yeterli lehim kaplaması sağlamak için uygun şablon tasarımı kullanın.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Önerilen reflow profili (Şekil 3-1) şunları belirtir: 60-120 saniye boyunca 150°C'den 200°C'ye ön ısıtma; 217°C (TL) üzerindeki süre 60-150 saniye olmalıdır; tepe sıcaklığı (TP) 260°C ve tepe noktasının 5°C içinde maksimum 10 saniye tutma süresi (tP). Soğutma hızı 6°C/saniyeyi geçmemelidir. Yalnızca iki reflow geçişine izin verilir. Birinci ve ikinci reflow arasında 24 saatten fazla süre geçerse LED'ler hasar görebilir.

6.2 Manuel Lehimleme

Elle lehimleme yaparken, ped başına 3 saniyeden kısa süreyle 300°C'nin altında bir havya kullanın. Yalnızca bir el lehimleme işlemine izin verilir.

6.3 Yeniden İşleme ve Onarım

Lehimleme sonrası onarım önerilmez. Kaçınılmazsa, çift başlı havya kullanın ve önceden özellikleri kontrol edin. Isıtma sırasında mekanik stres uygulanmadığından emin olun.

6.4 Kullanım Önlemleri

• Silikon lens yüzeyine basınç uygulamayın; yalnızca kenarlarından tutun.
• Eğilmiş PCB'lere montaj yapmaktan kaçının; lehimlemeden sonra kartı bükmeyin.
• Lehimlemeden sonra hızlı soğutmayın; oda sıcaklığına doğal olarak soğumaya bırakın.
• Soğutma sırasında mekanik titreşim uygulamayın.

6.5 Depolama Koşulları

Açılmamış nem bariyerli torbalar: paketleme tarihinden itibaren bir yıla kadar<30°C ve<%75 bağıl nemde saklayın. Açıldıktan sonra:<30°C ve<%60 bağıl nemde 168 saat. Aşılırsa, kullanımdan önce 60±5°C'de 24 saat fırınlayın.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Paketleme Özellikleri

LED, makara başına 3000 adet olacak şekilde bant ve makara ambalajında tedarik edilir. Taşıyıcı bant boyutları, polarite işaretiyle birlikte Şekil 2-1'de gösterilmiştir. Makara boyutları: A=12.7±0.3mm, B=330.2±2mm, C=79.5±1mm, D=14.3±0.2mm. Nem koruması için nem emici ve nem gösterge kartı içeren nem bariyerli torba kullanılır.

7.2 Etiket Bilgileri

Makara etiketi şunları içerir: Parça Numarası (PART NO.), Spesifikasyon Numarası (SPEC NO.), Parti Numarası (LOT NO.), Bin Kodu (BIN CODE), Işık Akısı (Φ), Baskın Dalga Boyu (WLD), İleri Voltaj (VF), Miktar (QTY) ve Tarih (DATE). Bu bilgiler izlenebilirlik ve bin seçimi için kullanılır.

7.3 Karton Kutu

Makara, nakliye için karton kutularda paketlenir. Kutu, ürün ve miktar bilgileriyle etiketlenir.

8. Güvenilirlik ve Kalifikasyon

8.1 Güvenilirlik Test Maddeleri

Ürün, JEDEC standartlarına göre aşağıdaki güvenilirlik testlerini geçmiştir: Reflow lehimleme (260°C, 3 kez), Sıcaklık döngüsü (-40°C ila 100°C, 100 döngü), Termal şok (-40°C ila 115°C, 300 döngü), Yüksek sıcaklık depolama (100°C, 1000s), Düşük sıcaklık depolama (-40°C, 1000s) ve Ömür testi (25°C, 500mA, 1000s). Kabul kriteri: her test için 10 numunede 0 arıza (0/1).

8.2 Arıza Kriterleri

Stres sonrası sınırlar: İleri voltaj değişimi ≤ üst spesifikasyon limitinin 1.1 katı; Ters akım ≤ üst spesifikasyon limitinin 2.0 katı; Işık akısı bozulması ≥ alt spesifikasyon limitinin 0.7 katı.

9. Uygulama Tasarım Önerileri

9.1 Termal Tasarım

14°C/W termal direnç ve 1.65W maksimum güç tüketimi göz önüne alındığında, yeterli soğutma kritiktir. Birleşim noktası sıcaklığını 115°C'nin altında tutmak için uygun PCB bakır alanı ve termal vialar kullanın. Sağlanan düşürme eğrisini kullanarak akımı ortam sıcaklığına göre düşürün.

9.2 Elektrik Tasarımı

Her LED, termal kaçak oluşmasını önlemek için akım sınırlayıcı dirençler veya sabit akım kaynaklarıyla sürülmelidir. Ters voltajdan kaçınılmalıdır; gerekirse koruma diyotları kullanın. Kullanım ve çalışma sırasında ESD koruması önerilir.

9.3 Çevresel Hususlar

Kükürt bileşiklerine (>100ppm), halojenlere (brom ve klor ayrı ayrı<900ppm, toplam<1500ppm) ve silikon lense zarar verebilecek uçucu organik bileşiklere maruz kalmaktan kaçının. Gerekirse temizlik için izopropil alkol kullanın.

10. Çalışma Prensibi

Bu LED, elektrolüminesans yoluyla ışık yayan bir yarı iletken cihazdır. Aktif bölge, ileri besleme altında elektronlar ve delikler birleştiğinde mavi ışık yayan bir InGaN (indiyum galyum nitrür) kuantum kuyusu yapısından oluşur. Emisyon dalga boyu, kuantum kuyusu malzemesinin bant aralığı tarafından belirlenir. EMC paketi, mekanik koruma ve optik bağlantı sağlayan bir kapsülleme malzemesi olarak epoksi kalıplama bileşiği kullanır. Silikon lens, görüş açısını artırır ve ışık çıkışını iyileştirir.

11. Teknoloji Trendleri

Yüksek güçlü LED'ler için trend, daha yüksek verimlilik, daha küçük paketler ve gelişmiş termal yönetim yönünde devam etmektedir. Bunun gibi EMC paketleri, genel aydınlatma ve endüstriyel uygulamalar için maliyet ve performans dengesi sunar. 460nm mavi çip, beyaz LED'ler için fosfor pompalama kaynağı olarak da kullanılır, ancak bu cihaz doğrudan mavi emisyon için tasarlanmıştır. Gelecekteki gelişmeler, daha yüksek akı yoğunlukları ve daha düşük termal dirençle gelişmiş güvenilirlik içerebilir.

12. Sık Sorulan Sorular ve Tasarım Örnekleri

12.1 SSS

S: Bu LED'i 700mA'de sürebilir miyim?C: Hayır, mutlak maksimum akım 500mA'dir (uygun soğutma ile). Bunun aşılması cihaza zarar verebilir.

S: Tipik ömrü nedir?C: Veri sayfası L70 ömrünü belirtmez, ancak benzer EMC LED'lerine dayanarak, dereceli koşullar altında 50.000 saati aşabilir.

S: LED darbeli çalışmaya uygun mu?C: Evet, düşük görev döngülü darbeli çalışma daha yüksek tepe akımına izin verebilir, ancak ortalama gücün 1.65W'ı geçmediğinden emin olun.

12.2 Uygulama Örneği

12 LED'li bir peyzaj aydınlatma armatüründe, her biri 350mA'de sürülerek toplam 240 lümen elde edilir ve alüminyum PCB kullanılarak uygun soğutma sağlanır. 350mA'de ileri voltaj yaklaşık 3.2V'dir, bu nedenle LED başına toplam güç 1.12W'tır. Termal tasarım, 40°C ortam sıcaklığında birleşim noktası sıcaklığının 85°C'nin altında kalmasını sağlar. Güvenlik için termal geri beslemeli sabit akım sürücüsü önerilir.