Beyaz LED 3.5x2.8x1.84mm, 3.1V, 30mA, 91mW - PLCC2 Paket Spesifikasyonu

1. Ürün Genel Bakış

Bu beyaz LED, mavi bir çipin fosforla birleştirilmesiyle beyaz ışık üretmek üzere üretilmiştir. 3.50mm x 2.80mm x 1.84mm (uzunluk x genişlik x yükseklik) ölçülerinde kompakt bir PLCC2 paketinde yer alır. Cihaz, genel aydınlatma uygulamaları, özellikle otomotiv iç aydınlatması ve anahtarlar için tasarlanmıştır ve otomotiv sınıfı ayrık yarı iletkenler için AEC-Q101 stres testi kalifikasyon kılavuzlarına uygundur. Temel özellikler arasında son derece geniş görüş açısı, tüm SMT montaj ve lehim proseslerine uygunluk ve bant ve makara ambalajında mevcudiyet yer alır. JEDEC standartlarına göre nem hassasiyeti seviyesi Seviye 2'dir ve bileşen RoHS ve REACH gereksinimlerini karşılar.

2. Teknik Parametre Analizi

2.1 Optik ve Elektriksel Karakteristikler (Ts=25°C)

3mA test akımında, iletim gerilimi (VF) 2.5V ile 3.1V arasında değişir, tipik değerler 2.7V ila 3.1V civarındadır. VR=5V'de ters akım (IR) maksimum 10 µA'dır ve düşük kaçak sağlar. Işık şiddeti (IV) 3mA'de bine bağlı olarak 23 mcd ile 53 mcd arasındadır. Görüş açısı (2θ1/2) tipik olarak 120 derecedir ve geniş bir ışık dağılımı sağlar. Bağlantı noktası ile lehim noktası arasındaki termal direnç (RTHJ-S) maksimum 300 °C/W olarak derecelendirilmiştir.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler

Cihaz, 91 mW'a kadar güç dağılımına (PD) dayanabilir. Maksimum ileri sürekli akım 30 mA'dir, tepe ileri akım (1/10 görev döngüsü, 10ms darbe) 100 mA'ya ulaşabilir. Ters gerilim 5V ile sınırlıdır. Elektrostatik boşalma dayanımı (HBM) 2000V'tur. Çalışma ve depolama sıcaklık aralıkları her ikisi de -40°C ila +100°C'dir ve bağlantı noktası sıcaklığı maksimum 120°C'dir. Tasarımcılar güç dağılımının mutlak maksimum değeri aşmamasını sağlamalı ve termal kaçağı önlemek için uygun dirençler kullanarak akımı sınırlandırmalıdır.

3. Sınıflandırma Sistemi

3.1 İletim Gerilimi ve Işık Şiddeti Bölmeleri (IF=3mA)

LED, iletim gerilimi ve ışık şiddeti için bölmelere ayrılmıştır. Gerilim bölmeleri E2 (2.5-2.6V), F1 (2.6-2.7V), F2 (2.7-2.8V), G1 (2.8-2.9V), G2 (2.9-3.0V), H1 (3.0-3.1V)'dir. Işık şiddeti bölmeleri C20 (23-28 mcd), D10 (28-35 mcd), D20 (35-43 mcd), E10 (43-53 mcd)'dur. Bu sınıflandırma, müşterilerin belirli uygulamaları için tutarlı elektriksel ve optik performansa sahip LED'leri seçmelerine olanak tanır.

3.2 Renklilik Sınıflandırması

LED ayrıca CIE 1931 (x,y) renklilik tabanlı renk koordinatlarına göre sınıflandırılmıştır. Dört ana bölme tanımlanmıştır: M02, M03, P02, P03. Her bölme, renklilik diyagramında dikdörtgen bir bölgeye sahiptir ve renk tutarlılığı sağlar. Örneğin, M02 x=0.2766-0.2866, y=0.2397-0.2477'yi kapsar; M03 x=0.2857-0.2957, y=0.2557-0.2637'yi; P02 x=0.2674-0.2820, y=0.2317-0.2397'yi; P03 x=0.2766-0.2911, y=0.2477-0.2557'yi kapsar. Bu bölmeler, sıcak beyazdan nötr beyaza kadar değişen ilişkili renk sıcaklıklarına sahip beyaz ışığa karşılık gelir.

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 İletim Gerilimi vs. İletim Akımı (IV Eğrisi)

Tipik iletim gerilimi vs. iletim akımı karakteristiği (Şekil 1-7) üstel bir artış gösterir: 2.5V'da akım sıfıra yakındır, 2.7V'da yaklaşık 5mA'ya, 2.9V'da 15mA'ya ve 3.1V'da 30mA'ya yükselir. Bu eğri, küçük gerilim değişimleri büyük akım değişimlerine yol açtığından sürücü devrelerini tasarlamak için gereklidir. Akım regülasyonu için bir seri direnç önerilir.

4.2 Bağıl Şiddet vs. İletim Akımı

Bağıl ışık şiddeti, iletim akımı ile doğrusal olmayan bir şekilde artar (Şekil 1-8). 3mA'da şiddet yaklaşık %100'dür; 1mA'da yaklaşık %40'a düşer; 5mA'da yaklaşık %170'e ulaşır. Daha yüksek akımlarda çalıştırma parlaklığı artırır ancak aynı zamanda daha fazla ısı üretir, bu nedenle termal yönetim kritiktir.

4.3 Sıcaklık Bağımlılığı

Şekil 1-9 ila 1-11, lehim sıcaklığının (Ts) performans üzerindeki etkisini göstermektedir. Bağıl şiddet, sıcaklık arttıkça hafifçe azalır: 100°C'de, şiddet 25°C değerinin yaklaşık %90'ına düşer. Sıcaklık arttıkça maksimum ileri akım düşürülmelidir. İletim gerilimi de sıcaklıkla azalır (yaklaşık -2mV/°C), bu da güç tüketimini etkiler. Sıcaklıkla renk kayması (Şekil 1-13) renklilik diyagramında hafif bir hareket gösterir; 25°C'den 105°C'ye kadar x koordinatı yaklaşık 0.005 artar ve y koordinatı yaklaşık 0.005 azalır.

4.4 Işıma Deseni

Işıma diyagramı (Şekil 1-12), yaklaşık ±60°'de bağıl şiddetin %50'ye düştüğü neredeyse Lambertian bir yayılım desenini gösterir ve 120°'lik görüş açısını doğrular. Bu geniş dağılım, geniş bir alanda düzgün aydınlatma gerektiren uygulamalar için idealdir.

4.5 Spektrum

Spektrum (Şekil 1-14), InGaN çipinden kaynaklanan 450nm civarında bir mavi tepe noktası ve 550nm civarında merkezlenmiş geniş bir sarı fosfor tepe noktası gösterir ve beyaz ışık emisyonu ile sonuçlanır. Spektral dağılım 400-700nm'yi kapsar.

5. Mekanik ve Ambalaj Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

LED paketi 3.50mm uzunluğunda, 2.80mm genişliğinde ve 1.84mm yüksekliğindedir (üstten görünüm). Alttan görünüm, merkezi bir anot pedi (2.50mm x 2.18mm) ve bir katot pedi (0.75mm x 2.00mm) gösterir. Kutup işareti paket üzerinde belirtilmiştir. Önerilen lehimleme deseni (toprak deseni) şu boyutlara sahiptir: katot için 2.40mm x 1.25mm, genel olarak 4.45mm x 2.40mm. Aksi belirtilmedikçe toleranslar ±0.2mm'dir.

5.2 Bant ve Makara Ambalajı

LED'ler, 8mm adımlı taşıyıcı bantta, makara başına 2000 adet olarak paketlenir. Makara boyutları: çap 178±1mm, genişlik 60±1mm, göbek çapı 13.0±0.5mm. Bantta bir kutup işareti ve üst kapak bandı bulunur. Etiketleme, parça numarası, özellik numarası, lot numarası, bölme kodu, ışık akısı (veya şiddeti), renklilik bölmesi, iletim gerilimi, dalga boyu kodu, miktar ve tarih kodunu içerir.

5.3 Neme Karşı Bariyer Ambalajı

Makara, nem gösterge kartı ve kurutucu ile birlikte neme dayanıklı torbalara yerleştirilir. Açıldıktan sonra LED'ler ≤30°C/≤%60 Bağıl Nem'de saklanırsa 24 saat içinde kullanılmalıdır. Depolama önerilen süreyi aşarsa, 60±5°C'de >24 saat boyunca fırınlama gereklidir.

6. Lehimleme Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Önerilen reflow profili (Şekil 3-1, Tablo 3-1) şunları belirtir: ortalama yükselme hızı ≤3°C/s; 150°C'den 200°C'ye ön ısıtma 60-120 saniye; 217°C (TL) üzerinde süre maksimum 60s; tepe sıcaklık (TP) 260°C maksimum 10s; soğutma hızı ≤6°C/s. 25°C'den tepe sıcaklığa toplam süre maksimum 8 dakika. Sadece iki reflow döngüsüne izin verilir; döngüler arasında 24 saatten fazla varsa, ikinci reflowdan önce fırınlama gereklidir.

6.2 El Lehimleme ve Onarım

El lehimleme: havya sıcaklığı<300°C, süre<3s, yalnızca bir kez. Reflow sonrası onarım önerilmez ancak gerekirse çift başlı havya kullanın. Isıtma sırasında silikon kapsülleyiciye mekanik stres uygulamaktan kaçının.

6.3 Özel Hususlar

LED kapsülleyicisi yumuşak olan silikondur. Pick-and-place sırasında üst yüzeye aşırı basınç uygulamaktan kaçının. Bükülmüş PCB'lere montaj yapmayın veya lehimlemeden sonra kartı bükmeyin. Soğutma sırasında kuvvet veya titreşim uygulamayın. Reflow sonrası hızlı soğutmaya izin verilmez.

7. Sipariş ve Depolama Bilgisi

7.1 Ambalaj Miktarı

Standart ambalaj miktarı makara başına 2000 adettir. Daha yüksek hacimler için makaralar karton kutularda paketlenir. Etiketleme, veri sayfasında gösterilen formatı takip eder.

7.2 Depolama Koşulları

Açılmamış nem bariyerli torbalar: sıcaklık ≤30°C, nem ≤%75, üretim tarihinden itibaren raf ömrü 1 yıl. Açıldıktan sonra: ≤30°C/≤%60 Bağıl Nem'de 24 saat içinde kullanılması önerilir. 24 saat içinde kullanılmazsa, kullanımdan önce 60±5°C'de >24 saat fırınlayın. Kurutucu mavi kalmalıdır; rengi solmuşsa fırınlama gereklidir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulamalar

Bu beyaz LED, tavan lambaları, harita lambaları, ortam aydınlatması ve gösterge paneli arka aydınlatması gibi otomotiv iç aydınlatması için idealdir. Ayrıca otomotiv ve tüketici elektroniğindeki anahtarlar ve göstergeler için de uygundur. Geniş görüş açısı ve kompakt boyut, alan kısıtlamalı tasarımlar için çok yönlülük sağlar.

8.2 Tasarım Hususları

Termal yönetim kritiktir: bağlantı noktası sıcaklığını ≤120°C tutmak için uygun bir PCB pedi ve soğutucu kullanılmalıdır. Akım sınırlayıcı dirençler kullanın; 30mA sürekli ileri akımı aşmayın. Darbe uygulamaları için tepe akımını %10 görev döngüsü ile 100mA ile sınırlayın. Cihaz >2000V (HBM) boşalmalarından zarar görebileceğinden ESD koruma önlemleri gereklidir. LED'i korozyonu veya rengini bozmayı önlemek için kükürt >100ppm veya halojenler (Br<900ppm, Cl<900ppm, toplam<1500ppm) içeren ortamlara maruz bırakmaktan kaçının. Temizlik için izopropil alkol önerilir; ultrasonik temizlik LED'e zarar verebilir.

9. Teknik Karşılaştırma

Benzer PLCC2 beyaz LED'lerle karşılaştırıldığında, bu cihaz AEC-Q101 kalifikasyonu sunar ve otomotiv uygulamaları için güvenilirlik sağlar. Geniş görüş açısı (120°), dar açılı LED'lerden daha iyi ışık dağılımı sağlar. Gerilim, şiddet ve renk için bölme seçenekleri, sıkı tolerans eşleştirmesine olanak tanır. Maksimum çalışma sıcaklığı 100°C (ortam) ve bağlantı noktası sıcaklığı 120°C rekabetçidir. Bununla birlikte, nispeten düşük ışık şiddeti (3mA'de maksimum 53 mcd) daha yüksek parlaklık ihtiyaçları için birden fazla cihaz gerektirebilir. Paket yüksekliği 1.84mm, bazı ultra ince LED'lerden biraz daha yüksektir ancak yine de çoğu tasarım için uygundur.

10. Sıkça Sorulan Sorular

S: Bu LED'i doğrudan 3.3V kaynaktan sürebilir miyim?
C: Doğrudan değil; bir seri direnç kullanmalısınız. 3.3V'da, iletim gerilimi 2.5V kadar düşük olabilir ve aşırı akıma yol açabilir. Direnç değerini hesaplayın: R = (Vsupply - VF) / I. 30mA için, VF=2.7V varsayarak, R = (3.3-2.7)/0.03 = 20Ω. En yakın standart değeri kullanın ve güç dağılımını kontrol edin.

S: Tipik renk sıcaklığı nedir?
C: Renklilik bölmelerine bağlı olarak renk sıcaklığı yaklaşık 3000K ila 5000K arasında değişir. Örneğin, M02 ve M03 bölmeleri sıcak beyaza karşılık gelirken, P02 ve P03 biraz daha soğuktur. Kesin CCT, xy koordinatlarından yaklaşık formüller kullanılarak hesaplanabilir.

S: Birden fazla LED'i seri veya paralel nasıl bağlarım?
C: Seri bağlarken iletim gerilimleri toplanır; mevcut toplam gerilimin yeterli olduğundan emin olun. Paralel kollar için her LED'in akımı dengelemek için kendi seri direncine sahip olmalıdır. Termal dağılım dikkate alınmalıdır.

S: Bu LED dış mekan kullanımı için uygun mudur?
C: Çalışma sıcaklık aralığı -40 ila +100°C'dir ve bu, çoğu iç mekan ve otomotiv ortamını kapsar. Bununla birlikte, paket UV dayanımlı değildir ve doğrudan güneş ışığına maruz kalırsa bozulabilir. Dış mekan uygulamaları için ek koruma (örneğin, konformal kaplama) gerekebilir.

11. Pratik Kullanım Örnekleri

Örnek 1: Otomotiv Tavan Lambası
Bir tavan lambası düzgün aydınlatma gerektirir. Dairesel bir dizi halinde düzenlenmiş 6 adet bu beyaz LED'in her biri 20mA'de sürüldüğünde iç aydınlatma için yeterli parlaklık sağlar. Geniş görüş açısı karanlık noktaların olmamasını sağlar. Işığı daha da dağıtmak için bir lens eklenebilir. LED'ler ısı dağılımı için alüminyum bir PCB üzerine lehimlenir.

Örnek 2: Buton Arka Aydınlatması
Bir anahtar için, düğmenin arkasına bir LED yerleştirilir. 3mA'de çalışarak yaklaşık 30mcd sağlar, küçük bir gösterge için yeterlidir. LED, PCB üzerine yüzey montajlıdır ve bir ışık borusu ışığı düğmeye yönlendirir. Düşük akım, ısı oluşumunu en aza indirir.

12. Çalışma Prensibi

Beyaz LED, fosfor dönüşümü prensibiyle çalışır. Mavi bir InGaN/GaN LED çipi, yaklaşık 450nm'de mavi ışık yayar. Bu mavi ışık, sarı yayan bir fosforu (tipik olarak YAG:Ce) uyarır; bu da mavi ışığın bir kısmını geniş sarı emisyona dönüştürür. Kalan mavi ve sarı ışığın birleşimi insan gözüne beyaz görünür. Kesin renk sıcaklığı, fosfor bileşimi ve konsantrasyonu tarafından belirlenir. LED, aktif bölgeye elektronlar ve delikler enjekte ederek fotonlar üretmek üzere birleşen bir ileri akım ile sürülür.

13. Geliştirme Eğilimleri

Otomotiv ve genel aydınlatma için beyaz LED'lerdeki eğilim, daha yüksek verimlilik (lm/W) ve daha iyi renk sunumuna yöneliktir. Bu PLCC2 paketinin gelecekteki yinelemeleri, daha yüksek verimlilik ve iyileştirilmiş renk kalitesine ulaşmak için daha dar emisyon bantlarına sahip daha verimli fosforlar kullanabilir. Ayrıca, akıllı sürüş ve renk ayarlanabilir sistemlerle entegrasyon beklenmektedir. AEC-Q101 kalifikasyonu, zorlu ortamlar için daha yüksek güvenilirliğe yönelik bir itişi gösterir. Daha ince paketler ve daha küçük ayak izleri ile minyatürleştirme devam etmektedir. Bununla birlikte, güç yoğunlukları arttıkça termal yönetim önemli bir zorluk olmaya devam etmektedir.