T20 Serisi Tek Renkli LED Veri Sayfası - 2016 Paketi - 2.0x1.6x0.75mm - 40mA - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

T20 serisi, genel aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış, yüksek performanslı, üstten bakışlı tek renkli ışık yayan diyotlardır (LED). Bu belgede ayrıntıları verilen spesifik model, kompakt bir 2016 yüzey montaj cihazı (SMD) paketi kullanır. Bu seri, otomatik montaj süreçlerine uygun, geliştirilmiş ısı dağıtımına sahip bir paketleme ile güvenilir ve verimli bir ışık çıktısı sağlamayı amaçlamaktadır.

Temel tasarım felsefesi, yüksek ışık akısı çıktısı ile sağlam ısı yönetimi arasında denge kurmaya odaklanır; bu da zorlu koşullarda bile kararlı çalışmayı sağlar. Paket, kurşunsuz geri akış lehimleme için optimize edilmiştir, modern çevre ve üretim standartlarına uygundur ve RoHS Direktifi'ne sürekli uyum sağlayacak şekilde tasarlanmıştır.

2. Temel Özellikler ve Uygulamalar

2.1 Ürün Özellikleri

• Top View Beyaz LED:Işık, montaj düzlemine dik olarak yayılır, doğrudan aydınlatma için idealdir.
• Geliştirilmiş Isı Dağıtımlı Paketleme Tasarımı:LED çipinden PCB'ye olan ısı yolu iyileştirilmiştir, bu da sıcaklık yönetimine ve performans ile ömrün korunmasına yardımcı olur.
• Yüksek Işık Akısı Çıkışı:Kompakt boyutunda parlak ışık çıkışı sağlar, tipik değerler renge göre değişir (örneğin, yeşil 40mA'de 10 lümen, kırmızı 5.5 lümen).
• Yüksek Akım Kapasitesi:Nominal ileri akım (IF) 50 mA (sürekli), belirli koşullarda darbe nominal değeri (IFP) 75 mA'dir.
• Kompakt Paket Boyutu:2016 paket boyutu yaklaşık 2.0mm x 1.6mm'dir ve yüksek yoğunluklu PCB yerleşimi sağlar.
• Geniş Görüş Açısı:Tipik görüş açısı (2θ1/2) 120 derecedir ve geniş, düzgün bir aydınlatma sağlar.
• Kurşunsuz Reflow Lehimleme Uygulaması:Kurşunsuz lehim kullanımıyla uyumlu standart SMT reflow lehimleme işlemi.
• RoHS Uyumlu:Ürün tasarımı ve üretimi, Zararlı Maddelerin Sınırlandırılması Direktifi'ne uygundur.

2.2 Hedef Uygulamalar

Bu LED serisi, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli aydınlatma senaryoları için geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir:

• İç Aydınlatma:Konut, ticari veya endüstriyel iç mekanlara entegre edilen armatürler.
• Yenileme (Değiştirme):Mevcut armatürlerdeki eski veya verimsiz ışık kaynaklarının doğrudan yerine geçecek şekilde.
• Genel Aydınlatma:Geniş bir ürün yelpazesi için birincil veya ikincil aydınlatma sağlar.
• Mimari/Dekoratif Aydınlatma:Belirli bir monokromatik ışığa ihtiyaç duyulan spot aydınlatma, işaretleme ve estetik aydınlatma tasarımlarında kullanılır.

3. Teknik Özelliklerin Detaylı Açıklaması

3.1 Optoelektronik ve Elektriksel Özellikler

Aksi belirtilmedikçe, tüm ölçümler 25°C jonksiyon sıcaklığında (Tj) ve 40mA ileri akımda (IF) belirtilmiştir. Tasarım marjları toleranslar dikkate alınarak belirlenmelidir.

3.1.1 Optoelektronik Özellikler

Işık akısı çıkışı renge bağlıdır. Tipik ve minimum değerler sağlanmıştır:

• Kırmızı (RED):Tipik değer 5.5 lümen, minimum değer 2.0 lümen.
• Sarı (YELLOW):Tipik değer 5.0 lümen, minimum değer 2.0 lümen.
• Mavi (BLUE):Tipik değer 2.3 lümen, minimum değer 1.0 lümen.
• Yeşil (GREEN):Tipik değer 10.0 lümen, minimum değer 8.0 lümen.

Işık akısı ölçüm toleransı ±7%'dir.

3.1.2 Elektriksel Özellikler

• İleri yön gerilimi (VF):Yarı iletken malzemeye bağlı olarak değişir. Tipik değerler kırmızı için 2.1V'dan yeşil için 3.0V'ya kadar uzanır, maksimum sınır 3.4V'ye kadar çıkabilir.Tolerans ±0.1V'dir.
• Ters yönlü akım (IR):Tüm renkler için ters voltaj (VR) 5V iken maksimum değer 10 μA'dır.
• Görüş Açısı (2θ1/2):Tüm renkler için tipik değer, ışık şiddetinin tepe değerinin yarısına düştüğü eksen dışı açı olarak tanımlanan 120 derecedir.
• Elektrostatik Deşarj (ESD) Hassasiyeti:Tüm renkler için minimum derecelendirme 1000V'dur (İnsan Vücudu Modeli, HBM), bu da standart işlem önlemleri için uygun, orta düzeyde ESD sağlamlığına sahip olduğunu gösterir.

3.2 Mutlak Maksimum Değerler

Bu sınırların üzerindeki gerilimler kalıcı hasara neden olabilir. Güvenilirlik için çalışma koşulları bu değerlerin çok altında tasarlanmalıdır.

• İleri yön akımı (IF):50 mA (sürekli DC).
• Darbe İleri Akımı (IFP):75 mA (darbe genişliği ≤100μs, görev döngüsü ≤1/10).
• Ters Gerilim (VR):5 V.
• Güç Tüketimi (PD):Kırmızı/Sarı: 130 mW; Mavi/Yeşil: 170 mW.
• Çalışma Sıcaklığı (Topr):-40°C ila +105°C.
• Depolama Sıcaklığı (Tstg):-40°C ila +85°C.
• Kavşak Sıcaklığı (Tj):110°C (mutlak maksimum).
• Lehimleme Sıcaklığı (Tsld):Lehimleme profili, tepe sıcaklığı 230°C veya 260°C, maksimum 10 saniye.

Dikkat: Bu parametrelerin aşılması, LED özelliklerinin belirtilen değerlerden sapmasına neden olabilir.

4. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için, LED'ler kilit parametrelere göre farklı sınıflara ayrılır.

4.1 Işık Akısı Sınıflandırması

IF=40mA ve Tj=25°C koşullarında, ışık akısı AA'dan AG'ye kadar kodlarla sınıflandırılır ve minimum ile maksimum lümen aralıkları tanımlanır. Örneğin, AF kodu 10 ila 14 lümeni kapsar. Bu, tasarımcıların parlaklık gereksinimlerine uygun LED'leri seçmelerini sağlar.

4.2 Dalga Boyu Sınıflandırması

Renk saflığını kontrol etmek için baskın dalga boyu sınıflandırılır. Her renk için bir aralık belirlenir:

• Kırmızı:620-625 nm, 625-630 nm, 630-635 nm.
• Sarı:585-590 nm, 590-595 nm, 595-600 nm.
• Mavi:455-460 nm, 460-465 nm, 465-470 nm.
• Yeşil:520-525 nm, 525-530 nm, 530-535 nm.

Dalga boyu ölçüm toleransı ±1nm'dir.

4.3 İleri Yönlü Gerilim Sınıflandırması

İleri yönlü gerilim de, akım regülasyonu devre tasarımına yardımcı olmak için sınıflandırılır. Düşük gerilimli renkler (kırmızı/sarı: 1.8-2.6V, adımlı) ve yüksek gerilimli renkler (mavi/yeşil: 2.6-3.4V, adımlı) için farklı kod aralıkları sağlanmıştır.Tolerans ±0.1V'dir.

4.4 Parça Numarası Kodlama Sistemi

Parça numarası yapısı (örneğin, T20**011F-*****), belirli özellikleri kodlayarak kesin tanımlamaya ve siparişe olanak tanır. Temel unsurlar arasında tip kodu (20, 2016 paketini temsil eder), renk sıcaklığı/renk kodu, renksel geriverim indeksi (beyaz ışık için), seri/paralel çip sayısı ve performans standardını tanımlayan renk kodu (örneğin, F ERP standardını, M ANSI standardını temsil eder) bulunur.

5. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, iki önemli performans grafiksel gösterimine atıfta bulunur.

5.1 Spektrum Grafiği

Şekil 1. Spektrum Grafiği:Bu grafik, genellikle Tj=25°C'de her bir LED renginin (kırmızı, sarı, mavi, yeşil) bağıl ışınım gücünün dalga boyuyla ilişkisini gösterir. Spektral saflığı ve tepe dalga boyunu görsel olarak tanımlar; bu da algılanan renkle doğrudan ilişkilidir. Dar bir spektrum, yüksek renk doygunluğunu, yani monokromatik LED'lerin tipik özelliğini gösterir.

5.2 Görüş Açısı Dağılım Grafiği

Şekil 2. Görüş Açısı Dağılım Diyagramı:Bu kutupsal diyagram, LED'in uzaysal ışınım modelini göstermektedir. 120 derece geniş görüş açısına sahip top-view tipi bir LED için, eğri geniş, Lambert-benzeri bir dağılım sergiler; burada şiddet 0 derecede (LED yüzeyine dik) en yüksek olup kenarlara doğru düzgün bir şekilde azalır. Bu model, optik bileşenlerin tasarımı ve aydınlatma düzgünlüğünün anlaşılması için kritik öneme sahiptir.

6. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

6.1 Paket Boyutları

2016 SMD paketinin nominal boyutları uzunluk 2.0mm, genişlik 1.6mm ve yükseklik 0.75mm'dir. Alt görünüm, lehim pedi düzenini ve polarite işaretini gösterir. Anot ve katot pedleri açıkça tanımlanmıştır; katot genellikle paket üzerindeki bir işaret veya kesik köşe ile belirtilir. Aksi belirtilmedikçe, boyut toleransı ±0.1mm'dir.

6.2 Polarite İşareti

Doğru polarite kritik öneme sahiptir. Paket, katot ucunu tanımlamak için görsel bir işaret (örneğin bir nokta, çizgi veya çentik) içerir. Lehim pedi deseni, montaj sırasında yanlış yerleştirmeyi önlemek için asimetriktir.

7. Kaynak ve Montaj Kılavuzu

7.1 Reflow Lehimleme Sıcaklık Profili

Kurşunsuz lehimleme işlemi için uygun ayrıntılı reflow lehimleme sıcaklık profili sağlanmıştır. Temel parametreler şunları içerir:

• Ön ısıtma:60-120 saniye içinde 150°C'den 200°C'ye ısıtın.
• Isıtma Hızı:Tepe sıcaklığına ulaşmak için maksimum hız 3°C/saniye'dir.
• Sıvı faz çizgisi üzerindeki süre (T_L=217°C):60-150 saniye.
• Paketleme gövdesi tepe sıcaklığı (T_P):Maksimum 260°C.
• T_P:±5°C içindeki süre:
• En fazla 30 saniye.Soğutma hızı:
• Maksimum 6°C/saniye.Toplam döngü süresi:

25°C'den tepe sıcaklığına en fazla 8 dakika.

1. 7.2 Önemli UyarılarReflow Lehimleme Sınırlamaları:
2. LED'lerin iki defadan fazla reflow işlemine tabi tutulmaması önerilir. İlk lehimlemeden 24 saatten fazla bir süre sonra ikinci bir reflow işlemi uygulanırsa, LED hasar görebilir.Kaynak Sonrası Onarım:
3. LED'ler reflow lehimleme işleminden sonra üzerlerinde onarım yapılmamalıdır (örneğin, havya kullanımı), çünkü lokal ısı hasara neden olabilir.Güç Tüketimi:

Uygulamanın termal tasarımında, güç tüketiminin mutlak maksimum dereceleri aşmamasını sağlamak için dikkatli olunmalıdır, çünkü bu doğrudan bağlantı sıcaklığını ve ömrü etkiler.

8. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

8.1 Şerit ve Makara Paketleme

• Otomatik yüzey montajı için kolaylık sağlamak amacıyla, LED'ler embossed carrier tape ve makara formunda sunulmaktadır.Taşıyıcı bant boyutları:
• Besleyici ekipmanlarla uyumluluğu sağlamak için açıkça belirlenmiştir.Bobin Kapasitesi:
• Her bobin başına maksimum 5000 adet.Kümülatif Tolerans:

10 aralığın kümülatif toleransı ±0.2mm'dir.

8.2 Dış Ambalaj

• Makaralar, taşıma ve depolama için kutular içinde daha da paketlenir.Kutu Kapasitesi:
• Standart konfigürasyon her kutu için 10 rulodur; ayrıca her kutu için 30 veya 60 rulo seçeneği de mevcuttur.Etiket:

Kutular ve iç torbalar, parça numarası, üretim tarihi kodu, parti numarası, miktar ve ürün parametreleri gibi kritik bilgileri içeren etiketlerle işaretlenmiştir. Nemden koruma torbası, bileşenleri korumak için kurutucu içerir.

9. Uygulama Tasarımı Hususları

9.1 LED Sürücü

LED, akım kontrollü bir cihazdır. Sabit ışık çıkışı sağlamak ve termal kaçakları önlemek için sabit voltaj kaynağı yerine sabit akım kaynağı kullanılması şiddetle tavsiye edilir. Sürücü, gerekli çalışma akımını (örneğin, 40mA nominal değer) sağlayacak şekilde tasarlanmalı ve mutlak maksimum değerler dahilinde kalmalıdır. İleri voltaj sınıflandırma bilgisi, sürücü için gerekli voltaj marjını hesaplamakta oldukça faydalıdır.

9.2 Termal Yönetim

Geliştirilmiş termal paket kullanılmasına rağmen, etkili ısı dağıtımı performans ve ömür için kritik öneme sahiptir. PCB düzeni, ısıyı jonksiyondan uzaklaştırmak için LED pedlerine bağlanacak yeterli bakır alanı (termal ped) kullanmalıdır. Maksimum derecelendirilmiş akımda veya bu akıma yakın çalışmak daha fazla ısı üretir ve jonksiyon sıcaklığını (Tj) 110°C maksimum limitinin altında tutmak için daha agresif bir termal tasarım gerektirir.

9.3 Optik Entegrasyon

120 derecelik geniş görüş açısı, bu LED'leri ikincil optikler gerektirmeden geniş, yayılmış aydınlatma gerektiren uygulamalar için uygun kılar. Odaklanmış bir ışın demeti için ise birincil optik (lens) veya reflektör gereklidir. 2016 paketinin küçük ışık kaynağı boyutu, optik kontrol için avantaj sağlar.

10. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

• Tek renkli SMD LED alanında, T20/2016 serisi aşağıdaki belirgin avantajlarla konumlanmaktadır:Daha küçük paketlerle (örneğin 0603, 0402) karşılaştırıldığında:
• Daha büyük boyutu sayesinde önemli ölçüde daha yüksek ışık çıkışı ve daha iyi termal performans sunar, bu da onu yalnızca gösterge ışığı işlevinden ziyade daha yüksek güçlü genel aydınlatma görevleri için uygun kılar.Daha büyük paketlerle (örneğin 5050, 7070) karşılaştırıldığında:
• Alan kısıtlı tasarımlar için daha kompakt bir kaplama alanı sağlarken, aynı zamanda kayda değer bir ışık akısı sunarak boyut ve performans arasında denge kurar.Isı Dağılımı İyileştirme:
• Geliştirilmiş ısı dağılımlı paketleme tasarımının, birçok standart LED paketinden temel farkı olduğu açıkça belirtilmiştir; bu, sürekli çalışma altında daha iyi bir güvenilirlik anlamına gelir.Kapsamlı Sınıflandırma:

Işık akısı, dalga boyu ve voltaj için ayrıntılı sınıflandırma, tasarımcılara yüksek tutarlılık gerektiren uygulamalar için gerekli aracı sağlar; tüm LED serileri bu kadar katı bir şekilde tanımlanmamıştır.

11. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

11.1 "Tipik Değer" ile "Minimum Değer" ışık akısı arasındaki fark nedir?

"Tipik Değer" (Typical), test koşullarında üretimdeki ortalama veya en yaygın çıktıyı temsil eder. "Minimum Değer" (Minimum) garanti edilen alt sınırdır; spesifikasyonlara uygun herhangi bir LED bu seviyede veya üzerinde çalışacaktır. Tasarımcılar, uygulamalarının minimum parlaklık gereksinimlerini karşıladığından emin olmak için en kötü durum hesaplamalarında "Minimum Değer"i kullanmalıdır.

11.2 Bu LED'i sürekli olarak maksimum 50mA akım ile sürebilir miyim?

Mutlak maksimum değer 50mA olmasına rağmen, bu seviyede sürekli çalıştırmak, özel bir ısıl yönetim uygulanmadığı sürece maksimum ısı üretecek ve eklem sıcaklığını limitlerine itebilecektir. En iyi ömür ve kararlı performans için, test akımı olan 40mA veya altında çalıştırılması veya 50mA'deki ısıl performansın dikkatlice simüle edilmesi önerilir.

11.3 Doğru LED'i sipariş etmek için parça numarası nasıl yorumlanır?

Parça numarası kodlama sistemi tablosuna başvurmalısınız. Her yer tutucuyu (X1'den X10'a) gereksinimlerinize göre tanımlamanız gerekir: paket tipi (20, 2016'yı temsil eder), istenen renk/dalga boyu, istenen ışık akısı seviyesi, voltaj seviyesi ve belirli renk kodu (örneğin, ERP standardı için F). Kesin sipariş için tedarikçinize tam olarak oluşturulmuş parça numarasını sağlayın.

11.4 Neden 24 saatten sonra ikinci bir reflow lehimleme önerilmez?

Bu, nem hassasiyeti ile ilgili olabilir. SMD paketleri atmosferden nem emer. Hızlı reflow lehimleme sürecinde, hapsolmuş bu nem buharlaşarak iç katman ayrılmasına veya çatlamaya ("patlamış mısır" etkisi) neden olabilir. Eğer bir bileşen nem koruyucu torbadan çıkarıldıktan sonra belirli bir zaman penceresinde lehimlenmezse veya çok uzun süre açıkta kalırsa, ikinci bir reflow öncesinde nemi gidermek için kurutma (baking) gerekebilir. Bu uyarı, belirli işlem prosedürleri izlenmedikçe bu uygulamadan tamamen kaçınılmasını önererek süreci basitleştirir.

12. Pratik Uygulama Örnekleri

1. Senaryo: Dekoratif bir RGB duş aydınlatma armatürü tasarlamak.Bileşen Seçimi:
2. Mühendisler, T20 serisinden kırmızı, yeşil ve mavi LED'leri seçer. İstenen renk gamını elde etmek için belirli dalga boyu aralıklarını (örn. 625-630nm kırmızı, 525-530nm yeşil, 465-470nm mavi) seçerler. Dengeli bir parlaklık için orta seviye ışık akısı aralıklarını (örn. AC veya AD kodu) da seçerler.Devre Tasarımı:
3. Her renk kanalı için bir tane olmak üzere, 40mA'ye ayarlanmış üç bağımsız sabit akım sürücüsü tasarlanmıştır. Sürücü çıkış voltajı marjı, veri sayfasındaki maksimum VF'ye (örn. yeşil/mavi için 3.4V) ve biraz ek paya göre belirlenir.PCB Düzeni:
4. LED'ler PCB üzerine yerleştirilmiş olup, termal pedlerine yeterli bakır döküm alanı ile bağlanmıştır. Düzen, doğru lehimleme ve hizalama için boyut çizimindeki önerilen pad desenini takip eder.Termal Analiz:
5. Kapalı armatür göz önünde bulundurularak, mühendisler jonksiyondan ortama beklenen termal direnci hesapladı. Uzun ömür sağlamak için, birden fazla LED aynı anda çalışsa bile tahmini jonksiyon sıcaklığının 85°C'nin altında kalmasını garanti ettiler.Montaj:

PCB montajı, belirlenen geri akış lehimleme sıcaklık profiline sıkı bir şekilde uyularak gerçekleştirilir. Nem sorunlarından kaçınmak için, LED'ler torba açıldıktan sonra önerilen zaman penceresi içinde kullanılır.

13. Çalışma Prensibi Özeti

Işık Yayan Diyot (LED), üzerinden akım geçtiğinde ışık yayan bir yarı iletken cihazdır. Bu olaya elektrolüminesans denir. T20 serisi gibi tek renkli LED'lerde, içeride bir yarı iletken çip (genellikle AlInGaP (kırmızı/sarı için) veya InGaN (mavi/yeşil için) gibi malzemelerden yapılır) paketlenmiştir. Çipin bant aralığı voltajını aşan bir ileri voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler yarı iletkenin aktif bölgesinde yeniden birleşerek enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakır. Yarı iletkenin belirli malzeme bileşimi ve yapısı, yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler. Paketlemenin rolü, çipi korumak, elektriksel bağlantı sağlamak ve ışık çıktısını şekillendirmek için fosfor (beyaz LED'ler için) veya şeffaf kubbe/lens içermektir. 2016 paket tasarımı, bu ışığın verimli bir şekilde çıkarılmasına ve radyasyon yapmayan yeniden birleşme ve dirençten kaynaklanan ısının yönetilmesine odaklanır.

14. Teknoloji Gelişim Trendleri

• T20 serisi gibi SMD LED'lerin gelişimi, birkaç önemli endüstri eğilimini takip eder:Verimlilik Artışı (lümen/vat):
• Sürekli malzeme bilimi ve çip tasarımı iyileştirmeleri, daha yüksek ışık verimliliğini sürekli olarak teşvik etmekte olup, bu da tüketilen her birim elektrik enerjisi başına daha fazla ışık çıktısı anlamına gelir.Küçültme ve Yüksek Güç:
• Eğilim, daha yüksek ışık çıkışının daha küçük paketlere entegre edilmesi yönündedir; 2016'nın haleflerinde (1010 veya daha küçük çipler gibi) görüldüğü üzere. Bu, ürün tasarımlarının daha ince olmasını sağlar.Gelişmiş Güvenilirlik ve Termal Yönetim:
• Güç yoğunluğu arttıkça, LED ömrünü etkileyen ana faktör olan eklem sıcaklığını daha iyi yönetmek için gelişmiş paketleme malzemeleri (örneğin, seramik substratlar, yüksek termal iletkenlikli kalıp bileşikleri) kullanılmaktadır.Standardizasyon ve Sınıflandırma:
• Endüstri, binlerce birim arasında renk ve parlaklık tutarlılığı gerektiren uygulamalar için kritik olan, tasarımcılara öngörülebilir performans sağlayan daha hassas ve standartlaştırılmış sınıflandırma sistemlerine doğru ilerlemektedir.Akıllı ve Entegre LED'ler: