PLCC-2 Beyaz LED Teknik Şartnamesi - 3.5x2.75x1.1mm - 3.12V - 0.238W

1. Ürüne Genel Bakış

Bu belge, PLCC-2 (Plastik Bacaklı Çip Taşıyıcı) yüzey montaj paketindeki bir dizi beyaz ışık yayan diyotun (LED) tam teknik şartnamesini sağlar. Bu LED'ler, beyaz ışık üretmek için fosfor kaplaması ile birleştirilmiş mavi bir LED çipi kullanılarak üretilmiştir. Güvenilir performans ve standart otomatik montaj süreçleriyle uyumluluk gerektiren genel amaçlı aydınlatma ve gösterge uygulamaları için tasarlanmıştır.

1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar

Bu LED serisinin birincil avantajları, paket tasarımı ve performans özelliklerinden kaynaklanmaktadır:

• Paket:Standart PLCC-2 paketi, geniş bir SMT montaj hattı ve lehimleme süreci yelpazesiyle uyumluluğu garanti eder.
• Görüş Açısı:120 derece (tipik) son derece geniş bir görüş açısına sahiptir, düzgün ışık dağılımı sağlar.
• Otomasyona Uygun:Yüksek hızlı pick-and-place montajı için şerit ve makara üzerinde tedarik edilir.
• Çevresel Uyumluluk:Ürün, uluslararası çevre standartlarını karşılayan RoHS uyumludur.
• Nem Hassasiyeti:Nem Hassasiyet Seviyesi (MSL) Seviye 3 olarak sınıflandırılmıştır, paketleme bölümünde belirtilen özel işleme prosedürleri gerektirir.

1.2 Hedef Uygulamalar ve Pazar

Bu LED'ler, çeşitli iç mekan aydınlatma ve gösterge amaçları için uygundur. Temel uygulama alanları şunlardır:

• Elektronik cihazlar ve kontrol panelleri üzerinde optik durum göstergeleri.
• İç mekan bilgi ekranları ve tabelalar için arka aydınlatma.
• Tüp ışık uygulamalarında genel aydınlatma.
• Beyaz ışığın gerekli olduğu genel amaçlı dekoratif veya fonksiyonel aydınlatma.

Önemli Not:Veri sayfası açıkça bu ürününesnek şerit uygulamaları için uygun olmadığınıbelirtmektedir. Tasarımcılar PLCC-2 paketinin mekanik rijitliğini göz önünde bulundurmalıdır.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Bu bölüm, Ts=25°C standart test koşulunda ölçülen LED'in temel performans parametrelerinin detaylı, objektif bir analizini sağlar.

2.1 Elektro-Optik Karakteristikler

Aşağıdaki tablo, ürünün farklı ilişkili renk sıcaklığı (CCT) varyantları için kritik performans metriklerini özetlemektedir. Tüm değerler 60mA ileri akımında (IF) ölçülmüştür.

Tablo: Elektriksel & Optik Karakteristikler (Ts=25°C)

• İleri Gerilim (VF):3.0V (Min) ile 3.4V (Maks) arasında değişir, tipik değer 3.12V'dur. Bu parametre, uygun akım regülasyonunu sağlamak için sürücü devre tasarımında çok önemlidir.
• Işık Akısı (Φ):CCT sınıfına göre hafifçe değişir. Çoğu beyaz sınıf (E40, E50, A57, E65) için ışık akısı 26.5 lm (Tipik) ve 26-28 lm aralığındadır. Sıcak beyaz sınıf (E30) biraz daha düşük tipik çıkışa sahiptir, 25.5 lm (24-28 lm aralığı).
• Görüş Açısı (2θ1/2):120 derece (Tipik). Bu, ışık şiddetinin tepe değerinin yarısına düştüğü açısal genişliği tanımlar.
• Renksel Geriverim İndeksi (CRI):Minimum 80, tipik değer 81.5. Bu, genel aydınlatma için iyi renksel geriverim kalitesini gösterir.
• Termal Direnç (RθJ-S):55 °C/W (Tipik). Bu, yarıiletken ekleminden lehim noktasına ısı akışına karşı dirençtir. Termal yönetim tasarımı için kilit bir parametredir.
• Ters Akım (IR):5V ters gerilimde (VR) maksimum 10 µA.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini tanımlar. Bu limitlerde veya ötesinde çalışma garanti edilmez.

• Güç Dağılımı (PD):238 mW. Isı ve ışığa dönüştürülen toplam elektriksel güç bu değeri aşmamalıdır.
• İleri Akım (IF):70 mA (Sürekli).
• Tepe İleri Akımı (IFP):140 mA. Bu sadece palslı koşullar altında izin verilir (1/10 görev döngüsü, 0.1ms pals genişliği).
• Ters Gerilim (VR):5 V. Bunu aşmak bozulmaya neden olabilir.
• Elektrostatik Deşarj (ESD):2000 V (İnsan Vücut Modeli). Bu seviyede verim %90'ın üzerinde olsa da, işleme sırasında ESD koruması hala gereklidir.
• Sıcaklık Aralıkları:
  • Çalışma (TOPR): -40°C ila +85°C.
  • Depolama (TSTG): -40°C ila +100°C.
  • Eklem (TJ): 110°C (Maksimum). Çalışma sırasındaki gerçek eklem sıcaklığı hesaplanmalı ve bu limitin altında tutulmalıdır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

LED'ler, bir üretim partisi içinde tutarlılığı sağlamak için temel parametrelere göre sınıflandırılır (binlenir). Bu, tasarımcıların belirli uygulama gereksinimlerini karşılayan parçaları seçmesine olanak tanır.

3.1 İleri Gerilim ve Işık Akısı Sınıflandırması

IF=60mA'de, LED'ler ileri gerilim (VF) ve ışık akısı (Φ) için sınıflara ayrılır.

• İleri Gerilim Sınıfları (H1, H2, I1, I2):Bunlar sırasıyla şu gerilim aralıklarını temsil eder: 3.0-3.1V, 3.1-3.2V, 3.2-3.3V ve 3.3-3.4V.
• Işık Akısı Sınıfı (QIA):Bu sınıf, 26-28 lümenlik bir ışık akısı aralığına karşılık gelir.

3.2 İlişkili Renk Sıcaklığı (CCT) Sınıflandırması

Beyaz ışık, CIE 1931 diyagramındaki renklilik koordinatları ile tanımlanır. Veri sayfası, diyagram üzerinde bir dörtgen oluşturan kendi koordinat sınırlarına (x1,y1'den x4,y4'e) sahip spesifik sınıflar sağlar.

• E30:Sıcak Beyaz (2780-3110K)
• E40:Nötr Beyaz (3770-4330K)
• E50:Soğuk Beyaz (4660-5360K)
• A57:ANSI Soğuk Beyaz (5350-6050K)
• E65:Gün Işığı Beyaz (6050-6950K)

Renk koordinatları için tipik ölçüm toleransı ±0.005'tir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Grafiksel veriler, cihazın değişen koşullar altındaki davranışına ilişkin içgörü sağlar.

4.1 İleri Gerilim - İleri Akım (IV Eğrisi)

Sağlanan eğri, ileri gerilim (VF) ve ileri akım (IF) arasındaki ilişkiyi gösterir. Bu, bir diyot için tipik olan doğrusal olmayan bir eğridir. Gerilim akımla artar ve eğim LED'in dinamik direncini temsil eder. Tasarımcılar, güç limitleri içinde kalırken istenen parlaklığı elde etmek için uygun bir sürücü gerilimi/akımı seçmek için bu eğriyi kullanır.

4.2 Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım

Bu eğri, ışık çıkışının (bağıl şiddet) uygulanan ileri akımla nasıl değiştiğini gösterir. Tipik olarak, çıkış akımla artar ancak çok yüksek akımlarda termal etkiler ve verim düşüşü nedeniyle doyabilir veya daha az verimli hale gelebilir. Bu grafik, verimlilik ve uzun ömür için optimal çalışma akımını belirlemek için gereklidir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları ve Çizimleri

LED, bir PLCC-2 paketi içinde bulunur. Temel boyutlar (hepsi milimetre cinsinden, belirtilmediği sürece tolerans ±0.05mm) şunları içerir:

• Toplam Uzunluk: 3.50 mm
• Toplam Genişlik: 2.75 mm
• Toplam Yükseklik: 1.10 mm
• Bacak Boyutları: Spesifik pad genişlikleri ve aralıklar lehimleme deseni diyagramında (Şekil 1-5) detaylandırılmıştır.

5.2 Polarite Tanımlama ve Lehimleme Deseni

Doğru kurulum için net polarite işaretlemesi kritiktir. Katot (C, negatif) paket üzerinde tanımlanmıştır. Veri sayfası, PCB tasarımı için uygun lehim bağlantısı oluşumunu ve reflow sırasında mekanik stabiliteyi sağlamak amacıyla önerilen bir lehim pad land pattern'ini (Şekil 1-5) içerir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 SMT Reflow Lehimleme Talimatları

LED, tüm standart SMT montaj süreçleri için uygundur. Ancak, MSL Seviye 3 derecesi nedeniyle özel önlemler gereklidir:

• Nem Hassasiyeti:Mühürlü nem bariyer torbası açıldıktan sonra, ≤30°C/%60 RH koşullarında depolandığında bileşenler 168 saat (7 gün) içinde monte edilmelidir.
• Kurutma:Maruz kalma süresi aşılırsa, bileşenler kullanımdan önce emilen nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamış mısır" çatlamasını önlemek için kurutulmalıdır. Standart kurutma profilleri uygulanır (örneğin, belirli bir süre için 125°C).
• Reflow Profili:Tepe sıcaklığı cihazın maksimum değerlerini (paket ve eklem sıcaklık limitlerine bakınız) aşmayan standart kurşunsuz (veya kurşunlu) bir reflow profili kullanılmalıdır. PCB ve bileşenlerin termal kütlesi dikkate alınmalıdır.

6.2 Genel İşleme Önlemleri

• LED lensi ve bacakları üzerinde mekanik stres uygulamaktan kaçının.
• İşleme ve montaj sırasında ESD-güvenli uygulamalar kullanın.
• Kirlenmeyi önlemek için lenslere çıplak elle dokunmayın.
• Kullanıma hazır olana kadar orijinal nem geçirmez paketinde saklayın.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Paketleme Şartnamesi

LED'ler, otomatik montaj için endüstri standardı paketlemede tedarik edilir.

• Taşıyıcı Şerit:Bireysel LED'leri tutan kabartmalı taşıyıcı şeridin boyutları, cep boyutu, aralık ve şerit genişliği dahil olmak üzere belirtilmiştir.
• Makara Boyutu:Taşıyıcı şeridin sarıldığı makaranın, makara çapı ve göbek boyutu dahil olmak üzere özellikleri.
• Etiket Şartnamesi:Genellikle parça numarası, miktar, lot kodu ve tarih kodunu içeren makara etiketi formatı.

7.2 Nem Geçirmez Paketleme ve Karton

Makara, MSL derecesini korumak için bir nem giderici ve nem göstergesi kartı ile mühürlü bir nem bariyer torbasında paketlenir. Bu torbalar daha sonra nakliye için karton kutulara yerleştirilir.

8. Uygulama Tasarım Hususları

8.1 Sürücü Devre Tasarımı

İleri gerilim karakteristikleri (VF tip. 3.12V, 60mA'de maks 3.4V) göz önüne alındığında, sabit gerilim kaynağı yerine sabit akım sürücüsü şiddetle tavsiye edilir. Bu, kararlı ışık çıkışı sağlar ve LED'i termal kaçaktan korur. Sürücü, maksimum akımı 70mA sürekli olarak sınırlayacak şekilde tasarlanmalıdır.

8.2 Termal Yönetim

55 °C/W termal direnç ile, özellikle daha yüksek akımlarda veya yüksek ortam sıcaklıklarında çalışırken etkili ısı emilimi önemlidir. PCB düzeni, ısıyı dağıtmak için LED'in lehim noktalarına bağlı yeterli bakır alanı (termal padler) sağlamalıdır. Maksimum eklem sıcaklığı (110°C) aşılmamalıdır. Gerçek eklem sıcaklığı şu formül kullanılarak tahmin edilebilir: Tj = Ts + (RθJ-S * PD), burada Ts lehim noktası sıcaklığı ve PD güç dağılımıdır (VF * IF).

8.3 Optik Tasarım

120 derecelik görüş açısı, bu LED'leri odaklanmış bir ışın demeti yerine geniş, dağınık aydınlatma gerektiren uygulamalar için uygun hale getirir. Daha yönlü ışık gerektiren uygulamalar için ikincil optikler (lensler) gerekli olacaktır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Piyasada birçok PLCC-2 beyaz LED bulunmasına rağmen, bu seri parametrelerin bir kombinasyonu ile kendini farklılaştırır:

• Dengeli Performans:Standart 60mA sürücü akımında iyi bir ışık akısı (26-28 lm), CRI (>80) ve geniş görüş açısı dengesi sunar.
• Kapsamlı Sınıflandırma:Detaylı gerilim, akı ve çoklu CCT sınıflandırması, tasarımcılara renk ve parlaklık açısından kritik uygulamalar için parça seçme esnekliği sağlar.
• Net Uygulama Kılavuzu:Esnek şeritlerde kullanıma karşı açık uyarı, mekanik stres nedeniyle saha arızalarını önleyen kritik bir farklılaştırıcıdır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 Önerilen çalışma akımı nedir?

Veri sayfası LED'i IF=60mA'de karakterize eder ve bu tipik bir çalışma noktasıdır. Mutlak maksimum sürekli akım 70mA'dir. Optimal uzun ömür ve verimlilik için 60mA veya altında çalışmak tavsiye edilir. Spesifik parlaklık gereksinimleri için performans - akım eğrisine başvurulmalıdır.

10.2 Doğru CCT sınıfını nasıl seçerim?

Uygulamanız için istenen beyaz ışığın "rengine" göre CCT sınıfını (E30, E40, E50, A57, E65) seçin - daha sıcak (sarımsı) daha soğuk (mavimsi). Renklilik koordinatı sınıfları, seçilen bir grup içinde renk tutarlılığını sağlar.

10.3 Bu LED'i 3.3V güç kaynağı ile sürebilir miyim?

Doğrudan 3.3V kaynağa bağlamak risklidir. Tipik ileri gerilim 3.12V'dur, ancak 3.4V kadar yüksek olabilir. 3.3V kaynak, özellikle daha yüksek VF sınıflarındaki birimleri güvenilir bir şekilde açmayabilir, bu da tutarsız parlaklığa yol açar. Sabit akım sürücü devresi doğru çözümdür.

10.4 Nem maruziyet süresini aşmanın sonuçları nelerdir?

MSL Seviye 3 maruz kalma limiti (168 saat) uygun kurutma yapılmadan aşılırsa, emilen nem yüksek sıcaklıklı reflow lehimleme işlemi sırasında hızla buharlaşabilir. Bu, plastik paketin iç katman ayrılmasına veya "patlamış mısır" çatlamasına neden olarak ani veya gizli arızaya yol açabilir.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Örnek: Durum Gösterge Paneli Tasarımı

Bir mühendis, birden fazla parlak, düzgün beyaz durum göstergesi gerektiren bir kontrol paneli tasarlamaktadır. Panel, oda sıcaklığında bir iç mekan ortamında çalışır.

• Bileşen Seçimi:Bu PLCC-2 LED, geniş görüş açısı (çeşitli açılardan görünürlüğü sağlar), SMT uyumluluğu (montajı kolaylaştırır) ve iyi parlaklığı nedeniyle seçilmiştir.
• Devre Tasarımı:Bir voltaj regülatörü ile seri olarak bir akım sınırlayıcı direnç kullanılarak basit bir sabit akım devresi tasarlanmıştır. Direnç değeri, besleme gerilimi (örneğin, 5V), hedef akım (60mA) ve beklenen maksimum VF (3.4V) temel alınarak hesaplanır: R = (Vsupply - VF_max) / IF = (5 - 3.4) / 0.06 ≈ 26.7Ω. 27Ω'luk bir direnç seçilmiştir.
• Termal Yönetim:Panel düşük görev döngüsü ve ortam sıcaklığında çalıştığından ve LED başına güç düşük olduğundan (~0.2W), standart PCB bakır dolgusu ısı dağılımı için yeterlidir. Eklem sıcaklığının limitlerin çok altında olduğu doğrulanmıştır.
• Sonuç:Nihai ürün, seri üretimi kolay, güvenilir, tutarlı parlaklıkta göstergelere sahiptir.

12. Çalışma Prensibi

Bu beyaz LED, fosfor dönüşümü prensibi ile çalışır. Temel bileşen, elektrik akımı geçtiğinde mavi ışık yayan (elektrolüminesans) bir yarıiletken çiptir. Bu mavi ışık daha sonra paket içine yerleştirilmiş bir fosfor malzeme tabakasına yönlendirilir. Fosfor, mavi ışığın bir kısmını emer ve daha uzun dalga boylarında (sarı, kırmızı) ışık olarak yeniden yayar. Kalan mavi ışık ve dönüştürülmüş sarı/kırmızı ışığın kombinasyonu insan gözü tarafından beyaz ışık olarak algılanır. Fosforların spesifik karışımı, yayılan beyaz ışığın ilişkili renk sıcaklığını (CCT) ve renksel geriverim indeksini (CRI) belirler.

13. Teknoloji Trendleri

Bu PLCC-2 tipi cihazlar da dahil olmak üzere SMD LED teknolojisindeki genel trend, birkaç temel alana odaklanmaya devam etmektedir:

• Artırılmış Verimlilik (lm/W):Çip tasarımı, fosfor verimliliği ve paket mimarisindeki sürekli iyileştirmeler, aynı elektriksel giriş gücü (watt) için daha fazla ışık çıkışı (lümen) sağlamayı amaçlamaktadır.
• Geliştirilmiş Renk Kalitesi ve Tutarlılık:Fosfor teknolojisindeki ilerlemeler ve daha sıkı sınıflandırma süreçleri, daha yüksek CRI değerlerine ve daha hassas renk noktası kontrolüne yol açarak yüksek kaliteli aydınlatma uygulamalarının taleplerini karşılamaktadır.
• Geliştirilmiş Güvenilirlik ve Ömür:Daha iyi paketleme malzemeleri, çip bağlama yöntemleri ve termal yönetim üzerine yapılan araştırmalar, operasyonel ömrü uzatır ve zaman içinde ışık çıkışını korur (lümen bakımı).
• Küçültme ve Entegrasyon:PLCC-2 bir standart olmaya devam ederken, alan kısıtlı uygulamalar için daha küçük paket ayak izlerine ve çip ölçekli paketlere (CSP) doğru bir trend vardır, ayrıca birden fazla LED ve sürücüyü birleştiren entegre modüller de bulunmaktadır.