Kırmızı LED PLCC4 3.5x2.8x1.85mm - İleri Gerilim 1.9-2.5V - Güç 125mW - Işık Şiddeti 1500-2800mcd - AEC-Q102 Sertifikalı

1. Ürün Genel Bakış

Bu yüksek parlaklıktaki kırmızı LED, AlGaInP yarı iletken teknolojisine dayanır ve 3.50mm x 2.80mm x 1.85mm ölçülerinde kompakt bir PLCC4 form faktöründe paketlenmiştir. Zorlu otomotiv iç ve dış aydınlatma uygulamaları için tasarlanan cihaz, AEC-Q102 stres testi yeterlilik standardına uygundur ve zorlu çalışma koşullarında sağlam güvenilirlik sağlar. LED, 627.5nm ila 635nm arasında bir baskın dalga boyu aralığı ve tipik 120° görüş açısı sunarak geniş bir alanda homojen aydınlatma sağlar. 50mA'de 1.9V ila 2.5V arası ileri gerilim ve 1500mcd ila 2800mcd arası ışık şiddeti ile çeşitli sinyal ve gösterge aydınlatma ihtiyaçları için verimlilik ve parlaklık dengesi sunar.

2. Teknik Parametre Analizi

2.1 Elektriksel ve Optik Özellikler

50mA test akımı ve 25°C ortam sıcaklığında elektriksel ve optik parametreler aşağıdaki gibi tanımlanmıştır:

• İleri Gerilim (VF): minimum 1.9V, tipik değer belirtilmemiş, maksimum 2.5V. Ölçüm toleransı ±0.1V.
• Ters Akım (IR): 5V ters gerilimde maksimum 10µA, düşük kaçak akım sağlar.
• Baskın Dalga Boyu (λD): 627.5nm ila 635nm, derin kırmızı bölgeyi kapsar. Ölçüm toleransı ±0.005nm.
• Işık Şiddeti (IV): 1500mcd ila 2800mcd, ±%10 ölçüm toleransı.
• Görüş Açısı (2θ1/2): 120° tipik, gösterge ve arka aydınlatma uygulamaları için uygun geniş dağılım sağlar.
• Termal Direnç (Rth JS gerçek): 160°C/W tipik, 180°C/W maksimum (bağlantıdan lehim noktasına). Elektriksel ölçüm yöntemi 80°C/W tipik, 90°C/W maksimum verir.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler

Cihaz, 25°C lehim noktası sıcaklığında aşağıdaki sınırların ötesinde çalıştırılmamalıdır:

• Güç Tüketimi: 175mW
• İleri Akım: 70mA (sürekli), 100mA tepe (1/10 görev döngüsü, 10ms darbe genişliği)
• Ters Gerilim: 5V
• ESD (HBM): 2000V
• Çalışma Sıcaklığı: -40°C ila +100°C
• Depolama Sıcaklığı: -40°C ila +100°C
• Bağlantı Sıcaklığı: 120°C

Güç tüketiminin mutlak maksimum değeri aşmamasına dikkat edilmelidir. Çalışmadaki maksimum akım, bağlantı sıcaklığının maksimum sınırın altında kalmasını sağlamak için paket sıcaklığı ölçüldükten sonra belirlenmelidir.

3. Bantlama Sistemi

3.1 İleri Gerilim Bantları (IF=50mA)

İleri gerilim altı banda ayrılmıştır: B2 (1.9-2.0V), C1 (2.0-2.1V), C2 (2.1-2.2V), D1 (2.2-2.3V), D2 (2.3-2.4V), E1 (2.4-2.5V).

3.2 Işık Şiddeti Bantları

Işık şiddeti bantları M2 (1500-1800mcd), N1 (1800-2300mcd), N2 (2300-2800mcd) olarak tanımlanmıştır.

3.3 Dalga Boyu Bantları

Baskın dalga boyu bantları: F2 (627.5-630nm), G1 (630-632.5nm), G2 (632.5-635nm).

Bu bantlar, müşterilerin seri üretimde tutarlı renk ve parlaklık için dar toleranslı cihazlar seçmesine olanak tanır. Ürün etiketindeki bant kodu, VF, IV ve dalga boyu sınıflarının tam kombinasyonunu gösterir.

4. Performans Eğrileri

4.1 İleri Gerilim vs. İleri Akım (V-I Eğrisi)

İleri gerilim akımla doğrusal olmayan şekilde artar. 1.9V'de akım sıfıra yakındır; 2.5V'de akım yaklaşık 60mA'ye ulaşır. Eğri, 50mA'de tipik ileri gerilimin 2.2V civarında olduğunu gösterir.

4.2 Bağıl Işık Şiddeti vs. İleri Akım

Bağıl ışık şiddeti, 60mA'ye kadar ileri akımla neredeyse doğrusal olarak artar. 50mA'de bağıl ışık şiddeti yaklaşık %100'dür (referans noktası). Akım azaltılarak karartma etkilidir ancak bu aralıkta renk kaymasının minimum olduğu unutulmamalıdır.

4.3 Bağlantı Sıcaklığı Etkileri

Bağlantı sıcaklığı -40°C'den 120°C'ye yükseldikçe, bağıl ışık şiddeti oda sıcaklığına kıyasla 120°C'de yaklaşık %20 azalır. İleri gerilim kayması (ΔVF) sıcaklıkla negatiftir ve tüm aralıkta yaklaşık 0.2V azalır. Baskın dalga boyu, sıcaklık arttıkça daha uzun dalga boylarına doğru hafifçe (yaklaşık 4-5nm) kayar. Bu özellikler, yüksek sıcaklıktaki otomotiv ortamlarında termal yönetim için önemlidir.

4.4 Lehim Sıcaklığı Düşürme

Lehim noktası sıcaklığı yükseldikçe maksimum ileri akım düşürülmelidir. 100°C lehim sıcaklığında, izin verilen akım 25°C'deki 70mA'den yaklaşık 20mA'ye düşer.

4.5 Radyasyon Deseni

Radyasyon diyagramı, yarı güç açısı ±60° olan tipik bir lambertyen desen gösterir ve 120° geniş görüş açısını doğrular. Yoğunluk, emisyon konisi boyunca homojendir.

4.6 Spektrum Dağılımı

Spektral dağılım yaklaşık 630nm'de tepe yapar ve tam yarı maksimum genişliği (FWHM) yaklaşık 20-25nm'dir. İkincil emisyon gözlenmez, renk saflığı sağlanır.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED, PLCC4 paketinde kapsüllenmiştir: boyutlar: uzunluk 3.50mm, genişlik 2.80mm, yükseklik 1.85mm. Paket üzerinde üstten bakıldığında katotu gösteren bir polarite işareti (nokta) bulunur. Alttan görünümde, polarite şemasına göre dört terminal gösterilir: pad 1 (katot), pad 2 (anot), pad 3 (anot), pad 4 (katot). Polarite ayrıca paket köşesindeki bir pah ile belirtilir.

5.2 Önerilen Lehim Ped Deseni

Önerilen PCB ped deseni dört ped içerir: iki iç anot pedi (her biri 2.20mm x 0.80mm) ve iki dış katot pedi (her biri 2.60mm x 0.80mm). Toplam ayak izi 4.60mm x 1.60mm olup pedler arasında 0.70mm boşluk vardır. Aksi belirtilmedikçe toleranslar ±0.05mm'dir.

5.3 Taşıyıcı Bant ve Makara

Cihazlar, 4mm hatveli dişli delikleri olan 8mm genişliğinde taşıyıcı bantta tedarik edilir. Bant boyutları: genişlik 8.00mm, cep hatvesi 4.00mm, boşluk boyutu 3.50mm x 2.80mm x 1.85mm. Her makara (330mm çap) 2000 adet içerir. Makara göbeği 60mm iç çap ve 13.6mm göbek deliğine sahiptir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Önerilen reflow profili (kurşunsuz) aşağıdaki gibidir:

• Ortalama yükselme hızı: Tsmin'den (150°C) Tp'ye maksimum 3°C/s
• Ön ısıtma: 150°C ila 200°C, 60-120 saniye
• 217°C (TL) üzerinde süre: maksimum 60 saniye
• Tepe sıcaklığı (Tp): 260°C, maksimum 10 saniye
• Soğutma iniş hızı: maksimum 6°C/s
• 25°C'den tepe noktasına süre: maksimum 8 dakika

Reflow lehimleme iki defadan fazla yapılmamalıdır. İki lehimleme arasında 24 saatten fazla süre geçerse LED'ler nem emebilir ve hasar görebilir. Isıtma sırasında mekanik stres uygulamayın.

6.2 Elle Lehimleme

Manuel lehimleme gerekliyse, 300°C'nin altında bir havya kullanın, 3 saniyeden kısa süreyle ve yalnızca bir kez.

6.3 Depolama ve Nem Hassasiyeti

Nem hassasiyet seviyesi Seviye 2'dir. Alüminyum poşeti açmadan önce, ≤30°C ve ≤%75 bağıl nemde, üretim tarihinden itibaren bir yıla kadar saklayın. Açtıktan sonra, ≤30°C ve ≤%60 bağıl nemde 24 saat içinde kullanın. Depolama koşulları aşılırsa, 60±5°C'de 24 saatten fazla fırınlama gereklidir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

Ürün, makara başına 2000 adet olarak paketlenmiştir. Her makara, nem bariyerli bir torbada, kurutucu ve nem gösterge kartı ile kapatılmıştır. Dış karton kutu birden fazla makara içerir. Her makara ve torba, parça numarası, özellik numarası, lot numarası, bant kodu, miktar ve tarih kodu ile etiketlenmiştir. Bant kodu, ışık şiddeti, renklilik (dalga boyu) ve ileri gerilimin belirli sınıflarını kodlar.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulamalar

Otomotiv iç aydınlatma (gösterge paneli göstergeleri, ortam aydınlatması), dış aydınlatma (fren lambaları, sinyal lambaları, arka lambalar), anahtarlar ve genel sinyal göstergesi. Geniş görüş açısı ve yüksek parlaklık, kenar aydınlatmalı paneller ve arka aydınlatma için uygundur.

8.2 Tasarım Hususları

• Termal Yönetim:160°C/W termal direnç göz önüne alındığında, maksimum akıma yakın sürüş yaparken yeterli ısı emilimi gereklidir. Bağlantı sıcaklığının 120°C'nin altında kalmasını sağlamak için lehim noktası sıcaklığını 100°C'nin altında tutun.
• Akım Sınırlama:Aşırı akımı önlemek için her zaman bir seri direnç veya sabit akım sürücüsü kullanın. Dik I-V eğrisi nedeniyle küçük gerilim değişiklikleri büyük akım değişikliklerine neden olur.
• ESD Koruması:Cihaz 2kV HBM değerindedir. Taşıma ve montaj sırasında uygun ESD önlemleri alın.
• Kükürt ve Halojen Kısıtlamaları:Korozyonu ve lümen bozulmasını önlemek için kükürt içeriğini 100ppm'nin, bromu 900ppm'nin, kloru 900ppm'nin ve toplamı 1500ppm'nin altında tutun.
• Uçucu Organik Bileşikler (VOC'ler):Silikon kapsülleyiciye nüfuz edip renk bozulmasına neden olabilecek organik buhar çıkaran yapıştırıcı veya dolgu bileşiklerinden kaçının.
• Temizlik:Lehimleme sonrası temizlik için izopropil alkol önerilir. LED'e zarar verebileceğinden ultrasonik temizlik kullanmayın.

9. Teknoloji Karşılaştırması

GaAsP veya GaP tabanlı geleneksel kırmızı LED'lerle karşılaştırıldığında, bu AlGaInP cihazı önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği (50mA'de tipik 1500-2800mcd) ve daha iyi sıcaklık kararlılığı sunar. PLCC4 yüzey montaj paketi ve 120° geniş görüş açısı, alan kısıtlamalı otomotiv modülleri için tasarım esnekliği sağlar. AEC-Q102 sertifikası, termal şok, ömür testi ve yüksek nemde çalışma dahil olmak üzere sıkı otomotiv güvenilirlik gereksinimlerini karşıladığını garanti eder.

10. Sıkça Sorulan Sorular

S: Bu LED için önerilen maksimum çalışma akımı nedir?
C: Mutlak maksimum sürekli ileri akım 70mA'dir, ancak güvenilir uzun ömürlü çalışma için ortam sıcaklığına ve termal yönetime bağlı olarak düşürme uygulanmalıdır. Tipik olarak, yeterli ısı emilimi ile 50mA güvenli bir nominal akımdır.

S: Bu LED PWM sinyali ile sürülebilir mi?
C: Evet, LED karartma için darbe genişliği modülasyonu ile sürülebilir. Tepe akımının 100mA'yı geçmediğinden ve ortalama gücü 175mW'ın altında tutmak için görev döngüsünün sınırlı olduğundan emin olun.

S: Farklı parlaklık bantları arasında renk tutarlılığı nedir?
C: Dalga boyu bantları, ışık şiddeti bantlarından bağımsızdır. Tutarlı renk ve parlaklık için müşteriler hem dalga boyu hem de ışık şiddeti bantlarını seçmelidir. Akım ve sıcaklıkla tipik dalga boyu kayması belirtilen aralıkta minimumdur.

11. Pratik Kullanım Örnekleri

Örnek 1: Otomotiv Arka Kombinasyon Lambası
Tasarımcılar, bir arka lamba için 3 seri 6 paralel konfigürasyonda bu kırmızı LED'lerden 18 adet kullandı. Her bir dize, sabit akım entegresi ile 40mA'de sürüldü. Termal simülasyon, 50°C ortam sıcaklığında bağlantı sıcaklığının 85°C'nin altında kaldığını gösterdi. Geniş görüş açısı, ikincil optik ihtiyacını ortadan kaldırdı.

Örnek 2: İç Ortam Aydınlatması
Bir orta konsol vurgu lambası için, bir ışık kılavuzunun arkasına iki LED yerleştirildi. 120° emisyon açısı, kılavuz boyunca homojen aydınlatma sağladı. Düşük ileri gerilim, LED başına 22Ω direnç ile 3.3V kaynaktan doğrudan sürüşe izin vererek 30mA'de LED başına 1500mcd elde edildi.

12. Çalışma Prensibi

Kırmızı LED, doğrudan bant aralıklı bir yarı iletken olan AlGaInP'yi (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfür) aktif katman malzemesi olarak kullanır. İleri yönde polarmalandığında, n-tipi katmandaki elektronlar p-tipi katmandaki boşluklarla birleşir ve fotonlar şeklinde enerji açığa çıkarır. AlGaInP'nin bant aralığı enerjisi, İndiyum bileşimi ayarlanarak kırmızı bölgede (yaklaşık 630nm) yayılacak şekilde ayarlanabilir. Çoklu kuantum kuyusu yapısı, rekombinasyon verimliliğini artırarak orta akımlarda bile yüksek ışık şiddeti sağlar. Şeffaf alt tabaka ve optimize edilmiş çip tasarımı, ışık çıkışını iyileştirir.

13. Gelişim Trendleri

Otomotiv uygulamaları için kırmızı LED'lerde trend, daha kompakt aydınlatma tasarımlarına olanak tanımak için daha yüksek verimlilik (lm/W) ve daha küçük paket boyutları yönündedir. AlGaInP epitaksiyel büyüme ve çip şekillendirmedeki iyileştirmeler, kırmızı için ışık verimliliğini 100 lm/W'ın ötesine taşımaya devam etmektedir. Ayrıca, paket içinde ESD korumasının entegrasyonu yaygınlaşmaktadır. AEC-Q102 ve benzer standartların benimsenmesi, bu LED'lerin zorlu otomotiv ortamlarına dayanabilmesini sağlar. Gelecekteki gelişmeler, tek bir PLCC paketinde birden fazla çip kullanan tam spektrum ayarlanabilir kırmızı-amber-yeşil modülleri içerebilir.