PLCC-4 Kırmızı LED Veri Sayfası - 3.5x2.8x1.9mm Paket - 2.25V Gerilim - 112.5mW Güç - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, PLCC-4 (Plastik Bacaklı Çip Taşıyıcı) paketinde yüksek performanslı, yüzey montaj kırmızı bir LED'in teknik özelliklerini detaylandırmaktadır. Cihaz, öncelikle zorlu otomotiv aydınlatma ortamları için, hem iç hem de dış mekan kullanımları için tasarlanmıştır. Temel avantajları arasında, standart 50mA sürme akımında 3550 milikandela (mcd) tipik ışık şiddeti, mükemmel görünürlük için 120 derecelik geniş görüş açısı ve temel otomotiv ve çevresel standartları karşılayan sağlam yapı bulunmaktadır.

LED, otomotiv elektronik bileşenleri için güvenilirliği garanti eden AEC-Q102 standardına uygunluğa sahiptir. Ayrıca kükürt dayanıklılığı (Sınıf A1) özelliği ile aşındırıcı atmosferlere karşı dirençlidir ve RoHS, REACH ve halojensiz direktiflerine uyumludur. Bu yüksek çıkış, güvenilirlik ve uyumluluk kombinasyonu, onu modern araç aydınlatma sistemleri için uygun bir seçim haline getirmektedir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Fotometrik ve Elektriksel Özellikler

LED'in performans aralığını tanımlayan temel çalışma parametreleri, tipik koşullar altında (T_s=25°C, I_F=50mA) ölçülmüştür:

• İleri Akım (I_F):Önerilen çalışma akımı 50mA'dir, mutlak maksimum değer ise 70mA'dir. Düzgün çalışma için belirtilen minimum akım 5mA'dir.
• Işık Şiddeti (I_V):Tipik değer 3550 mcd'dir, 50mA'de minimum 2240 mcd, maksimum 5600 mcd'dir. Işık akısı ölçümünde ±%8 tolerans vardır.
• İleri Gerilim (V_F):Tipik olarak 2.25V'dur, 50mA'de minimum 1.75V ile maksimum 2.75V arasında değişir ve ölçüm toleransı ±0.05V'dur.
• Görüş Açısı (2φ_½):120 derecedir, toleransı ±5 derecedir. Bu, ışık şiddetinin eksenel tepe değerinin yarısına düştüğü tam açıdır.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):Bu kırmızı LED için baskın dalga boyu 612nm ile 627nm aralığındadır ve ölçüm toleransı ±1nm'dir.

2.2 Termal Özellikler

Termal yönetim, LED performansı ve ömrü için kritik öneme sahiptir. İki termal direnç değeri sağlanmıştır:

• Gerçek Termal Direnç (R_{th JS gerçek}):Tipik 70 K/W, maks. 95 K/W. Bu, jonksiyondan lehim noktasına doğrudan ölçülür.
• Elektriksel Termal Direnç (R_{th JS el}):Tipik 50 K/W, maks. 67 K/W. Bu, belirli hesaplama modellerinde kullanılan elektriksel olarak türetilmiş bir değerdir.
• Jonksiyon Sıcaklığı (T_J):İzin verilen maksimum jonksiyon sıcaklığı 125°C'dir.
• Çalışma Sıcaklığı (T_opr):Çalışma için ortam sıcaklığı aralığı -40°C ila +110°C'dir.

2.3 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, kalıcı hasarın meydana gelebileceği stres limitlerini tanımlar. Hiçbir koşulda aşılmamalıdırlar.

• Güç Dağılımı (P_d):192 mW.
• Aşırı Akım (I_FM):≤10μs darbe süresi ve %0.5 görev döngüsü (D) için 100 mA.
• Ters Gerilim (V_R):Bu cihaz ters öngerilimli çalışma için tasarlanmamıştır.
• ESD Hassasiyeti (HBM):2 kV, İnsan Vücudu Modeline göre test edilmiştir (R=1.5kΩ, C=100pF).
• Lehimleme Sıcaklığı:260°C'de 30 saniye boyunca yeniden akış lehimlemeye dayanıklıdır.

3. Performans Eğrisi Analizi

3.1 Spektral ve Radyasyon Özellikleri

TheBağıl Spektral Dağılımgrafiği, LED'in ışığını baskın dalga boyu etrafında merkezlenmiş olarak, spektrumun kırmızı bölgesinde yaydığını göstermektedir.Radyasyonun Tipik Diyagram Özellikleriise, şiddetin eksenel tepe değerinin %50'sine düştüğü 120 derecelik görüş açısını doğrulayan uzaysal yoğunluk dağılımını göstermektedir.

3.2 Akım - Gerilim ve Şiddet İlişkisi

Theİleri Akım - İleri Gerilim (I-V)eğrisi, bir diyodun tipik üstel ilişkisini sergiler. 50mA'de gerilim yaklaşık 2.25V'dur.Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akımgrafiği, ışık çıkışının akımla arttığını, ancak yüksek akımlarda termal etkiler nedeniyle doğrusal altı hale gelebileceğini göstermektedir.

3.3 Sıcaklığa Bağımlılık

Performansın sıcaklıkla değişimini detaylandıran birkaç grafik bulunmaktadır:

• Bağıl İleri Gerilim - Jonksiyon Sıcaklığı:İleri gerilim, artan jonksiyon sıcaklığı ile doğrusal olarak azalır; bu, sıcaklık algılama için kullanılan bir özelliktir.
• Bağıl Işık Şiddeti - Jonksiyon Sıcaklığı:Işık çıkışı sıcaklık arttıkça azalır. Tutarlı parlaklık için düşük bir jonksiyon sıcaklığını korumak esastır.
• Baskın Dalga Boyu Kayması - Jonksiyon Sıcaklığı:Tepe yayılım dalga boyu sıcaklıkla kayar, bu da renk kritik uygulamalar için önemlidir.
• İleri Akım Düşürme Eğrisi:Bu kritik grafik, lehim pedi sıcaklığı arttıkça izin verilen maksimum ileri akımın düşürülmesi gerektiğini gösterir. Örneğin, maksimum lehim pedi sıcaklığı olan 110°C'de akım 57mA'ye düşürülmelidir.

3.4 Darbe Çalışması

Theİzin Verilen Darbe İşleme Kapasitesigrafiği, darbe akımı için güvenli çalışma alanını tanımlar. Çok kısa darbe genişlikleri (t_p) için, görev döngüsüne (D) bağlı olarak daha yüksek tepe akımlarına (I_F) izin verildiğini gösterir.

4. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde tutarlılığı sağlamak için, LED'ler temel parametrelere göre sınıflara ayrılır.

4.1 Işık Şiddeti Sınıfları

LED'ler, tipik akımdaki ölçülen ışık şiddetine göre gruplandırılır. Sınıflar BB (2240-2800 mcd) ile CB (3550-4500 mcd) arasında değişir. Tipik parça (3550 mcd) CA sınıfına (2800-3550 mcd) girer. Referans için lümen cinsinden karşılık gelen ışık akısı değerleri sağlanmıştır.

4.2 Baskın Dalga Boyu Sınıfları

Baskın dalga boyu 3nm adımlarla, 1215 (612-615nm) ile 2427 (624-627nm) arasında sınıflandırılır. Bu, çok spesifik renk noktalarına sahip LED'lerin seçilmesini sağlar.

4.3 İleri Gerilim Sınıfları

İleri gerilim 0.25V adımlarla, 1720 kodu (1.75-2.00V) ile 2527 kodu (2.50-2.75V) arasında sınıflandırılır. Eşleşen V_Fsınıfları, dengeli paralel LED dizileri tasarlamaya yardımcı olabilir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgisi

5.1 Mekanik Boyutlar

LED, standart bir PLCC-4 yüzey montaj paketi kullanır. Tipik boyutlar yaklaşık 3.5mm uzunluk, 2.8mm genişlik ve 1.9mm yüksekliktir (kubbe dahil). Toleranslı detaylı boyut çizimleri, tam veri sayfasının özel mekanik çizim bölümünde bulunur.

5.2 Polarite Tanımlama

PLCC-4 paketinde, katot (negatif) bacağını gösteren pahlı veya çentikli bir köşe bulunur. Devrenin çalışması için doğru yönlendirme esastır.

5.3 Önerilen Lehim Pedi Düzeni

Güvenilir lehimleme, uygun ısı dağılımı ve yeniden akış işlemi sırasında hizalama sağlamak için bir lehim pedi tasarımı önerilir. Bu desen tipik olarak dört elektriksel bacağın pedlerini ve ısı emilimi için merkezi bir termal pedi içerir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Yeniden Akış Lehimleme Profili

Bileşen, standart kızılötesi veya konveksiyon yeniden akış lehimleme işlemleriyle uyumludur. Belirtilen profil, bir ön ısıtma bölgesi, bir ıslatma bölgesi, tepe sıcaklığı 260°C'yi 30 saniye aşmayan bir yeniden akış bölgesi ve kontrollü bir soğutma bölgesini içerir. Bu profile uyulması, termal şoku önler ve lehim bağlantı bütünlüğünü sağlar.

6.2 Kullanım Önlemleri

• ESD Koruması:2kV HBM için derecelendirilmiş olsa da, montaj sırasında standart ESD işleme önlemlerine uyulmalıdır.
• Akım Sınırlama:İleri akımı istenen değerle sınırlamak için her zaman bir seri direnç veya sabit akım sürücü kullanın, asla doğrudan bir gerilim kaynağına bağlamayın.
• Termal Tasarım:Özellikle yüksek akımlarda veya yüksek ortam sıcaklıklarında çalışırken, jonksiyon sıcaklığını limitler içinde tutmak için yeterli PCB bakır alanı veya soğutma uygulayın.
• Temizlik:Plastik paketi veya lensi hasara uğratmayan uyumlu temizleme çözücüleri kullanın.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Parça Numarası Çözümlemesi

Parça numarası67-41-UR050 1H-AMşu şekilde yapılandırılmıştır:
67-41: Ürün ailesi.
UR: Renk (Kırmızı).
050: Test akımı (50mA).
1: Bağlantı çerçevesi tipi (1=Altın).
H: Parlaklık seviyesi (Yüksek).
AM: Otomotiv uygulamasını belirtir.

7.2 Standart Paketleme

LED'ler tipik olarak, otomatik al-yerleştir montaj ekipmanlarıyla uyumluluk için kabartmalı bant ve makara üzerinde tedarik edilir. Standart makara miktarları endüstri standardıdır, örneğin makara başına 2000 veya 4000 adet.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Otomotiv Dış Aydınlatma:Gündüz farları (DRL), yan işaret lambaları, merkezi yüksek montaj stop lambaları (CHMSL) ve amblem veya aksanlar için iç aydınlatma.
• Otomotiv İç Aydınlatma:Gösterge paneli arka aydınlatması, anahtar aydınlatması, ayak boşluğu aydınlatması ve ortam aydınlatması.
• Genel Gösterge Uygulamaları:Endüstriyel ekipmanlarda, tüketici elektroniğinde veya yüksek parlaklık ve güvenilirlik gerektiren tabelalarda durum göstergeleri.

8.2 Tasarım Hususları

• Sürücü Seçimi:Otomotiv uygulamaları için, gerektiğinde yük düşümünü, ters pil korumasını ve PWM karartmayı işleyebilen sürücüleri düşünün.
• Optik Tasarım:Geniş görüş açısı, DRL'ler gibi belirli uygulamalar için ışın demetini şekillendirmek için ikincil optiklerin (lensler, ışık kılavuzları) kullanılmasını gerektirebilir.
• Seri/Paralel Konfigürasyon:Birden fazla LED bağlarken, paralel diziler için gerilim sınıflandırmasını düşünün ve sürücünün toplam gereken akımı ve gerilimi sağlayabildiğinden emin olun.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Standart otomotiv olmayan PLCC-4 LED'lerle karşılaştırıldığında, bu cihaz temel avantajlar sunar:

• Otomotiv Kalifikasyonu (AEC-Q102):Sıcaklık döngüsü, nem ve çalışma ömrü için titiz stres testlerinden geçer, zorlu otomotiv ortamında güvenilirliği garanti eder.
• Kükürt Dayanıklılığı (Sınıf A1):Malzemeler ve yapı, bazı coğrafi bölgelerde yaygın olan kükürt içeren atmosferlerden kaynaklanan korozyona dirençlidir.
• Genişletilmiş Sıcaklık Aralığı:-40°C ila +110°C arasında çalışma için derecelendirilmiştir, tipik ticari sınıf LED'lerin aralığını aşar.
• Yüksek Işık Şiddeti:50mA'deki 3550 mcd tipik çıkış, birçok standart kırmızı PLCC-4 LED'den daha yüksektir, belirli bir akım için daha fazla ışık sağlar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

10.1 Önerilen çalışma akımı nedir?

Tipik çalışma akımı 50mA'dir. 5mA'den mutlak maksimum 70mA'ye kadar çalıştırılabilir, ancak performans parametreleri (şiddet, gerilim) 50mA'de belirtilmiştir. Yüksek ortam sıcaklıklarında çalışıyorsanız her zaman düşürme eğrisine başvurun.

10.2 Seri direnç değerini nasıl hesaplarım?

Ohm Kanunu'nu kullanın: R = (V_besleme- V_F) / I_F. 12V otomotiv beslemesi ve 50mA'de tipik V_Fdeğeri 2.25V kullanıldığında: R = (12V - 2.25V) / 0.05A = 195 Ohm. En yakın standart değeri seçin (ör. 200 Ohm) ve direncin güç derecesinin yeterli olduğundan emin olun (P = I²R = 0.5W).

10.3 Bu LED PWM karartma için kullanılabilir mi?

Evet, LED'ler PWM karartma için idealdir. Görünür titremeyi önlemek için PWM frekansının yeterince yüksek olduğundan emin olun (tipik olarak >200Hz). Sürücü, seçilen frekansta gerekli akımı anahtarlayabilmelidir.

10.4 Termal yönetim neden önemlidir?

Aşırı jonksiyon sıcaklığı, ışık çıkışını azaltır (lümen düşüşü), çalışma ömrünü kısaltır ve baskın dalga boyunda kaymaya neden olabilir. Uygun soğutma, performansı ve güvenilirliği korur.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örnekleri

11.1 Tasarım Örneği: Otomotiv Merkezi Yüksek Montaj Stop Lambası (CHMSL)

Yüksek parlaklık ve hızlı tepki gerektiren bir CHMSL için, birden fazla LED bir çizgi halinde düzenlenebilir. Otomotiv gerilim aralığı için derecelendirilmiş bir sabit akım sürücü kullanmak, pil gerilim dalgalanmalarından bağımsız olarak tutarlı parlaklık sağlar. 120 derecelik geniş görüş açısı, aracın arkasından çeşitli açılardan mükemmel görünürlük sağlar. AEC-Q102 kalifikasyonu, lambaların aracın ömrü boyunca tüm iklim koşullarında güvenilir bir şekilde çalışacağını garanti eder.

11.2 Tasarım Örneği: Endüstriyel Durum Gösterge Paneli

Bir endüstriyel kontrol panelinde, bu LED'ler yüksek parlaklıklı durum veya arıza göstergeleri olarak hizmet verebilir. Kükürt dayanıklılıkları, potansiyel kimyasal maruziyet olan ortamlar için uygun hale getirir. PLCC-4 paketi, PCB üzerinde kompakt, yüzey montaj tasarımına izin verir. Tasarımcılar, paneldeki tüm göstergelerde tutarlı bir kırmızı renk korumak için spesifik dalga boyu sınıflarını seçebilir.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Bu cihaz bir ışık yayan diyottur (LED). Bir yarı iletken malzemede elektrolüminesans prensibiyle çalışır. P-n jonksiyonu üzerine ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler yeniden birleşir ve enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakır. Kullanılan spesifik yarı iletken malzemeler, yayılan ışığın rengini belirler; bu durumda, baskın dalga boyu 612-627nm arasında olan kırmızı ışık üreten malzemelerdir. Plastik paket, ışık çıkışını şekillendiren ve çevresel koruma sağlayan kalıplanmış bir epoksi lens içerir.

13. Teknoloji Trendleri

Otomotiv ve yüksek güvenilirlikli LED'lerdeki trend, daha yüksek verimlilik (elektriksel girişin watt'ı başına daha fazla ışık çıkışı), daha küçük paketlerde daha yüksek sürme akımlarına izin veren gelişmiş termal performans ve gelişmiş renk tutarlılığı ve doygunluğu yönünde devam etmektedir. Ayrıca, daha iyi optik kontrol ve ikincil optiklerle entegrasyonu kolaylaştıran paketler geliştirmeye odaklanılmaktadır. Küçültme çabası, son tasarımcı için termal yönetimi basitleştiren, açık termal pedler veya gelişmiş alt tabaka malzemeleri gibi paketlerin ihtiyacıyla birlikte devam etmektedir.