LED Kırmızı 3.45x3.45x2.20mm - İleri Voltaj 2.0V - Güç 0.7W - Baskın Dalga Boyu 620-630nm - Teknik Özellikler

1. Ürün Genel Bakış

RF-AL-C3535L2K1RE-03, zorlu aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış yüksek güçlü bir kırmızı LED'dir. Üstün termal yönetim ve mekanik güvenilirlik sağlayan gelişmiş bir seramik substrat paketleme teknolojisi (Chip on Substrate) kullanır. Paket boyutları 3.45mm × 3.45mm × 2.20mm olup kompakt aydınlatma modülleri için uygundur. Bu LED, 350mA'de 60-90 lm tipik ışık akısı ve 620-630nm (koyu kırmızı) arasında baskın dalga boyu sunar. 120° geniş görüş açısı eşit ışık dağılımı sağlar. Ürün RoHS uyumludur ve nem hassasiyeti seviyesi 1 (MSL 1) olarak derecelendirilmiştir, bu da lehimleme öncesi sınırsız raf ömrü sağlar.

2. Detaylı Teknik Parametre Analizi

2.1 Elektriksel ve Optik Karakteristikler (Ts=25°C, IF=350mA'de)

• İleri Voltaj (VF):1.8V min, 2.0V tip, 2.4V maks. Bu düşük ileri voltaj, düşük voltajlı güç kaynaklarından verimli sürüş sağlar. Sıkı gruplama (0.2V adımları) çoklu LED dizilerinde tutarlı parlaklık sağlar.
• Işık Akısı (Φv):60 lm min, 75 lm tip, 90 lm maks. Yüksek ışık verimliliği (≈215 lm/W 350mA'de) optimize edilmiş çip tasarımı ve seramik paketleme ile elde edilir.
• Toplam Işıma Akısı (Φe):200 mW min, 350 mW tip, 500 mW maks. Sinyalizasyon gibi toplam optik güç gerektiren uygulamalar için faydalıdır.
• Baskın Dalga Boyu (λD):620 nm min, 625 nm tip, 630 nm maks. Bu koyu kırmızı, bitkisel aydınlatma için fosfor dönüştürülmüş beyaz LED'lerle veya trafik sinyal standartlarıyla iyi uyum sağlar.
• Ters Akım (IR):VR=5V'de maksimum 10 µA, ters kutuplamada ihmal edilebilir kaçak sağlar.
• Görüş Açısı (2θ1/2):120° tip, sel aydınlatma uygulamaları için geniş bir ışın sağlar.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler

• Güç Dağıtımı (PD):1920 mW.
• İleri Akım (IF):800 mA sürekli, 900 mA tepe (1/10 görev, 0.1ms darbe).
• Ters Voltaj (VR): 5V.
• ESD Dayanımı (HBM):>2000V (tipik verim >%80).
• Çalışma Sıcaklığı:-40°C ile +85°C arası.
• Bağlantı Sıcaklığı (TJ):maksimum 125°C.

Isıl Tasarım Değerlendirmesi:Seramik paket mükemmel termal iletkenlik sağlar. Ancak bağlantı sıcaklığını 125°C'nin altında tutmak için maksimum akıma yakın çalışırken uygun soğutma bloğu şarttır. Sürekli 350mA çalışma için standart bir FR4 kart üzerinde en az 50mm² bakır ped alanı önerilir.

3. Gruplama Sistemi Açıklaması

Tutarlı renk ve parlaklık eşleşmesi sağlamak için LED'ler ileri voltaj, ışık akısı ve dalga boyu açısından gruplara ayrılır. Grup kodları, veri sayfasındaki Tablo 1-3'te gösterildiği gibi makara etiketinde basılıdır.

Sipariş verirken veya tasarlarken istenen grup kodunu belirttiğinizden veya uygulama toleransına göre karışık grupları kabul ettiğinizden emin olun.

4. Performans Eğrilerinin Yorumlanması

4.1 İleri Voltaj vs. İleri Akım (Şekil 1-6)

Eğri, 350mA'de yaklaşık 2.0V tipik ileri voltajı gösterir ve 800mA'de yaklaşık 2.4V'a yükselir. Eğim, yaklaşık 0.8Ω seri direnci gösterir. Yüksek akım gerektiren uygulamalar için sürücüde voltaj kompanzasyonu gereklidir.

4.2 Bağıl Işık Yoğunluğu vs. İleri Akım (Şekil 1-7)

Bağıl yoğunluk, 700mA'ya kadar akımla neredeyse doğrusal olarak artar, ardından hafifçe doyuma ulaşır. 350mA'de bağıl yoğunluk 1.0'dır (referans). 700mA'de yaklaşık 1.9'dur, yani akımı iki katına çıkarmak

4.3 Sıcaklık vs. Bağıl Yoğunluk (Şekil 1-8)

Ts=25°C'de bağıl yoğunluk 1.0'dır. Sıcaklık 85°C'ye yükseldikçe yoğunluk yaklaşık 0.85'e düşer. Bu %15 azalma kırmızı AlInGaP LED'ler için tipiktir. Yüksek ortam koşullarında çıkışı korumak için ısıl yönetim kritiktir.

4.4 Maksimum İleri Akım vs. Ts Sıcaklığı (Şekil 1-9)

Ts=25°C'de maksimum ileri akım 800mA'dir. Ts=75°C'de yaklaşık 400mA'ya düşer. Eğri, bağlantı sıcaklığının 125°C'nin altında kalmasını sağlar. Güvenilir çalışma için düşürme eğrisinin altında kalın.

4.5 Spektrum Dağılımı (Şekil 1-10)

Emisyon spektrumu, yaklaşık 20nm yarı genişlikte (FWHM) 625nm'de merkezlenmiştir. İkincil tepe noktası yoktur, saf kırmızı renk sağlar.

4.6 Işıma Deseni (Şekil 1-11)

Işıma diyagramı, 120° görüş açısıyla neredeyse Lambertian dağılım gösterir. Eksen dışında ±60°'de bağıl yoğunluk %50'ye düşer. Bu geniş desen, yıkama aydınlatması ve downlight'lar için idealdir.

5. Mekanik ve Ambalaj Boyutları

5.1 Paket Dış Görünümü

• Üstten görünüm: 3.45mm × 3.45mm kare gövde.
• Yandan görünüm: Yükseklik 2.20mm, lens çıkıntısı 0.85mm (tabandan toplam yükseklik).
• Alttan görünüm: İki anot pedi (büyük) ve iki katot pedi (küçük). Ped boyutları: 1.30mm × 0.65mm (anot), 1.30mm × 0.48mm (katot).
• Kutuplama: Katot tarafında üçgen işaret veya eğimli köşe bulunur (Şekil 1-4'e göre).

5.2 Önerilen Lehimleme Ped Deseni

Önerilen PCB arazi pedleri, bileşen pedlerinden biraz daha büyüktür: anot için 3.40mm × 1.30mm, 0.50mm aralık. Köprülemeyi önlemek için uygun lehim maskesi tanımlı pedler sağlayın.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Önerilen kurşunsuz reflow profili JESD22-B106'ya uygundur. Ana parametreler:

• Ön ısıtma: 150°C – 200°C, 60-120 saniye.
• Tepe sıcaklığı: maks. 260°C, 217°C üzerinde süre: maks. 60 saniye.
• Soğutma hızı: maks. 6°C/s.
• Reflow döngü sayısı: maksimum 2. Döngüler arasında 24 saatten fazla süre varsa fırınlama gereklidir.

6.2 Elle Lehimleme

Manuel lehimleme gerekliyse, 300°C'nin altına ayarlanmış bir havya kullanın ve 3 saniye içinde tamamlayın. Yalnızca bir elle lehimleme işlemine izin verilir.

6.3 Onarım

Lehimleme sonrası onarımdan kaçının. Kaçınılmazsa, her iki pedi aynı anda ısıtmak için çift başlı bir havya kullanın ve LED'i çıkarın. Bitişik bileşenlere zarar vermediğinizden emin olun.

6.4 Depolama ve Fırınlama

Alüminyum torbayı açmadan önce:<30°C'de,<%75 RH'de 1 yıla kadar saklayın. Açtıktan sonra:<30°C,<%60 RH'de 168 saat içinde kullanın. Süre aşılırsa, 60°C'de,<%5 RH'de 24 saat fırınlayın.

7. Ambalaj ve Sipariş Bilgileri

• Standart paket miktarı:Makara başına 1000 adet.
• Taşıma bandı:8mm genişlik, 4mm adım, 5.5mm dişli delikleri. Boşluk boyutu 3.9×3.9mm.
• Makara boyutları:178mm dış çap, 14mm göbek genişliği.
• Etiket:Parça No., Spesifikasyon No., Lot No., Grup Kodu (Φ, WD, VF), Miktar ve Tarih içerir.
• Nem bariyerli torba:Makara ve kurutucu içerir, ESD uyarı etiketi bulunur.
• Karton kutu:Ürün etiketleriyle standart nakliye kutusu.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulamalar

• Uyarı lambaları, downlight'lar, duvar yıkama lambaları, spot ışıklar.
• Trafik sinyalleri ve sinyalizasyon lambaları.
• Peyzaj aydınlatması, sahne fotoğrafçılığı ışıkları, medikal estetik ekipmanları.
• Otel, market, ofis, ev iç mekan aydınlatması.
• Dekoratif renkli lambalar ve şerit ışıklar.

8.2 Tasarım Değerlendirmeleri

• Isıl yönetim:Yeterli soğutma bloğu kullanın. PCB üzerinde termal viyalı bir termal ped önerilir.
• ESD koruması:LED >2000V HBM dayanımına sahip olsa da, her zaman ESD güvenli kullanım yapın ve yüksek ESD ortamlarında çalışıyorsanız LED'e paralel bir Zener diyotu düşünün.
• Akım regülasyonu:Her zaman sabit akım kaynağı ile sürün. Küçük voltaj değişimleri büyük akım değişikliklerine neden olur (ör. 0.1V kayma, düşük dinamik direnç nedeniyle akımı ~125mA değiştirebilir).
• Kükürt/klor dayanımı:Çevredeki malzemelerin kükürt oranının 100ppm'den az olduğundan ve brom ve klorun her birinin<900ppm (toplam<1500ppm) olduğundan emin olun, böylece gümüş kaplı kontakların korozyonu önlenir.
• Lens temizliği:Gerekirse izopropil alkol kullanın. Ultrasonik temizlik kullanmayın.

9. Teknik Karşılaştırma ve Avantajlar

Standart PPA (poliftalamid) paket LED'lerle karşılaştırıldığında, seramik paket şunları sunar:

• Daha iyi termal iletkenlik:Seramik substratların termal iletkenliği >10 W/mK iken,
• Yüksek sıcaklıklarda daha yüksek güvenilirlik:Seramik, 125°C bağlantı sıcaklığını bozulmadan tolere ederken, plastik renk atabilir veya delamine olabilir.
• Daha düşük nem emilimi:MSL 1 derecesi (sınırsız raf ömrü) vs. plastik paketler için tipik MSL 3.
• Daha geniş görüş açısı:120° vs. karşılaştırılabilir plastik LED için tipik 110°.

Ancak seramik paketler genellikle daha pahalıdır. Düşük güç için maliyet hassasiyeti olan uygulamalarda plastik alternatifler düşünülebilir.

10. Sıkça Sorulan Sorular

S: Bu LED'i 800mA'de sürekli çalıştırabilir miyim?
C: Evet, ancak yalnızca bağlantı sıcaklığı 125°C'nin altında tutulursa. Yeterli soğutma zorunludur. 800mA'de ileri voltaj yaklaşık 2.4V, güç ~1.92W'dir. 85°C ortam için termal direnci<30 K/W olan bir soğutucu önerilir.

S: Işık akısı grup aralığı neden nispeten geniş (60-90lm)?
C: Standart üretim bir dağılım oluşturur. Gruplama daha dar aralıklar seçmenizi sağlar. Tek LED uygulamaları için herhangi bir grup çalışır. Diziler için aynı grup kodunu kullanarak düzgün parlaklık elde edin.

S: "FB9" grup kodu ne anlama geliyor?
C: Işık akısının 60 ila 65 lümen arasında olduğunu gösterir. Tüm kodlar için Tablo 1-3'e bakın.

S: Bu LED dış mekân kullanımına uygun mu?
C: Evet, IP koruması sağlayan bir armatürde uygun şekilde kapsüllenmişse. LED'in kendisi su geçirmez değildir.

S: Devremde ters voltaj kullanabilir miyim?
C: Mutlak maksimum ters voltaj 5V'tur. Ters kutuplama olasılığı varsa (ör. başlangıçta veya AC sürüşte), seri olarak bir blokaj diyotu ekleyin.

11. Pratik Tasarım Örneği

Örnek: Kırmızı Downlight Modülü (10W eşdeğer, 5 LED)
Tasarım hedefi: LED başına 350mA'de 300 lümen çıkış. Seri olarak beş LED: toplam ileri voltaj ~10V (her biri 2.0V). Sürücü: sabit akım 350mA, voltaj uyumu 12V. Isıl: 5 LED toplam ~3.5W dağıtır. 50mm×50mm soğutuculu bir alüminyum PCB'ye monte edin. 120° görüş açısı, karanlık noktalar olmadan bir difüzör kullanılmasına olanak tanır. Aynı grubu kullanmak (ör. akı için FBC, voltaj için C0) düzgün parlaklık ve sıcak nokta olmamasını sağlar. Sonuç: mükemmel renk tutarlılığına sahip koyu kırmızı vurgulu aydınlatma.

12. Çalışma Prensibi

Bu kırmızı LED, GaAs substratı üzerinde büyütülmüş AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) yarıiletken malzemeye dayanır. İleri kutuplama yapıldığında, n-tipi katmandaki elektronlar p-tipi katmandaki deliklerle birleşerek yaklaşık 1.98 eV bant aralığına karşılık gelen enerjiyle foton yayar ve 625nm kırmızı ışık üretir. Seramik substrat elektriksel yalıtım ve çipten lehim pedlerine doğrudan termal yol sağlar. Silikon lens, çipi kapsüller ve ışık çıkışını lambertian bir desene şekillendirir.

13. Teknoloji Trendleri

Endüstri, daha yüksek verimlilik ve daha küçük paket boyutlarına doğru ilerliyor. Kırmızı LED'ler için gelecekteki gelişmeler şunları içeriyor:

• Daha yüksek akı yoğunluğu:Geliştirilmiş çip tasarımları (çok bağlantılı, flip-chip) paket başına akıyı iki katına çıkarabilir.
• Daha dar dalga boyu grupları:Gelecekteki standartlar, üst düzey ekranlar için ±2nm tolerans gerektirebilir.
• Akıllı kontrol ile entegrasyon:Kendini kalibre etmek için entegre renk sensörlerine sahip LED'ler.
• Seramik paketlerin maliyet düşüşü:Üretim ölçeklendikçe, seramik LED'ler orta güç aralıklarında plastikle rekabetçi hale geliyor.

Bu ürün, mevcut katı hal aydınlatma ihtiyaçları için performans ve güvenilirlik arasında dengeli bir çözümü temsil eder.

14. Güvenilirlik ve Kalite Güvencesi

Ürün aşağıdaki güvenilirlik testlerinden geçmiştir (örnek boyutu 10 adet, 0 arızaya izin verilir):

• Reflow lehimleme (260°C, 2x)
• Termal şok (-40°C ila 100°C, 500 döngü)
• Yüksek sıcaklık depolama (100°C, 1000h)
• Düşük sıcaklık depolama (-40°C, 1000h)
• Ömür testi (TA=25°C, 350mA, 1000h)
• HHHT (60°C/%90RH, 350mA, 1000h)

Kriterler: İleri voltaj kayması<%10, ışık akısı bakımı >%80, açık/kısa devre yok. Bu, saha uygulamalarında ürün güvenilirliğini sağlar.