İçindekiler
- 1. Ürün Genel Bakış
- 2. Teknik Parametreler
- 2.1 Elektrik / Optik Özellikler (Aksi belirtilmediği sürece Ts=25°C, IF=150mA)
- 2.2 Mutlak Maksimum Değerler (Ts=25°C)
- 3. İletim Voltajı, Işık Akısı ve Baskın Dalga Boyu için Kutu (Bin) Sistemi
- 3.1 İletim Voltajı Kutuları (VF)
- 3.2 Işık Akısı Kutuları (Φ)
- 3.3 Baskın Dalga Boyu Kutuları (Wd)
- 4. Performans Eğrileri Analizi
- 5. Paket Boyutu ve Mekanik Bilgiler
- 6. SMT Reflow Lehimleme Talimatları
- 7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri
- 8. Güvenilirlik Test Öğeleri ve Kriterleri
- 9. Kullanım Önlemleri ve Depolama
- 10. Uygulama Önerileri
- 11. Rakip Cihazlarla Teknoloji Karşılaştırması
- 12. Sıkça Sorulan Sorular
- 13. Pratik Uygulama Örnekleri
- 14. AlGaInP LED'lerin Çalışma Prensibi
- 15. Otomotiv LED Aydınlatmasında Gelişme Eğilimleri
- LED Spesifikasyon Terminolojisi
- Fotoelektrik Performans
- Elektrik Parametreleri
- Termal Yönetim ve Güvenilirlik
- Ambalaj ve Malzemeler
- Kalite Kontrol ve Sınıflandırma
- Test ve Sertifikasyon
1. Ürün Genel Bakış
RF-A4T35-R30E-R4, AlGaInP alt tabaka teknolojisine dayanan, zorlu otomotiv aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış yüksek performanslı kırmızı bir LED'dir. 3,5mm x 3,5mm x 1,9mm boyutlarında kompakt PLCC6 paketinde gelir ve yüzey montajı (SMT) için uygundur. Temel özellikler arasında 120°'lik son derece geniş görüş açısı, RoHS ve REACH uyumluluğu ve otomotiv sınıfı ayrık yarı iletkenler için AEC-Q102 yönergeleri kapsamında kalifikasyon bulunur. LED, mükemmel termal direnç (RthJ-S 50°C/W'ye kadar) sunar ve nem hassasiyeti seviyesi 2'dir. Tipik uygulamalar arasında gösterge paneli göstergeleri, iç ortam aydınlatması, arka lambalar ve sinyal lambaları gibi iç ve dış otomotiv aydınlatmaları yer alır.
2. Teknik Parametreler
2.1 Elektrik / Optik Özellikler (Aksi belirtilmediği sürece Ts=25°C, IF=150mA)
| Parametre | Sembol | Min | Typ | Maks | Birim | Koşul |
|---|---|---|---|---|---|---|
| İletim Voltajı | VF | 2.0 | 2.3 | 2.6 | V | IF=150mA |
| Ters Akım | IR | — | — | 10 | µA | VR=5V |
| Işık Akısı | Φ | 13.0 | 15.9 | 17.7 | lm | IF=150mA |
| Baskın Dalga Boyu | Wd | 627.5 | 631.0 | 635.0 | nm | IF=150mA |
| Görüş Açısı | 2θ1/2 | — | 120 | — | derece | IF=150mA |
| Termal Direnç | RTHJ-S | — | — | 50 | °C/W | IF=150mA |
2.2 Mutlak Maksimum Değerler (Ts=25°C)
| Parametre | Sembol | Değer | Birim |
|---|---|---|---|
| Güç Tüketimi | PD | 468 | mW |
| İletim Akımı | IF | 180 | mA |
| Tepe İletim Akımı (1/10 görev, 10ms) | IFP | 300 | mA |
| Ters Voltaj | VR | 5 | V |
| ESD (HBM) | ESD | 2000 | V |
| Çalışma Sıcaklığı | TOPR | -40 ~ +110 | °C |
| Depolama Sıcaklığı | TSTG | -40 ~ +110 | °C |
| Bağlantı Sıcaklığı | TJ | 125 | °C |
3. İletim Voltajı, Işık Akısı ve Baskın Dalga Boyu için Kutu (Bin) Sistemi
LED, IF=150mA test koşulunda kutulara ayrılır. Aşağıdaki tablolar her parametre için aralıkları gösterir.
3.1 İletim Voltajı Kutuları (VF)
| Kutu Kodu | Voltaj Aralığı (V) |
|---|---|
| C0 | 2,0 – 2,2 |
| D0 | 2,2 – 2,4 |
| E0 | 2,4 – 2,6 |
3.2 Işık Akısı Kutuları (Φ)
| Kutu Kodu | Akı Aralığı (lm) |
|---|---|
| IA | 13,0 – 14,4 |
| IB | 14,4 – 16,0 |
| JA | 16,0 – 17,7 |
3.3 Baskın Dalga Boyu Kutuları (Wd)
| Kutu Kodu | Dalga Boyu Aralığı (nm) |
|---|---|
| F2 | 627,5 – 630,0 |
| G1 | 630,0 – 632,5 |
| G2 | 632,5 – 635,0 |
4. Performans Eğrileri Analizi
Tipik optik özellikler, aksi belirtilmediği sürece 25°C lehim sıcaklığına dayalı olarak çeşitli eğrilerle gösterilmiştir.
- İletim Voltajı vs. İletim Akımı (Şekil 1-7):İletim voltajı akımla birlikte artar. 150mA'da tipik VF 2,3V'tur. Eğri, 300mA'ya kadar olan akımlar için 1,9V ile 2,6V arasında neredeyse doğrusal bir ilişki gösterir.
- İletim Akımı vs. Bağıl Yoğunluk (Şekil 1-8):Bağıl yoğunluk, iletim akımıyla birlikte yükselir, 150mA'da ~%100'e ve 200mA'da ~%115'e ulaşır. Termal etkiler nedeniyle yüksek akımlarda hafifçe doygunluğa ulaşır.
- Lehim Sıcaklığı vs. Bağıl Yoğunluk (Şekil 1-9):Bağıl yoğunluk, lehim sıcaklığı arttıkça azalır. 100°C'de yoğunluk, 25°C değerinin yaklaşık %85'ine düşer.
- Lehim Sıcaklığı vs. Maksimum İletim Akımı (Şekil 1-10):Bağlantı sıcaklığını 125°C'nin altında tutmak için izin verilen maksimum iletim akımı, sıcaklık yükseldikçe azaltılmalıdır. 25°C'de maksimum 180mA iken, 100°C'de yaklaşık 90mA'ya düşer.
- İletim Voltajı vs. Lehim Sıcaklığı (Şekil 1-11):VF, yaklaşık -2 mV/°C oranında sıcaklıkla doğrusal olarak azalır.
- Işıma Diyagramı (Şekil 1-12):LED, geniş bir yarı açıya (120°) sahip Lambert benzeri bir ışıma desenine sahiptir ve eşit ışık dağılımı sağlar.
- İletim Akımı vs. Baskın Dalga Boyu (Şekil 1-13):Baskın dalga boyu, 0 ila 300mA akım aralığında hafifçe (~1nm) kayar ve 627-635nm kırmızı bölgesinde kalır.
- Spektrum Dağılımı (Şekil 1-14):Emisyon zirvesi, AlGaInP kırmızı LED'lerin karakteristiği olan dar bir FWHM ile yaklaşık 630nm civarında merkezlenir.
5. Paket Boyutu ve Mekanik Bilgiler
LED, 3,50mm × 3,50mm × 1,90mm (U×G×Y) boyutlarında PLCC6 paketinde bulunur. Aksi belirtilmediği sürece tüm toleranslar ±0,05mm'dir. Paket, yönlendirme için bir polarite işareti içerir. Taşıyıcı bant (Şekil 2-1) ve makara (Şekil 2-2) özellikleri, standart SMT al-ve-yerleştir ekipmanıyla uyumluluğu sağlar. Taban malzemesi, mükemmel optik berraklık ve termal kararlılık sağlayan silikon kapsülleyicidir.
6. SMT Reflow Lehimleme Talimatları
Maksimum 10 saniye için 260°C tepe sıcaklığına sahip aşağıdaki reflow profiline (JESD22-B106 uyumlu) uyun. 60-120 saniye boyunca 150°C'den 200°C'ye ön ısıtma. Yükselme hızı ≤3°C/s, soğuma hızı ≤6°C/s. İkiden fazla reflow döngüsü yapmayın. El lehimlemesi, her ped için 300°C'nin altında ve 3 saniyeden az sürede yapılmalıdır. Soğuma sırasında mekanik stresten kaçının. Ayrıntılı parametreler için Şekil 3-1 ve Tablo 3-1'e bakın.
7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri
Standart paketleme: 12mm genişliğinde taşıyıcı bant üzerinde makara başına 4.000 adet. Desikant ve nem gösterge kartı içeren nem bariyerli torba (MBB). Şekil 2-5'e göre dış karton kutu. Etiketlerde parça numarası, özellik numarası, lot numarası, kutu kodu, ışık akısı, renklilik kutusu, iletim voltajı, dalga boyu, miktar ve tarih bulunur. Ürün, nem hassasiyeti seviyesi 2'dir ve depolama koşulları aşılırsa fırınlama gerektirir.
8. Güvenilirlik Test Öğeleri ve Kriterleri
LED, AEC-Q102 yönergelerine dayalı güvenilirlik testlerini geçmiştir. Ana testler şunları içerir:
- Reflow (JESD22-B106):260°C tepe, 2 kez – 0/1 arıza.
- Nem Hassasiyeti (JESD22-A113):MSL2, 85°C/%60RH'de 168 saat – 0/1 arıza.
- Termal Şok (JEITA ED-4701):-40°C ila 125°C, 15 dakika bekleme, 1000 döngü – 0/1 arıza.
- Ömür Testi (JESD22-A108):105°C, IF=150mA, 1000 saat – 0/1 arıza.
- Yüksek Sıcaklık Yüksek Nem Ömür Testi (JESD22-A101):85°C/%85RH, IF=150mA, 1000 saat – 0/1 arıza.
Değerlendirme kriterleri: İletim voltajı değişimi ≤ U.S.L × 1,1, ters akım ≤ U.S.L × 2,0, ışık akısı ≥ L.S.L × 0,7.
9. Kullanım Önlemleri ve Depolama
Yumuşak silikon kapsülleyici nedeniyle üst yüzeye mekanik baskı uygulamaktan kaçının. Cımbızla yan yüzeylerden tutun. Depolama koşulları: Alüminyum torba açılmadan önce ≤30°C/≤%75RH'de ≤1 yıl saklayın; açıldıktan sonra ≤30°C/≤%60RH'de 24 saat içinde kullanın. Aşılırsa, 60±5°C'de ≥24 saat fırınlayın. LED ESD duyarlıdır (HBM 2kV), bu nedenle uygun ESD koruması gereklidir. 100PPM (kükürt) veya her biri 900PPM (Br/Cl) üzerinde kükürt, brom, klor içeren malzemelerden kaçının. Temizlik için izopropil alkol kullanın; ultrasonik temizlik önerilmez.
10. Uygulama Önerileri
Bu LED, hem iç (gösterge paneli göstergeleri, ortam aydınlatması) hem de dış (arka lambalar, fren lambaları, sinyal lambaları) otomotiv aydınlatması için optimize edilmiştir. Bağlantı sıcaklığını 125°C'nin altında tutmak için uygun bir termal yönetim tasarımı gereklidir. VF değişimine bağlı aşırı akımı önlemek için akım sınırlayıcı dirençler kullanın. Geniş görüş açısı (120°), arka aydınlatma uygulamalarında eşit ışık dağılımı sağlar. LED, PWM sinyalleriyle sürülebilir; ters kutuplamayı önlemek için yalnızca AÇIK durumunda iletim voltajı uygulayın.
11. Rakip Cihazlarla Teknoloji Karşılaştırması
Geleneksel kırmızı LED'lerle (örn. AlGaAs) karşılaştırıldığında, AlGaInP teknolojisi aynı sürüş akımında daha yüksek ışık verimliliği, daha iyi sıcaklık kararlılığı ve daha uzun ömür sunar. PLCC6 paketi, ince tasarımlar için uygun düşük profilli bir yapı sağlarken, termal ped aracılığıyla mükemmel ısı dağılımını korur. AEC-Q102 kalifikasyonu, bu cihazı zorlu koşullar altında güvenilirliğin kritik olduğu otomotiv uygulamaları için ayırır. Benzer paketlerdeki birçok rakip kırmızı LED, bu tür sıkı otomotiv kalifikasyonuna sahip değildir.
12. Sıkça Sorulan Sorular
S: 150mA'da tipik iletim voltajı nedir?C: 2,3V (aralık 2,0-2,6V).
S: Bu LED'i 300mA'da sürebilir miyim?C: 300mA'ya kadar tepe akımına yalnızca 1/10 görev döngüsü ve 10ms darbe genişliği ile izin verilir; sürekli akım 180mA'yı geçmemelidir.
S: Önerilen lehimleme profili nedir?C: Maksimum 10s için 260°C tepe, 60-120s boyunca 150-200°C ön ısıtma ile JEDEC standardını izleyin.
S: Bu LED dış mekan kullanımına uygun mu?C: Evet, -40°C ila +110°C çalışma sıcaklığı aralığı ve AEC-Q102 kalifikasyonu, onu dış otomotiv aydınlatması için uygun kılar.
S: Lehimlemeden sonra LED nasıl temizlenir?C: İzopropil alkol kullanın; silikon merceğe zarar verebileceğinden ultrasonik temizlikten kaçının.
13. Pratik Uygulama Örnekleri
Bir iç ortam aydınlatma tasarımında, her biri 150mA'da sürülen 20 LED'lik bir şerit (toplam 3A), 120° görüş açısı sayesinde araç kabinini eşit şekilde aydınlatabilir. Bir arka lamba uygulaması için, seri bağlı 6 LED'lik bir matris (uygun direnç dengelemesi ile) FMVSS 108 düzenlemelerine uygunluk için yeterli parlaklık (>90 lm) sağlar. Cihazın geniş çalışma sıcaklığı aralığı, hem soğuk çalıştırmalarda (-40°C) hem de sıcak motor bölmelerinde (+110°C) güvenilir çalışma sağlar.
14. AlGaInP LED'lerin Çalışma Prensibi
Kırmızı LED, GaAs alt tabaka üzerinde büyütülmüş bir AlGaInP (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfit) çoklu kuantum kuyusu aktif katmanı kullanır. İleri besleme altında, elektronlar ve delikler aktif bölgede ışımalı olarak birleşir ve yaklaşık 630nm dalga boyunda fotonlar yayar. AlGaInP malzeme sistemi, yüksek iç kuantum verimliliği ve iyi sıcaklık performansı sağlar. PLCC6 paketi, ışık çıkışını artırmak için yansıtıcı bir boşluk ve geniş ışın açısı için silikon bir mercek içerir.
15. Otomotiv LED Aydınlatmasında Gelişme Eğilimleri
Otomotiv aydınlatması, daha yüksek verimlilik, daha küçük paketler ve daha fazla işlevsellik yönünde gelişmeye devam ediyor. Ortaya çıkan eğilimler arasında bireysel piksel kontrollü matris LED farlar, uyarlanabilir sürüş farları ve ayarlanabilir renklerle entegre ortam aydınlatması yer alıyor. Bunun gibi kırmızı LED'ler, arka sinyal işlevleri için gerekli olmaya devam edecek. Gelecekteki gelişmeler, aynı akımda çip başına daha yüksek akı (örn. >20lm) ve azaltmayı azaltmak için iyileştirilmiş termal yönetim içerebilir. Otomotiv kalifikasyonuna (AEC-Q102) doğru hareket, tasarımcılara uzun vadeli güvenilirlik konusunda güven sağlayarak standart hale geliyor.
LED Spesifikasyon Terminolojisi
LED teknik terimlerinin tam açıklaması
Fotoelektrik Performans
| Terim | Birim/Temsil | Basit Açıklama | Neden Önemli |
|---|---|---|---|
| Işık Verimliliği | lm/W (watt başına lümen) | Watt elektrik başına ışık çıkışı, daha yüksek daha enerji verimli anlamına gelir. | Doğrudan enerji verimliliği sınıfını ve elektrik maliyetini belirler. |
| Işık Akısı | lm (lümen) | Kaynak tarafından yayılan toplam ışık, yaygın olarak "parlaklık" denir. | Işığın yeterince parlak olup olmadığını belirler. |
| Görüş Açısı | ° (derece), örn., 120° | Işık şiddetinin yarıya düştüğü açı, ışın genişliğini belirler. | Aydınlatma aralığını ve düzgünlüğünü etkiler. |
| Renk Sıcaklığı | K (Kelvin), örn., 2700K/6500K | Işığın sıcaklığı/soğukluğu, düşük değerler sarımsı/sıcak, yüksek beyazımsı/soğuk. | Aydınlatma atmosferini ve uygun senaryoları belirler. |
| Renk Geri Verim İndeksi | Birimsiz, 0–100 | Nesne renklerini doğru şekilde yansıtma yeteneği, Ra≥80 iyidir. | Renk gerçekliğini etkiler, alışveriş merkezleri, müzeler gibi yüksek talep gören yerlerde kullanılır. |
| Renk Toleransı | MacAdam elips adımları, örn., "5-adım" | Renk tutarlılık ölçüsü, daha küçük adımlar daha tutarlı renk anlamına gelir. | Aynı LED partisi boyunca düzgün renk sağlar. |
| Baskın Dalga Boyu | nm (nanometre), örn., 620nm (kırmızı) | Renkli LED'lerin rengine karşılık gelen dalga boyu. | Kırmızı, sarı, yeşil tek renkli LED'lerin tonunu belirler. |
| Spektral Dağılım | Dalga boyu vs şiddet eğrisi | Dalga boyları boyunca şiddet dağılımını gösterir. | Renk geri verimini ve renk kalitesini etkiler. |
Elektrik Parametreleri
| Terim | Sembol | Basit Açıklama | Tasarım Hususları |
|---|---|---|---|
| İleri Yönlü Gerilim | Vf | LED'i açmak için minimum gerilim, "başlangıç eşiği" gibi. | Sürücü gerilimi ≥Vf olmalıdır, seri LED'ler için gerilimler toplanır. |
| İleri Yönlü Akım | If | Normal LED çalışması için akım değeri. | Genellikle sabit akım sürüşü, akım parlaklık ve ömrü belirler. |
| Maksimum Darbe Akımı | Ifp | Kısa süreler için tolere edilebilen tepe akım, karartma veya flaş için kullanılır. | Darbe genişliği ve görev döngüsü hasarı önlemek için sıkı kontrol edilmelidir. |
| Ters Gerilim | Vr | LED'in dayanabileceği maksimum ters gerilim, ötesinde çökme neden olabilir. | Devre ters bağlantı veya gerilim dalgalanmalarını önlemelidir. |
| Termal Direnç | Rth (°C/W) | Çipten lehime ısı transferine direnç, düşük daha iyidir. | Yüksek termal direnç daha güçlü ısı dağıtımı gerektirir. |
| ESD Bağışıklığı | V (HBM), örn., 1000V | Elektrostatik deşarja dayanma yeteneği, daha yüksek daha az savunmasız anlamına gelir. | Üretimde anti-statik önlemler gerekir, özellikle hassas LED'ler için. |
Termal Yönetim ve Güvenilirlik
| Terim | Ana Metrik | Basit Açıklama | Etki |
|---|---|---|---|
| Kavşak Sıcaklığı | Tj (°C) | LED çip içindeki gerçek çalışma sıcaklığı. | Her 10°C azalma ömrü ikiye katlayabilir; çok yüksek ışık bozulması, renk kaymasına neden olur. |
| Lümen Değer Kaybı | L70 / L80 (saat) | Parlaklığın başlangıç değerinin %70 veya %80'ine düşme süresi. | LED'in "hizmet ömrünü" doğrudan tanımlar. |
| Lümen Bakımı | % (örn., %70) | Zamandan sonra tutulan parlaklık yüzdesi. | Uzun süreli kullanım üzerine parlaklık tutma yeteneğini gösterir. |
| Renk Kayması | Δu′v′ veya MacAdam elips | Kullanım sırasında renk değişim derecesi. | Aydınlatma sahnelerinde renk tutarlılığını etkiler. |
| Termal Yaşlanma | Malzeme bozulması | Uzun süreli yüksek sıcaklık nedeniyle bozulma. | Parlaklık düşüşü, renk değişimi veya açık devre arızasına neden olabilir. |
Ambalaj ve Malzemeler
| Terim | Yaygın Tipler | Basit Açıklama | Özellikler ve Uygulamalar |
|---|---|---|---|
| Paket Tipi | EMC, PPA, Seramik | Çipi koruyan muhafaza malzemesi, optik/termal arayüz sağlar. | EMC: iyi ısı direnci, düşük maliyet; Seramik: daha iyi ısı dağılımı, daha uzun ömür. |
| Çip Yapısı | Ön, Flip Çip | Çip elektrot düzeni. | Flip çip: daha iyi ısı dağılımı, daha yüksek verimlilik, yüksek güç için. |
| Fosfor Kaplama | YAG, Silikat, Nitrür | Mavi çipi kaplar, bir kısmını sarı/kırmızıya dönüştürür, beyaza karıştırır. | Farklı fosforlar verimliliği, CCT'yi ve CRI'yı etkiler. |
| Lens/Optik | Düz, Mikrolens, TIR | Işık dağılımını kontrol eden yüzeydeki optik yapı. | Görüş açısını ve ışık dağılım eğrisini belirler. |
Kalite Kontrol ve Sınıflandırma
| Terim | Sınıflandırma İçeriği | Basit Açıklama | Amaç |
|---|---|---|---|
| Işık Akısı Sınıfı | Kod örn. 2G, 2H | Parlaklığa göre gruplandırılmış, her grubun min/maks lümen değerleri var. | Aynı partide düzgün parlaklık sağlar. |
| Gerilim Sınıfı | Kod örn. 6W, 6X | İleri yönlü gerilim aralığına göre gruplandırılmış. | Sürücü eşleştirmeyi kolaylaştırır, sistem verimliliğini artırır. |
| Renk Sınıfı | 5-adım MacAdam elips | Renk koordinatlarına göre gruplandırılmış, sıkı aralık sağlayarak. | Renk tutarlılığını garanti eder, armatür içinde düzensiz renkten kaçınır. |
| CCT Sınıfı | 2700K, 3000K vb. | CCT'ye göre gruplandırılmış, her birinin karşılık gelen koordinat aralığı var. | Farklı sahne CCT gereksinimlerini karşılar. |
Test ve Sertifikasyon
| Terim | Standart/Test | Basit Açıklama | Önem |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lümen bakım testi | Sabit sıcaklıkta uzun süreli aydınlatma, parlaklık bozulmasını kaydeder. | LED ömrünü tahmin etmek için kullanılır (TM-21 ile). |
| TM-21 | Ömür tahmin standardı | LM-80 verilerine dayanarak gerçek koşullar altında ömrü tahmin eder. | Bilimsel ömür tahmini sağlar. |
| IESNA | Aydınlatma Mühendisliği Topluluğu | Optik, elektrik, termal test yöntemlerini kapsar. | Endüstri tarafından tanınan test temeli. |
| RoHS / REACH | Çevresel sertifikasyon | Zararlı maddeler (kurşun, cıva) olmadığını garanti eder. | Uluslararası pazara erişim gereksinimi. |
| ENERGY STAR / DLC | Enerji verimliliği sertifikasyonu | Aydınlatma ürünleri için enerji verimliliği ve performans sertifikasyonu. | Devlet alımlarında, sübvansiyon programlarında kullanılır, rekabet gücünü artırır. |