Kırmızı LED PLCC4 3,5x2,8x1,85mm - 2,0-2,6V İleri Gerilim - 70mA - 615nm Baskın Dalga Boyu Teknik Şartname

1. Ürün Genel Bakış

Bu belge, otomotiv iç ve dış aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış yüksek performanslı bir kırmızı LED'in (model RF-OMRA30TS-BM-G) kapsamlı teknik şartnamesini sunmaktadır. LED, 3,50 mm × 2,80 mm × 1,85 mm boyutlarında kompakt bir PLCC4 pakete sahiptir ve gelişmiş AlGaInP (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfür) alt tabaka teknolojisi üzerine inşa edilmiştir. Üstün parlaklık, geniş görüş açısı ve mükemmel termal performans sunarak zorlu otomotiv ortamlarına uygun hale getirir. Cihaz, RoHS ve REACH direktiflerine uygundur ve otomotiv sınıfı ayrık yarı iletkenler için AEC-Q101 kalifikasyon gereksinimlerini karşılar.

2. Teknik Parametre Derinlemesine Analiz

Elektriksel ve optik özellikler, IF = 50 mA test koşulunda ve lehim sıcaklığı Ts = 25 °C'de belirtilmiştir. Tüm ölçümler, belirtilen toleranslarla standart laboratuvar koşulları altında gerçekleştirilir.

2.1 İleri Gerilim (VF)

İleri gerilim, 50 mA'de 2,0 V (minimum) ile 2,6 V (maksimum) arasında değişir ve tipik değeri 2,2 V'tur. Bu nispeten düşük ileri gerilim, verimli güç dönüşümü sağlar ve termal dağılımı azaltır. Ölçüm toleransı ±0,1 V'tur. Devreler tasarlanırken, voltaj değişimlerine karşı akımı stabilize etmek için seri dirençler dahil edilmelidir.

2.2 Işık Şiddeti (IV)

Işık şiddeti, 50 mA'de 2300 mcd (minimum) ile 4300 mcd (maksimum) arasında değişir ve tipik değeri 2900 mcd'dir. Bu yüksek parlaklık seviyesi, AlGaInP malzeme sistemi ve optimize edilmiş fosforsuz kırmızı emisyon sayesinde elde edilir. Ölçüm toleransı ±%10'dur. Şiddet, üç gruba ayrılmıştır: N2 (2300–2800 mcd), O1 (2800–3500 mcd) ve O2 (3500–4300 mcd).

2.3 Baskın Dalga Boyu (Wd)

Baskın dalga boyu, 50 mA'de 612,5 nm (minimum) ile 620 nm (maksimum) arasında değişir ve tipik değeri 615 nm'dir. Bu, koyu kırmızı bir renge karşılık gelir. Dalga boyu üç gruba ayrılmıştır: C2 (612,5–615 nm), D1 (615–617,5 nm) ve D2 (617,5–620 nm). Renk koordinatlarında ölçüm toleransı ±0,005'tir.

2.4 Termal Karakteristikler

Bağlantı noktasından lehim noktasına termal direnç (RTHJ-S) tipik olarak 180 °C/W'dir (maksimum). Maksimum bağlantı sıcaklığı 120 °C'dir. Güvenilirliği korumak için uygun termal yönetim şarttır; maksimum bağlantı sıcaklığını aşmamak için ileri akım, lehim sıcaklığına göre düşürülmelidir. Ortam çalışma sıcaklığı aralığı –40 °C ile +100 °C arasındadır ve depolama sıcaklığı aralığı da aynıdır. Elektrostatik boşalma koruması 2000 V'a (HBM) kadar sağlanmıştır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Performansta tutarlılık sağlamak için LED, IF = 50 mA'de ileri gerilim, ışık şiddeti ve baskın dalga boyuna göre gruplara ayrılır.

• İleri Gerilim Grupları:C1 (2,0–2,1 V), C2 (2,1–2,2 V), D1 (2,2–2,3 V), D2 (2,3–2,4 V), E1 (2,4–2,5 V), E2 (2,5–2,6 V)
• Işık Şiddeti Grupları:N2 (2300–2800 mcd), O1 (2800–3500 mcd), O2 (3500–4300 mcd)
• Dalga Boyu Grupları:C2 (612,5–615 nm), D1 (615–617,5 nm), D2 (617,5–620 nm)

Müşteriler, hassas uygulama gereksinimlerini karşılamak için sipariş sırasında grup kombinasyonlarını belirtebilirler.

4. Performans Eğrisi Analizi

Tipik optik karakteristik eğrileri, LED'in çeşitli çalışma koşulları altındaki davranışı hakkında fikir verir.

• İleri Gerilim vs. İleri Akım (Şekil 1-7):İleri gerilim, akımla birlikte orta derecede artar; 10 mA'de yaklaşık 1,9 V'tan 70 mA'de 2,4 V'a çıkar. Bu doğrusal olmayan ilişki, yarı iletken diyotlar için tipiktir.
• İleri Akım vs. Bağıl Şiddet (Şekil 1-8):Bağıl ışık şiddeti, 70 mA'ye kadar ileri akımla yaklaşık olarak doğrusal bir şekilde artar, bu da iyi bir akım-ışık dönüşüm verimliliğini gösterir.
• Lehim Sıcaklığı vs. Bağıl Şiddet (Şekil 1-9):Lehim sıcaklığı 20 °C'den 120 °C'ye yükseldikçe, bağıl ışık akısı yaklaşık %30 azalır; bu da termal yönetim ihtiyacını vurgular.
• Lehim Sıcaklığı vs. İleri Akım (Şekil 1-10):İzin verilen maksimum ileri akım, 120 °C bağlantı sıcaklığını aşmamak için daha yüksek lehim sıcaklıklarında düşürülmelidir.
• İleri Gerilim vs. Lehim Sıcaklığı (Şekil 1-11):İleri gerilim, artan sıcaklıkla birlikte hafifçe azalır; yaklaşık –2 mV/°C.
• Işınım Deseni (Şekil 1-12):Görüş açısı (2θ1/2) 120 derecedir ve alan aydınlatması için uygun geniş, düzgün bir ışık dağılımı sağlar.
• İleri Akım vs. Baskın Dalga Boyu (Şekil 1-13):Baskın dalga boyu, akım arttıkça hafifçe daha uzun değerlere kayar; yaklaşık +0,03 nm/mA.
• Spektrum Dağılımı (Şekil 1-14):Spektral tepe, AlGaInP kırmızı LED'lerinin karakteristiği olan dar bir tam yarı maksimum genişliğe (FWHM) sahip olarak 615–620 nm civarında merkezlenir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED, 3,50 mm (uzunluk) × 2,80 mm (genişlik) × 1,85 mm (yükseklik) genel boyutlarına sahip bir PLCC4 paketinde barındırılır. Üstten görünümde net bir polarite işareti bulunur. Alttan görünümde dört terminal ortaya çıkar: pim 1 (katot) pahlı bir köşeyle tanımlanır ve pim 2, 3 ve 4 (anot ve diğer bağlantılar). Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlarda ±0,2 mm tolerans vardır.

5.2 Lehim Pala Deseni

Önerilen PCB yerleşim deseni (lehim palaları) boyutları verilmiştir: anot tarafı için 2,60 mm × 1,60 mm ve katot tarafı için 4,60 mm × 0,80 mm. Doğru pala tasarımı, güvenilir lehim bağlantısı oluşumu ve ısı dağılımını sağlar.

5.3 Polarite Tanımlama

Polarite, paket gövdesindeki bir çentik veya pah ile belirtilir. Pim 1 katottur (C) ve pim 2, 3, 4 anottur (A). Yanlış polarite LED'e zarar verebilir; lehimlemeden önce her zaman yönü doğrulayın.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Önerilen reflow lehimleme profili JEDEC standartlarına uygundur. Anahtar parametreler şunları içerir: 150 °C'den 200 °C'ye 60–120 saniye ön ısıtma, maksimum 60 saniye içinde 217 °C'ye (sıvılaşma noktası) yükselme, maksimum 10 saniye için 260 °C tepe sıcaklığı ve maksimum 6 °C/s soğuma. Yalnızca iki reflow döngüsüne izin verilir. Döngüler arasında 24 saatten fazla süre geçerse, LED'ler nem emebilir ve ikinci reflowdan önce fırınlama gerektirebilir.

6.2 Elle Lehimleme ve Onarım

Manuel lehimleme için, havya sıcaklığını 300 °C'nin altına ayarlayın ve işlemi 3 saniye içinde tamamlayın. Yalnızca bir elle lehimleme işlemine izin verilir. Reflow sonrası onarım önerilmez; gerekirse çift başlı havya kullanın ve LED işlevselliğini doğrulayın.

6.3 Kullanım Uyarıları

Silikon kapsülleyici yumuşaktır ve aşırı basınçtan zarar görebilir. Kontrollü kuvvetle uygun pick-and-place nozulları kullanın. Lehimleme sonrası PCB'yi bükmekten kaçının. Soğutma sırasında mekanik stres veya titreşim uygulamayın. Reflow sonrası hızlı soğutma (söndürme) yasaktır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Taşıyıcı Bant ve Makara

LED'ler, 4 mm aralıklı 8 mm genişliğinde taşıyıcı bant üzerinde sağlanır. Her makara 2.000 adet içerir. Bant, üstten soyulan bir kapak bandına sahiptir. Makara boyutları: çap 330 ±1 mm, göbek çapı 100 ±1 mm ve genişlik 13,0 ±0,5 mm.

7.2 Neme Dayanıklı Ambalaj

Makaralar, nem gösterge kartı ve kurutucu içeren neme dayanıklı bir torbada (MBB) vakumla kapatılır. Nem hassasiyeti seviyesi (MSL) Seviye 2'dir (raf ömrü ≤30 °C/%75 RH'de >1 yıl, ancak açıldıktan sonra 24 saat içinde kullanılması önerilir). Torba hasar görmüşse veya depolama koşulları aşılmışsa, kullanımdan önce 60 ±5 °C'de >24 saat fırınlama gereklidir.

7.3 Etiket Bilgileri

Her makara, parça numarası, şartname numarası, lot numarası, grup kodu (ileri gerilim, ışık şiddeti ve dalga boyu gruplarını içerir), miktar ve tarih kodunu içeren bir etiket taşır. Etiket formatı standart endüstri uygulamasını takip eder.

8. Uygulama Önerileri

LED, öncelikle otomotiv aydınlatması için tasarlanmıştır - hem iç (gösterge paneli, ortam aydınlatması) hem de dış (arka lambalar, sinyal lambaları, fren lambaları). Geniş 120° görüş açısı, düzgün ışık dağılımının gerektiği sinyal uygulamalarında avantajlıdır. Diziler tasarlanırken, metal çekirdekli PCB'ler veya ısı emiciler kullanarak yeterli termal yönetim sağlayın. Dize konfigürasyonları, termal kaçakları önlemek için akım sınırlayıcı dirençler içermelidir. Cihaz ayrıca yüksek parlaklık ve güvenilirlik gerektiren genel amaçlı gösterge lambaları ve dekoratif aydınlatma için de uygundur.

9. Teknik Karşılaştırma

Geleneksel delikten geçmeli kırmızı LED'lerle karşılaştırıldığında, bu PLCC4 paketi önemli avantajlar sunar: daha küçük ayak izi, otomatik SMT montajı ile uyumluluk, daha geniş görüş açısı ve daha tutarlı bir ışık deseni. AlGaInP malzemesi, eski GaAsP teknolojilerine göre daha yüksek ışık verimliliği ve daha iyi sıcaklık kararlılığı sağlar. Ayrıca, AEC-Q101 kalifikasyonu, zorlu otomotiv koşulları (titreşim, nem, sıcaklık döngüsü) altında sağlam performansı garanti eder.

10. Sıkça Sorulan Sorular

S: Maksimum kullanım ömrü için önerilen sürüş akımı nedir?

C: Optimum güvenilirlik için tipik olarak 50 mA'de çalıştırın. Mutlak maksimum ileri akım 70 mA (DC) veya 100 mA tepe (1/10 görev döngüsü, 10 ms darbe) şeklindedir. Daha yüksek akımlar, artan bağlantı sıcaklığı nedeniyle kullanım ömrünü azaltır.

S: Bu LED'i diğerleriyle seri olarak kullanabilir miyim?

C: Evet, ancak toplam ileri gerilimin besleme voltajını aşmadığından emin olun. Akımı sınırlamak için bir seri direnç kullanın. İleri gerilim gruplaması nedeniyle, paralel kollar akımı dengelemek için ayrı dirençler gerektirebilir.

S: Lehimlemeden sonra LED'i nasıl temizlemeliyim?

C: İzopropil alkol kullanın. Dahili tel bağlantılarına zarar verebilecek ultrasonik temizlikten kaçının. Silikon kapsülleyiciye zarar verebilecek çözücüler kullanmayın.

S: Hangi ESD önlemleri gereklidir?

C: LED 2000 V HBM'ye dayanabilir, ancak kullanım sırasında yine de ESD koruması gereklidir. Topraklanmış çalışma istasyonları, iyonlaştırıcılar ve antistatik ambalaj kullanın.

11. Pratik Uygulama Örnekleri

Otomotiv Arka Lambası:Bir ısı emici ile PCB üzerine yerleştirilmiş 10-20 LED'lik bir dizi, parlak, düzgün bir kırmızı stop/arka lamba sağlar. Geniş görüş açısı, ECE R7 görünürlük gereksinimlerine uygunluğu garanti eder. AEC-Q101 kalifikasyonu, otomobil üreticilerine uzun vadeli güvenilirlik konusunda güven verir.

İç Mekan Ortam Aydınlatması:Bir ışık kılavuzu aracılığıyla dağıtılan tek bir LED, gösterge paneli vurgu aydınlatması için yumuşak bir kırmızı parıltı oluşturur. Kompakt paket, ince panellere entegrasyona olanak tanır.

Endüstriyel Durum Göstergesi:Yüksek parlaklık, onu dış mekan tabelaları ve durum ışıkları için uygun kılar. 120° ışın açısı, birçok uygulamada ikincil optik ihtiyacını ortadan kaldırır.

12. Çalışma Prensibi

Bu kırmızı LED, AlGaInP (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfür) çoklu kuantum kuyusu (MQW) yapısına dayanır. Bir ileri öngerilim uygulandığında, n-tipi katmandaki elektronlar ve p-tipi katmandaki delikler aktif bölgede birleşerek fotonlar şeklinde enerji açığa çıkarır. AlGaInP malzemesinin bant aralığı, kırmızı spektrumda (612–620 nm) ışık üretecek şekilde tasarlanmıştır. Cihaz, daha sonra ışık çıkışını iyileştirmek için çıkarılan veya inceltilen bir GaAs alt tabaka üzerinde büyütülür. PLCC4 paketi, bir reflektör kabı ve ışınım desenini şekillendiren şeffaf bir silikon kapsülleyici içerir.

13. Teknoloji Trendleri

Otomotiv LED pazarı, daha yüksek verimlilik, daha küçük paketler ve daha iyi termal performansa doğru ilerlemektedir. AlGaInP kırmızı LED'ler, ışık verimliliği ve güvenilirlik açısından gelişmeye devam etmektedir. Matris aydınlatma ve uyarlanabilir sürüş farlarına yönelik eğilim, ayrı ayrı adreslenebilir LED'lere olan talebi artırmaktadır. LED'lerin akıllı sürücüler ve teşhis (örneğin LIN bus) ile entegrasyonu da büyümektedir. Bu ürün, AEC-Q101 kalifikasyonu ile otomotiv elektroniğinde sıfır hata kalitesi yönündeki sektör baskısıyla uyumludur. Gelecekteki gelişmeler, renk saflığı için daha da dar spektral genişlikler ve kaput altı uygulamalar için daha yüksek sıcaklık derecelendirmelerini içerebilir.