İçindekiler
- 1. Ürün Genel Bakışı
- 1.1 Genel Tanım
- 1.2 Özellikler
- 1.3 Uygulamalar
- 2. Teknik Parametreler
- 2.1 Elektriksel ve Optik Özellikler (Ts=25°C, IF=350mA'de)
- 2.2 Mutlak Maksimum Değerler (Ts=25°C'de)
- 3. Sınıflandırma Sistemi
- 3.1 İleri Gerilim Kutuları
- 3.2 Işık Akısı Kutuları
- 3.3 Baskın Dalga Boyu Kutuları
- 4. Performans Eğrileri
- 4.1 İleri Gerilim vs. İleri Akım
- 4.2 İleri Akım vs. Bağıl Şiddet
- 4.3 Sıcaklık vs. Bağıl Şiddet
- 4.4 Maksimum İleri Akım vs. Ts
- 4.5 Spektral Dağılım
- 4.6 Radyasyon Deseni
- 5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri
- 5.1 Paket Boyutları
- 5.2 Lehimleme Deseni
- 5.3 Taşıma Bandı ve Makara
- 5.4 Etiket Spesifikasyonu
- 5.5 Neme Dayanıklı Ambalaj
- 6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu
- 6.1 Reflow Lehimleme Profili
- 6.2 Elle Lehimleme
- 6.3 Uyarılar
- 7. Ambalaj ve Sipariş Bilgileri
- 8. Uygulama Önerileri
- 8.1 Termal Tasarım
- 8.2 Akım Düzenlemesi
- 8.3 Çevresel Uyumluluk
- 8.4 Elektrostatik Boşalma
- 9. Teknik Karşılaştırma
- 10. Sıkça Sorulan Sorular
- 11. Vaka Çalışması: Bitki Büyüme Aydınlatması
- 12. Çalışma Prensibi
- 13. Gelişim Trendleri
- LED Spesifikasyon Terminolojisi
- Fotoelektrik Performans
- Elektrik Parametreleri
- Termal Yönetim ve Güvenilirlik
- Ambalaj ve Malzemeler
- Kalite Kontrol ve Sınıflandırma
- Test ve Sertifikasyon
1. Ürün Genel Bakışı
Bu seramik paket LED, bir alt tabaka üzerinde InGaN teknolojisini kullanarak, 3.45mm x 3.45mm x 2.20mm kompakt boyutunda yüksek parlaklıkta mavi ışık sunar. Güvenilir performans ve geniş görüş açısı gerektiren genel aydınlatma ve özel uygulamalar için tasarlanmıştır.
1.1 Genel Tanım
LED, bir alt tabaka üzerinde büyütülen InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) yarı iletken malzemesine dayanır ve mavi ışık yayar. Paket, silikon kapsülleme ile seramik bir alt tabakadan oluşur ve mükemmel termal yönetim ile uzun vadeli kararlılık sağlar.
1.2 Özellikler
- Üstün ısı dağıtımı için seramik paket
- Son derece geniş görüş açısı (120°)
- Tüm SMT montaj ve reflow lehimleme işlemlerine uygun
- Tape ve reel ambalajında mevcuttur (1000 adet/reel)
- Nem hassasiyeti seviyesi: Seviye 1 (MSL1)
- RoHS uyumludur
1.3 Uygulamalar
- Dekoratif renkli lambalar ve lamba şeritleri
- Bitki aydınlatması (fotosentez)
- Peyzaj ve mimari aydınlatma
- Sahne fotoğrafçılığı aydınlatması
- Oteller, perakende, ofis ve konut iç mekan aydınlatması
- Genel amaçlı aydınlatma
2. Teknik Parametreler
2.1 Elektriksel ve Optik Özellikler (Ts=25°C, IF=350mA'de)
| Parametre | Sembol | Min. | Typ. | Max. | Birim | Test Koşulu |
|---|---|---|---|---|---|---|
| İleri Gerilim | VF | 2.6 | - | 3.4 | V | IF=350mA |
| Işık Akısı | IV | 20 | - | 40 | lm | IF=350mA |
| Toplam Işınım Akısı | Φe | 500 | - | 850 | mW | IF=350mA |
| Baskın Dalga Boyu | λD | 445 | - | 460 | nm | IF=350mA |
| Ters Akım | IR | - | - | 10 | µA | VR=5V |
| Görüş Açısı | 2θ1/2 | - | 120 | - | derece | IF=350mA |
2.2 Mutlak Maksimum Değerler (Ts=25°C'de)
| Parametre | Sembol | Değer | Birim |
|---|---|---|---|
| Güç Tüketimi | PD | 5100 | mW |
| İleri Akım | IF | 1500 | mA |
| Tepe İleri Akım (1/10 görev, 0.1ms) | IFP | 1650 | mA |
| Ters Gerilim | VR | 5 | V |
| Elektrostatik Boşalma (HBM) | ESD | 2000 | V |
| Çalışma Sıcaklığı | TOPR | -40 ~ +85 | °C |
| Depolama Sıcaklığı | TSTG | -40 ~ +85 | °C |
| Bağlantı Sıcaklığı | TJ | 125 | °C |
Not: Yukarıdaki ileri gerilim ölçüm toleransı ±0.1V'dir. Baskın dalga boyu toleransı ±1nm. Işık şiddeti toleransı ±10%.
3. Sınıflandırma Sistemi
LED'ler, IF=350mA'de ileri gerilim, ışık akısı ve baskın dalga boyuna göre uygulamada tutarlılık sağlamak için kutulara ayrılır.
3.1 İleri Gerilim Kutuları
| Kutu Kodu | Gerilim Aralığı (V) |
|---|---|
| F0 | 2.6 - 2.8 |
| G0 | 2.8 - 3.0 |
| H0 | 3.0 - 3.2 |
| I0 | 3.2 - 3.4 |
3.2 Işık Akısı Kutuları
| Kutu Kodu | Akı Aralığı (lm) |
|---|---|
| FA1 | 20 - 25 |
| FA2 | 25 - 30 |
| FA3 | 30 - 35 |
| FA4 | 35 - 40 |
3.3 Baskın Dalga Boyu Kutuları
| Kutu Kodu | Dalga Boyu Aralığı (nm) |
|---|---|
| A01 | 445 - 450 |
| A00 | 450 - 455 |
| B00 | 455 - 460 |
4. Performans Eğrileri
4.1 İleri Gerilim vs. İleri Akım
Şekil 1-6, ileri gerilimin ileri akımla arttığını gösterir. 350mA'da tipik VF yaklaşık 3.0V'dir. 1000mA'nın üzerinde gerilim yaklaşık 3.4V'a yükselir. Bu eğri, sabit akım sürücüleri tasarlamak için gereklidir.
4.2 İleri Akım vs. Bağıl Şiddet
Şekil 1-7, bağıl ışık şiddetinin ileri akımla arttığını, ancak verimlilik düşüşü nedeniyle yüksek akımlarda eğimin azaldığını gösterir. LED, maksimum bağıl şiddete yaklaşık 1750mA'da ulaşır.
4.3 Sıcaklık vs. Bağıl Şiddet
Şekil 1-8'de gösterildiği gibi, lehim noktası sıcaklığı (Ts) arttıkça bağıl şiddet azalır. 115°C'de şiddet, 25°C'deki değerin yaklaşık %60'ına düşer. Doğru termal yönetim kritiktir.
4.4 Maksimum İleri Akım vs. Ts
Şekil 1-9, düşürme bilgilerini sağlar: Ts=25°C'de maksimum ileri akım 1500mA iken, Ts=85°C'de yaklaşık 400mA'ya düşer. Her zaman düşürme sınırları içinde çalıştırın.
4.5 Spektral Dağılım
Emisyon spektrumu (Şekil 1-10), InGaN mavi LED'ler için tipik olan yaklaşık 455nm'de tepe yapar ve FWHM yaklaşık 20-25nm'dir. İkincil tepe gözlenmez.
4.6 Radyasyon Deseni
LED, geniş 120° görüş açısına (yarım açı 60°) sahip lambert benzeri bir radyasyon desenine sahiptir. Optik eksenden ±60°'de bağıl şiddet %50'ye düşer.
5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri
5.1 Paket Boyutları
LED gövdesi 3.45mm × 3.45mm × 2.20mm (uzunluk × genişlik × yükseklik) boyutlarındadır. Seramik alt tabaka sağlam bir temel sağlar. Üst görünüm kare bir çip alanını gösterir; yan görünüm silikon lens dahil 2.20mm yüksekliği belirtir. Alt görünüm, anot ve katot için iki büyük lehim pedi ve termal bağlantı için daha küçük bir ped ortaya çıkarır. Kutupluluk, Şekil 1-4'e göre bir çentik veya '+' sembolü ile işaretlenmiştir.
5.2 Lehimleme Deseni
Önerilen PCB bakır desen boyutları Şekil 1-5'te verilmiştir. Anot pedi 3.40mm × 1.30mm, katot pedi 3.50mm × 0.50mm olup arada 0.30mm boşluk vardır. Termal yönetim için uygun lehim maskesi ve bakır kalınlığı sağlayın.
5.3 Taşıma Bandı ve Makara
LED'ler, 4.0mm hatveli ceplere sahip 12mm genişliğinde taşıma bandında sağlanır. Her makara 1000 adet içerir. Bandın lider ve römork bölümlerinde 50 boş cep bulunur. Makara boyutları: dış çap 178±1mm, iç çap 59mm, genişlik 14.0±0.5mm.
5.4 Etiket Spesifikasyonu
Her makara, parça numarası, spesifikasyon numarası, parti numarası, kutu kodu (akı, dalga boyu, gerilim), miktar ve tarih kodu ile etiketlenmiştir.
5.5 Neme Dayanıklı Ambalaj
Makara, nem bariyerli bir torbada, bir kurutucu ve nem göstergesi kartı ile kapatılır. Torba, nakliye için bir karton kutuya yerleştirilir.
6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu
6.1 Reflow Lehimleme Profili
Önerilen reflow profili: ≤3°C/s rampa hızı, 60-120s boyunca 150°C'den 200°C'ye ön ısıtma, ardından 217°C'ye (TL) rampa ve TL'nin üzerinde >60s ancak<≤120s kalma, maksimum 10s için 260°C tepe sıcaklığına ulaşma. Soğutma hızı ≤6°C/s. 25°C'den tepeye toplam süre ≤8 dakika.
6.2 Elle Lehimleme
Manuel lehimleme gerekiyorsa, ≤300°C'de bir havya kullanın, ≤3 saniye ve eklem başına yalnızca bir kez.
6.3 Uyarılar
Silikon kapsülleme yumuşaktır. Pick-and-place sırasında veya lehimleme sonrasında lense baskı uygulamayın. Lehimlemeden sonra PCB'yi bükmekten kaçının. Reflow sonrası LED'i hızlı bir şekilde soğutmayın.
7. Ambalaj ve Sipariş Bilgileri
Standart ambalaj: Makara başına 1000 adet. Birden fazla makara nem bariyerli bir torbada ve ardından bir karton kutuda paketlenir. Açmadan önce depolama koşulları: sıcaklık ≤30°C, nem ≤%75 RH, 6 aya kadar. Açtıktan sonra: ≤30°C, ≤%60 RH'de 168 saat içinde kullanın. Aşılırsa, 60±5°C'de fırınlayın,<%5 RH'de 24 saat fırınlayın.
Sipariş bilgileri, akı ve dalga boyu kutularını belirten parça numarasını içerir. Belirli kutu mevcudiyeti için üreticiye danışın.
8. Uygulama Önerileri
8.1 Termal Tasarım
Yüksek güç kapasitesi göz önüne alındığında, bağlantı sıcaklığını 125°C'nin altında tutmak için yeterli ısı emici gereklidir. Yüksek akım uygulamaları için termal geçişler ve metal çekirdekli PCB (MCPCB) kullanın.
8.2 Akım Düzenlemesi
Her zaman sabit bir akım kaynağı kullanın. Seri/paralel diziler için tek başına dirençler yetersizdir. VF kutusu varyasyonunu göz önünde bulundurun ve uygun akım dengelemesi uygulayın.
8.3 Çevresel Uyumluluk
Sülfür bileşiklerine (>100ppm), brom ve klorine (her biri >900ppm, toplam<≤1500ppm) maruz kalmaktan kaçının. Silikonu renklendirebilecek uçucu organik bileşikler (VOC) yayan yapıştırıcılar veya doldurma malzemeleri kullanmayın.
8.4 Elektrostatik Boşalma
Bu LED'ler ESD'ye duyarlıdır (HBM 2kV). Kullanım sırasında topraklanmış çalışma istasyonları, antistatik bileklikler ve iyonlaştırıcılar kullanın.
9. Teknik Karşılaştırma
Geleneksel PLCC (plastik uçlu çip taşıyıcı) LED'lerle karşılaştırıldığında, seramik paket daha düşük termal direnç, yüksek sıcaklıklarda daha yüksek güvenilirlik ve sülfür saldırısına karşı daha iyi direnç sunar. Geniş 120° görüş açısı, dağınık aydınlatma uygulamaları için uygun hale getirir. Çoklu akı ve renk kutularının mevcudiyeti, ışık çıkışı ve renk tutarlılığının ince ayarlanmasına olanak tanır.
10. Sıkça Sorulan Sorular
S: Optimum verimlilik için önerilen ileri akım nedir?C: 350mA'da LED, akı ve verimlilik arasında iyi bir denge sağlar. Daha yüksek akımlar çıkışı artırır ancak düşüş nedeniyle verimliliği azaltır.
S: Bu LED'ler paralel olarak kullanılabilir mi?C: Evet, ancak her LED'in VF varyasyonunu hesaba katmak için kendi akım sınırlama direncine sahip olması veya sabit bir akım kaynağı tarafından sürülmesi gerekir.
S: Lehimlemeden sonra LED'leri nasıl temizlemeliyim?C: İzopropil alkol önerilir. LED'e zarar verebileceğinden ultrasonik temizlik kullanmayın.
S: Depolama ömrü nedir?C: Açılmamış torbalar 30°C/%75RH altında 6 ay saklanabilir. Açtıktan sonra 168 saat içinde kullanın veya kullanmadan önce fırınlayın.
11. Vaka Çalışması: Bitki Büyüme Aydınlatması
Fotosentez için optimize edilmiş bir spektrum üretmek amacıyla 100 adet bu mavi LED'in kırmızı LED'lerle birleştirildiği bir bahçecilik aydınlatma armatürü tasarlandı. LED'ler, termal geçişlere sahip bir alüminyum MCPCB üzerine monte edildi. 350mA'da çalışan armatür, 450nm baskın dalga boyunda 4000 lümen mavi ışık sağlayarak 1m²'lik bir büyüme alanını kapladı. Seramik paket, 40°C ortam sıcaklığında kararlı çalışma sağladı. Geniş görüş açısı, yakın kanopi uygulamalarında ikincil optik ihtiyacını ortadan kaldırdı.
12. Çalışma Prensibi
Bu mavi LED, safir veya silikon alt tabaka üzerinde büyütülen bir InGaN/GaN çoklu kuantum kuyusu yapısına dayanır. İleri besleme uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgede birleşerek fotonlar şeklinde enerji açığa çıkarır. InGaN'nin bant aralığı enerjisi, bu cihaz için mavi bölgeye (445-460 nm) düşen yayılan dalga boyunu belirler. Seramik paket, çipten PCB'ye elektriksel yalıtım ve verimli ısı transferi sağlar.
13. Gelişim Trendleri
Yüksek güçlü LED paketlemedeki trend, daha yüksek akım kapasitelerine sahip daha küçük ayak izlerine doğrudur. Bu gibi seramik paketler, yüksek güvenilirlik ve termal performans gerektiren uygulamalar için standart hale gelmektedir. Gelecekteki gelişmeler, duvar fişi verimliliğinde daha fazla iyileştirme, daha iyi renk tutarlılığı için daha dar sınıflandırma dağılımları ve akıllı kontrol özelliklerinin doğrudan pakete entegrasyonunu içermektedir.
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. |