PLCC-4 Sarı LED Veri Sayfası - 3.5x2.8x1.9mm Paket - İleri Gerilim 2.2V - Işık Şiddeti 2300mcd - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, PLCC-4 (Plastik Bacaklı Çip Taşıyıcı) paketinde yüksek performanslı, yüzey montajlı bir Sarı LED'in teknik özelliklerini detaylandırır. Cihaz, öncelikle hem iç hem de dış mekan olmak üzere zorlu otomotiv aydınlatma uygulamaları için tasarlanmıştır. Temel avantajları arasında, standart 50mA sürme akımında 2300 milikandela (mcd) tipik ışık şiddeti, mükemmel ışık dağılımı için geniş 120 derecelik görüş açısı ve otomotiv sınıfı güvenilirlik standartlarını karşılayan sağlam yapı bulunmaktadır.

LED, AEC-Q102 standardına uygun olarak kalifiye edilmiştir; bu da otomotiv elektroniğinde tipik olan zorlu çevresel koşullara uygunluğunu garanti eder. Ayrıca kükürt dayanıklılığı (Sınıf A1) gösterir, bu da kükürt bileşikleri içeren atmosferlerde korozyona karşı dirençli olmasını sağlar. Ürün, RoHS, EU REACH gibi temel çevre düzenlemelerine uyumludur ve halojensiz olarak üretilmiştir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Optoelektronik Karakteristikler

Ana performans metrikleri, 50mA'lik standart bir ileri akım (I_F) test koşulu altında tanımlanmıştır. Tipik ışık şiddeti (I_V) 2300 mcd'dir, belirtilen minimum değer 1800 mcd, maksimum değer ise 4500 mcd'dir. Baskın dalga boyu (λ_d) 591 nm (sarı) merkezlidir ve 585 nm ile 594 nm arasında bir aralığa sahiptir; bu da kesin renk noktasını tanımlar. İleri gerilim (V_F), 50mA'de cihaz üzerinde tipik olarak 2.20V düşer ve 2.00V ile 2.75V arasında sınırlara sahiptir. 120 derecelik (±5° tolerans) geniş görüş açısı (φ), odaklanmış bir ışın yerine geniş aydınlatma gerektiren uygulamalar için kritik bir parametredir.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, kalıcı hasara yol açabilecek stres sınırlarını tanımlar. Mutlak maksimum sürekli ileri akım 70 mA'dir. Cihaz, çok düşük bir görev döngüsünde (D=0.005) ≤10 μs'lik darbe için 100 mA'lik bir darbe akımını (I_FM) kaldırabilir. Maksimum güç dağılımı (P_d) 192.5 mW'dır. Eklem sıcaklığı (T_J) 125°C'yi aşmamalıdır. Çalışma sıcaklığı aralığı (T_opr) -40°C ile +110°C arasındadır; bu da otomotiv sınıfı sıcaklık dayanıklılığını doğrular. Cihaz ters öngerilimli çalışma için tasarlanmamıştır.

2.3 Termal Karakteristikler

Termal yönetim, LED performansı ve ömrü için çok önemlidir. Veri sayfası, eklemden lehim noktasına iki termal direnç değeri belirtir: gerçek termal direnç (R_{th JS real}) 70 K/W (tipik) ve elektriksel termal direnç (R_{th JS el}) 50 K/W (tipik). Daha düşük olan elektriksel değer, ileri gerilimin sıcaklık katsayısından türetilir ve yerinde eklem sıcaklığı tahmini için kullanılır. Özellikle daha yüksek sürme akımlarında veya yüksek ortam sıcaklıklarında eklem sıcaklığını güvenli sınırlar içinde tutmak için uygun PCB termal tasarımı gereklidir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler performans sınıflarına ayrılır. Bu, tasarımcıların uygulamaları için belirli minimum kriterleri karşılayan parçaları seçmelerine olanak tanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

LED'ler, tipik akımdaki minimum ışık şiddetlerine göre sınıflara ayrılır. Örneğin, 'BA' sınıfı minimum 1800 mcd şiddet, 'BB' sınıfı 2240 mcd, 'CA' sınıfı ise 2800 mcd garanti eder. Referans için karşılık gelen ışık akısı değerleri (lümen cinsinden) sağlanmıştır.

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Renk tutarlılığı, dalga boyu sınıfları aracılığıyla kontrol edilir. '8588' sınıfı, baskın dalga boyu 585 nm ile 588 nm arasında olan LED'leri kapsar; '8891' sınıfı 588-591 nm'yi, '9194' sınıfı ise 591-594 nm'yi kapsar. Bu, üretim partileri boyunca sıkı bir şekilde kontrol edilen sarı renk çıktısını sağlar.

3.3 İleri Gerilim Sınıflandırması

İleri gerilim, özellikle akım sınırlama direnci hesaplaması ve güç kaynağı tasarımı için devre tasarımına yardımcı olmak üzere sınıflandırılır. Sınıflar arasında '1720' (1.75-2.00V), '2022' (2.00-2.25V), '2225' (2.25-2.50V) ve '2527' (2.50-2.75V) bulunur.

4. Performans Eğrisi Analizi

Sağlanan grafikler, LED'in değişen koşullar altındaki davranışı hakkında derinlemesine bilgi sunar.

4.1 IV Eğrisi ve Bağıl Şiddet

İleri Akım - İleri Gerilim grafiği, bir diyot için tipik olan üstel ilişkiyi gösterir. Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım grafiği, ışık çıktısının akımla doğrusal olmayan bir şekilde arttığını gösterir; bu da tutarlı parlaklık için stabil akım sürücüsünün önemini vurgular.

4.2 Sıcaklık Bağımlılığı

Bağıl Işık Şiddeti - Eklem Sıcaklığı grafiği negatif bir sıcaklık katsayısı gösterir; eklem sıcaklığı yükseldikçe ışık çıktısı azalır. Baskın Dalga Boyu - Eklem Sıcaklığı grafiği, sıcaklık arttıkça renkte bir kayma (tipik olarak daha uzun dalga boylarına doğru) olduğunu gösterir. Bağıl İleri Gerilim - Eklem Sıcaklığı grafiği negatif bir katsayı gösterir; bu, eklem sıcaklığı ölçümünün elektriksel yöntemi için kullanılan prensiptir.

4.3 Spektral Dağılım ve Derecelendirme

Bağıl Spektral Dağılım grafiği, monokromatik sarı çıktıyı doğrular; 591 nm civarında tepe yapar ve diğer bantlarda minimum emisyon vardır. İleri Akım Derecelendirme Eğrisi tasarım için kritiktir: lehim pedi sıcaklığına (T_S) bağlı olarak izin verilen maksimum sürekli akımı belirler. Örneğin, T_S110°C olduğunda, maksimum sürekli I_F57 mA'dır. İzin Verilen Darbe İşleme Kapasitesi grafiği, darbe genişliği, görev döngüsü ve izin verilen tepe darbe akımı arasındaki ilişkiyi tanımlar.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Mekanik Boyutlar

LED, standart bir PLCC-4 yüzey montaj paketinde bulunur. Tipik paket boyutları yaklaşık 3.5mm uzunluk, 2.8mm genişlik ve 1.9mm yüksekliktir (kubbe dahil). Veri sayfası, PCB ayak izi tasarımı için tüm kritik uzunlukları, genişlikleri ve toleransları belirten detaylı bir boyut çizimini içerir.

5.2 Önerilen Lehim Pedi Düzeni

Güvenilir lehimleme ve optimum termal performans için bir lehim pedi tasarımı sağlanmıştır. Bu, dört bacağın ve merkezi termal pedin (bu paket varyantında uygulanabilirse) PCB üzerindeki bakır pedlerinin boyutunu, şeklini ve aralığını içerir. Bu öneriyi takip etmek, mekanik stabilite ve LED ekleminden PCB'ye etkili ısı transferi için gereklidir.

5.3 Polarite Tanımlama

PLCC-4 paketinin belirli bir yönü vardır. Veri sayfası şeması katot ve anot bacaklarını gösterir. Tipik olarak, paketin üzerinde pimi 1'i (genellikle katot) belirtmek için pahlı bir köşe veya bir işaret (nokta gibi) bulunur. Montaj sırasında doğru yönlendirme, cihazın çalışması için zorunludur.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Termal hasarı önlemek için detaylı bir reflow lehimleme sıcaklık profili belirtilmiştir. Profil, ön ısıtma, bekleme, reflow ve soğutma aşamalarını tanımlar. Ana parametre, tepe sıcaklığının 260°C'yi aşmaması ve 260°C üzerindeki sürenin maksimum 30 saniye ile sınırlandırılması gerektiğidir. Bu profil, standart kurşunsuz (SAC) lehim pastaları ile uyumludur.

6.2 Kullanım Önlemleri

Genel kullanım önlemleri arasında epoksi lens üzerinde mekanik stresden kaçınmak, cihazı elektrostatik deşarjdan korumak (ESD hassasiyeti 2kV HBM) ve çalışma koşullarının (akım, gerilim, sıcaklık) her zaman mutlak maksimum değerler içinde kalmasını sağlamak yer alır. Cihaza ters gerilim uygulanmamalıdır.

6.3 Depolama Koşulları

Önerilen depolama sıcaklığı aralığı (T_stg) -40°C ile +110°C arasındadır. Bileşenler, özellikle Nem Hassasiyet Seviyesi (MSL) 2 olduğu için, orijinal nem bariyerli torbalarında kuru, anti-statik bir ortamda saklanmalıdır. Bu, torbanın açıldıktan sonra bir yıl içinde kullanılmasını veya lehimleme sırasında 'popcorning'i önlemek için reflow öncesinde kurutulmasını gerektirir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Paketleme Özellikleri

LED'ler, otomatik pick-and-place montajı için şerit ve makara üzerinde tedarik edilir. Paketleme bilgisi, makara boyutlarını, şerit genişliğini, yuva aralığını ve şerit üzerindeki bileşenlerin yönlendirmesini detaylandırır. Bu veri, montaj ekipmanının yapılandırılması için gereklidir.

7.2 Parça Numarası Çözümlemesi

Parça numarası67-41-UY0501H-AMbelirli bir yapıyı takip eder:

• 67-41: Ürün ailesi adı.
• UY: Sarı için renk kodu.
• 050: mA cinsinden tipik test akımı (50mA).
• 1: Kurşun çerçeve tipi (1=Altın).
• H: Parlaklık seviyesi (H=Yüksek).
• AM: Otomotiv uygulamasını belirtir.

Bu adlandırma kuralı, cihazın temel özelliklerinin kesin olarak tanımlanmasını sağlar.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Ana uygulamalar otomotiv aydınlatmadadır:

• Dış Aydınlatma: Gündüz farları (DRL), yan işaret lambaları, merkezi yüksek montajlı stop lambaları (CHMSL) ve bagaj/yük alanı iç aydınlatması.
• İç Aydınlatma: Gösterge paneli arka aydınlatması, anahtar aydınlatması, ayak boşluğu aydınlatması, kapı paneli ışıkları ve okuma ışıkları.

Yüksek parlaklığı ve geniş görüş açısı, hem fonksiyonel aydınlatma hem de estetik vurgu aydınlatması için uygun olmasını sağlar.

8.2 Tasarım Hususları

Bu LED ile tasarım yaparken:

• Akım Sürücüsü: Her zaman bir sabit akım sürücüsü veya bir voltaj kaynağı ile seri bağlı bir akım sınırlama direnci kullanın. Doğrudan bir voltaj kaynağına bağlamayın.
• Termal Yönetim:
Isıyı dağıtmak için LED'in termal pedine/bacaklarına bağlı yeterli bakır alanı (termal rahatlama) ile PCB'yi tasarlayın. Beklenen ortam sıcaklıklarında güvenli çalışma akımlarını belirlemek için derecelendirme eğrisini kullanın.
• Optikler: 120 derecelik görüş açısı, daha odaklanmış bir ışın gerekiyorsa ikincil optikler (lensler, ışık kılavuzları) gerektirebilir.
• ESD Koruması: Taşıma ve montaj sırasında standart ESD önlemlerini uygulayın.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Standart ticari sınıf PLCC-4 LED'lere kıyasla, bu cihazın temel farklılaştırıcıları otomotiv kalifikasyonlarıdır. AEC-Q102 sertifikasyonu, yüksek sıcaklık çalışma ömrü (HTOL), sıcaklık döngüsü, nem direnci ve diğer stres testlerini içeren titiz testler gerektirir; bu da araç ortamlarında uzun vadeli güvenilirliği sağlar. Belirtilen kükürt dayanıklılığı (Sınıf A1), lastiklerden, yakıtlardan veya endüstriyel atmosferlerden gelen kükürt içeren gazlara maruz kalmanın standart LED'lerdeki gümüş bazlı bileşenleri aşındırabileceği otomotiv kullanımı için bir diğer kritik avantajdır. Genişletilmiş çalışma sıcaklığı aralığı (-40°C ile +110°C) da tipik endüstriyel aralıkları aşar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Işık şiddeti (mcd) ile ışık akısı (lm) arasındaki fark nedir?

C: Işık şiddeti, bir ışık kaynağının insan gözü tarafından belirli bir yönde algılanan parlaklığını ölçer (kandela). Işık akısı, bir kaynağın tüm yönlerde yaydığı toplam görünür ışık miktarını ölçer (lümen). Bu LED'in veri sayfasında, PLCC paketleri genellikle şiddet ile karakterize edildiğinden, birincil metrik olarak şiddet (mcd) ve referans olarak sınıflandırılmış parçalar için akı (lm) verilmiştir.

S: Neden sabit voltaj yerine sabit akım sürücüsü önerilir?

C: Bir LED'in ileri geriliminin bir toleransı vardır ve sıcaklıkla değişir. Sadece seri bir dirençle sabit bir voltaj kaynağı, akımda büyük değişikliklere yol açarak tutarsız parlaklığa ve potansiyel aşırı strese neden olabilir. Sabit bir akım kaynağı, stabil bir akım sağlayarak tutarlı ışık çıktısını garanti eder ve LED'i korur.

S: Uygulamamda eklem sıcaklığını nasıl tahmin ederim?

C: Elektriksel termal direnç (R_{th JS el}= 50 K/W) kullanılabilir. Oda sıcaklığında düşük bir algılama akımında ileri gerilimi ölçün (kalibrasyon). Ardından, sürme akımında çalışırken, anlık olarak düşük algılama akımına geçin ve ileri gerilimi tekrar ölçün. Grafikten alınan katsayı kullanılarak gerilimdeki değişim, eklem sıcaklığı artışının hesaplanmasını sağlar: ΔT_J= ΔV_F/ k, burada k, V_F.

'nin sıcaklık katsayısıdır.

11. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Vaka: Otomotiv Kapı Cebi Aydınlatması Tasarımı

Bir tasarımcı, bir arabanın kapı cebini aydınlatmak için kompakt, güvenilir bir ışığa ihtiyaç duyar. Işık, kullanışlı olacak kadar parlak olmalı, cep alanını kaplayacak geniş bir ışın demetine sahip olmalı ve bir kapı içindeki aşırı sıcaklık ve titreşimlere dayanmalıdır.Çözüm

: Bu PLCC-4 Sarı LED seçilmiştir. 120 derecelik görüş açısı, ek bir difüzöre ihtiyaç duymadan cebin mükemmel şekilde aydınlatılmasını sağlar. Tipik 2300 mcd şiddeti, lokalize bir alan aydınlatması için yeterlidir. Cihaz, aracın 12V sisteminden beslenen basit bir akım sınırlama direnci devresi kullanılarak 30mA'de (50mA tipik değerin altında) sürülür; bu da uzun ömrü garanti eder ve termal yükü azaltır. AEC-Q102 kalifikasyonu ve kükürt dayanıklılığı, ortama dayanacağını garanti eder. PLCC-4 paketi, kapı paneli montajına sığacak küçük bir esnek PCB'ye doğrudan lehimlenir.

12. Çalışma Prensibi

Bu bir yarı iletken ışık yayan diyottur. Bant aralığı enerjisini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler yarı iletken çipin aktif bölgesinde (sarı ışık için tipik olarak AlInGaP gibi malzemelere dayalı) yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme süreci, foton (ışık) şeklinde enerji açığa çıkarır. Sarı ışığın spesifik dalga boyu (yaklaşık 591 nm), çip yapısında kullanılan yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. Çipi çevreleyen epoksi lens, onu korumak, ışık çıktı demetini şekillendirmek (120 derecelik açıyı elde etmek) ve ışık çıkarma verimliliğini artırmak için hizmet eder.

13. Teknoloji Trendleri

• Otomotiv LED sektöründe, temel trendler şunları içerir:Artırılmış Verimlilik
• : Çip ve paket teknolojisinin devam eden gelişimi, daha yüksek ışık etkinliği (vat başına daha fazla lümen) sağlamayı, güç tüketimini ve termal yükü azaltmayı amaçlamaktadır.Küçültme
• : Paketler, ışık çıktısını korurken veya artırırken küçülmeye devam etmekte; bu da daha kompakt ve şık aydınlatma tasarımlarına olanak tanımaktadır.Gelişmiş Paketleme
• : Daha yüksek termal iletkenliğe sahip malzemelerin ve geliştirilmiş optik yapıların, ısıyı ve ışığı daha etkili bir şekilde yönetmek için kullanılması.Akıllı Entegrasyon
• : Adaptif aydınlatma uygulamaları için entegre sürücülü LED'lerin (IC sürücülü LED'ler) veya basit kontrol arayüzlerine sahip LED'lerin büyümesi.Renk Tutarlılığı ve Kararlılığı

: Daha sıkı sınıflandırma özellikleri ve geliştirilmiş fosfor teknolojisi (beyaz ve dönüştürülmüş renkler için), sıcaklık ve ömür boyunca tutarlı renk çıktısını sağlar; bu da otomotiv estetik ve güvenlik aydınlatması için kritiktir. Bu cihaz, otomotiv sınıfı güvenilirliği ve performansı ile, hem iç hem de dış araç aydınlatması için sağlam, yüksek kaliteli bileşenlere yönelik endüstri talebiyle uyumludur.