İçindekiler
- 1. Ürün Genel Bakışı
- 1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar
- 1.2 Hedef Uygulamalar ve Pazar
- 2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi
- 2.1 Mutlak Maksimum Değerler
- 2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler
- 3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması
- 3.1 Işık Şiddeti (Parlaklık) Sınıflandırması
- 3.2 Yeşil Işık Tonu (Ana Dalga Boyu) Sınıflandırması
- 4. Performans Eğrisi Analizi
- 4.1 Akım ve Gerilim (I-V) Karakteristiği
- 4.2 Işık Şiddeti ile İleri Yön Akımı Arasındaki İlişki
- 4.3 Sıcaklık Bağımlılığı
- 5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri
- 5.1 Paket Boyutları ve Polarite
- 5.2 Önerilen PCB Lehim Pedi Tasarımı
- 6. Lehimleme, Montaj ve İşletme Kılavuzu
- 6.1 IR Reflow Kaynak Parametreleri
- 6.2 El ile Kaynak (Gerekirse)
- 6.3 Temizleme
- 6.4 Depolama ve Nem Duyarlılığı
- 6.5 Elektrostatik Deşarj (ESD) Önlemleri
- 7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri
- 7.1 Taşıyıcı Bant ve Makara Özellikleri
- 8. Uygulama Tasarımı Hususları
- 8.1 Sürücü Devresi Tasarımı
- 8.2 Termal Yönetim
- 8.3 Optik Entegrasyon
- 9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma
- 10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)
- 11. Gerçek Uygulama Örnekleri
- 12. Teknik Prensip Tanıtımı
- 13. Sektör Trendleri ve Arka Plan
1. Ürün Genel Bakışı
Bu belge, yüzey montaj cihazı (SMD) LED'i olan LTST-S326KGJRKT'nin tam teknik özelliklerini sağlar. Bu bileşen, yandan ışık yayan, çift renkli bir LED olup, tek bir kompakt paket içinde, sırasıyla yeşil ve kırmızı ışık yaymak için bağımsız AlInGaP (alüminyum indiyum galyum fosfit) çiplerini entegre eder. Otomatik baskılı devre kartı (PCB) montajı için tasarlanmış olup, çeşitli tüketici elektroniği ve endüstriyel elektronik cihazlardaki sınırlı alan uygulamaları için idealdir.
1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar
LTST-S326KGJRKT, modern elektronik tasarım için birçok önemli avantaj sunar:
- Çift renkli ışık kaynağı:Bağımsız pinlerle kontrol edilen (C1 kırmızı, C2 yeşil), yeşil ve kırmızı ışık yaymak için bağımsız ultra yüksek parlaklıkta AlInGaP çipleri entegre edilmiştir.
- Yan Görünümlü Paketleme:Ana ışık, bileşenin yan tarafından yayılır; kenar aydınlatması, dar alanlardaki durum göstergeleri ve dikey montajın mümkün olmadığı arka aydınlatma uygulamaları için uygundur.
- Üretim Uyumluluğu:EIA standardına uygun olarak paketlenmiş ve 8 mm taşıyıcı bant üzerinde 7 inç makara halinde sunulmuştur, yüksek hızlı otomatik yüzey montaj ekipmanlarıyla tam uyumludur.
- Sağlam montaj işlemi:Tasarım, standart kızılötesi (IR) reflow lehimleme işlemine dayanacak şekilde yapılmıştır, güvenilir yüzey montaj imkanı sağlar.
- Çevre dostu uyumluluk:Cihaz, RoHS (Zararlı Maddelerin Kısıtlanması) Direktifi'ne uygundur.
- Elektriksel Uyumluluk:Cihaz, entegre devrelerle uyumludur ve birçok durumda doğrudan bir mikrodenetleyici veya mantık çıkışı tarafından sürülmesine izin verir.
1.2 Hedef Uygulamalar ve Pazar
Bu LED, güvenilir ve kompakt bir göstergeye ihtiyaç duyan çeşitli elektronik cihazlar için tasarlanmış olup geniş bir uygulanabilirliğe sahiptir. Başlıca uygulama alanları şunlardır:
- Telekomünikasyon ekipmanları:Kablosuz telefonlar, cep telefonları ve ağ sistemi donanımlarındaki durum göstergeleri.
- Bilgisayar ve Ofis Otomasyonu:Dizüstü bilgisayarlar ve diğer taşınabilir cihazlarda klavye ve tuşların arka aydınlatması; çevre birimlerindeki durum ışıkları.
- Tüketici Elektroniği ve Ev Aletleri:Çeşitli ev aletlerindeki güç, mod veya fonksiyon göstergeleri.
- Endüstriyel Ekipman:Panel göstergeleri, makine durum lambaları ve kontrol sistemi geri bildirim ışıkları.
- Özel ekran:Mikro ekranlar için uygundur ve küçük boyutlu sinyal ve sembol aydınlatması için ışık kaynağı olarak kullanılır.
2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi
Aşağıdaki bölümler, spesifikasyon belgesinde tanımlanan kritik elektriksel, optik ve güvenilirlik parametreleri için detaylı ve objektif bir yorum sağlar.
2.1 Mutlak Maksimum Değerler
Bu değerler, cihazın kalıcı hasar görmesine neden olabilecek stres limitlerini tanımlar. Normal kullanımda bu limitlerde veya yakınında çalıştırılması önerilmez. Tüm değerler, ortam sıcaklığının (Ta) 25°C olduğu durumda belirtilmiştir.
- Güç Tüketimi (Pd):Çip başına 75 mW. Bu, her bir LED çipinin ısı olarak dağıtabileceği maksimum güçtür. Bu değerin aşılması, eklem sıcaklığının aşırı yükselmesine, performans bozulmasının hızlanmasına veya arızaya neden olabilir.
- Tepe İleri Akım (IFP):80 mA, sadece darbe koşullarında izin verilir (görev döngüsü 1/10, darbe genişliği 0.1 ms). Bu, aşırı ısınmaya neden olmadan kısa süreli yüksek yoğunluklu flaş kullanımına olanak tanır.
- Sürekli İleri Akım (IF):30 mA DC. Bu, parlaklık ve uzun vadeli güvenilirlik arasında denge sağlayan, sürekli çalışma için önerilen maksimum akımdır.
- Ters Gerilim (VR):5 V. Bu değerin üzerinde bir ters öngerilim uygulamak, yarıiletken bağlantısında delinmeye ve hasara neden olabilir.
- Çalışma ve Depolama Sıcaklığı:Cihaz -30°C ila +85°C arasında çalışabilir ve -40°C ila +85°C arasında depolanabilir. Bu aralıklar, çoğu ticari ve endüstriyel ortamdaki işlevselliği garanti eder.
- Lehimleme Isı Sınırı:IR yeniden akış lehimleme sırasında, paket kurşunsuz montaj işlemi standartlarına uygun olarak 10 saniyeye kadar 260°C tepe sıcaklığına dayanabilir.
2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler
Bunlar, standart test koşullarında (Ta=25°C, aksi belirtilmedikçe, IF=20mA) ölçülen tipik performans parametreleridir. Bunlar, devredeki bileşenin beklenen davranışını tanımlar.
- Işık şiddeti (IV):Algının parlaklık için temel ölçüsüdür. Yeşil ışık çipi için tipik değer 35.0 mcd (milikandela) olup, 18.0 mcd (minimum) ile 112.0 mcd (maksimum) aralığındadır. Kırmızı ışık çipi için tipik değer daha yüksek olup 45.0 mcd'dir ve aynı minimum/maksimum aralığına sahiptir. Geniş aralık, ileride açıklanan sınıflandırma sistemini gerekli kılmaktadır.
- Işık yayma açısı (2θ1/2):130 derece (tipik değer). Bu, ışık şiddetinin tepe (eksenel) değerinin yarısına düştüğü andaki tam açıdır. 130°'lik geniş ışık yayma açısı, dağıtıcı lensli yandan ışık veren LED'lerin karakteristiğidir ve alan aydınlatması veya geniş açılı görünürlük için uygun geniş bir yayılım modeli sağlar.
- İleri voltaj (VF):20mA'de, her iki renk için tipik değer 2.0 V, maksimum değer 2.4 V'dir. Bazı mavi veya beyaz LED'lere kıyasla bu değer nispeten düşüktür ve sürücü devre tasarımını basitleştirir. İki renk arasında tutarlı VFayrı ayrı sürülürken benzer akım sınırlama direnci değerlerinin kullanılmasına izin verir.
- Tepe dalga boyu (λP) ile baskın dalga boyu (λd):
- Yeşil Işık:Tepe değeri 574 nm (tipik), baskın dalga boyu 571 nm (tipik). Bu, onu spektrumun saf yeşil bölgesine yerleştirir.
- Kırmızı Işık:Tepe değeri 639 nm (tipik), ana dalga boyu 631 nm (tipik). Bu, standart kırmızı bir renktir, koyu kırmızı veya turuncu-kırmızıdan farklıdır.
- Spektral çizgi yarı genişliği (Δλ):Yeşil ışık için yaklaşık 15 nm, kırmızı ışık için yaklaşık 20 nm. Bu, spektral saflığı ifade eder; daha düşük bir değer, çıktının tek renge daha yakın (rengin daha saf) olduğu anlamına gelir.
- Ters Akım (IR):5V ters öngerilim altında maksimum 10 µA, yüksek eklem kalitesini ve düşük sızıntı akımını gösterir.
3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması
Seri üretim tutarlılığını sağlamak için LED'ler, kritik optik parametrelere göre sınıflandırılır (binlenir). LTST-S326KGJRKT, iki boyutlu bir sınıflandırma sistemi kullanır.
3.1 Işık Şiddeti (Parlaklık) Sınıflandırması
Yeşil ve kırmızı çiplerin 20mA'deki ışık şiddeti aynı binleme yöntemiyle sınıflandırılır. Binleme kodu minimum ve maksimum parlaklık aralığını tanımlar. Her bir bölmedeki tolerans +/-%15'tir.
- Sınıflandırma Kodu M:18.0 – 28.0 mcd
- Sınıflandırma Kodu N:28.0 – 45.0 mcd (tipik değeri kapsar)
- Sınıflandırma kodu P:45.0 – 71.0 mcd
- Sınıflandırma kodu Q:71.0 – 112.0 mcd
Tasarımcılar, uygulamaları için gereken parlaklığa göre uygun bin kodunu seçmelidir. Daha yüksek bir bin kodu (örneğin P veya Q) kullanmak daha yüksek minimum parlaklık sağlar, ancak ek maliyet gerektirebilir.
3.2 Yeşil Işık Tonu (Ana Dalga Boyu) Sınıflandırması
Renk tutarlılığını kontrol etmek için yalnızca yeşil ışık çipleri belirli bir ton (dalga boyu) sınıflandırmasına sahiptir. Her sınıfın toleransı +/- 1 nm'dir.
- Sınıflandırma Kodu C:567.5 – 570.5 nm
- Sınıflandırma Kodu D:570.5 – 573.5 nm (tipik 571 nm dahil)
- Sınıflandırma Kodu E:573.5 – 576.5 nm
Kırmızı LED çipinin baskın dalga boyu bu veri sayfasında yalnızca tipik bir değer (631 nm) olarak belirtilmiştir, resmi bir bin tablosu bulunmamaktadır. Bu, proses kontrolünün daha sıkı olduğu veya uygulamada renk kaymasına duyarlılığın daha düşük olduğu anlamına gelir.
4. Performans Eğrisi Analizi
Veri sayfasında belirli grafik eğrilerine (örneğin Şekil 1, Şekil 5) atıfta bulunulsa da, bunların genel anlamı tasarım için çok önemlidir.
4.1 Akım ve Gerilim (I-V) Karakteristiği
İleri voltaj (VF) pozitif sıcaklık katsayısına sahiptir ve ayrıca akımla birlikte hafifçe artar. 20mA'de tipik VF2.0V'dir, bu da akım sınırlama devresi tasarımı için kritik bir parametredir. Genellikle basit bir seri direnç yeterlidir: R = (Vgüç kaynağı- VF) / IF. Tasarımcılar, LED'leri aşırı sürmekten kaçınmak için en kötü durum akım hesaplamalarında maksimum VF(2.4V) kullanmalıdır.
4.2 Işık Şiddeti ile İleri Yön Akımı Arasındaki İlişki
Normal çalışma aralığında, ışık çıkışı (IV) kabaca ileri akım (IF) ile orantılıdır. LED'i 20mA'nin altında bir akımla sürmek parlaklığı orantılı olarak azaltacaktır. 20mA üzerinde ve maksimum 30mA'ye kadar çalıştırmak parlaklığı artıracak, ancak aynı zamanda güç tüketimini ve bağlantı sıcaklığını da artıracaktır; bu durum ömrü etkileyebilir ve dalga boyunda hafif bir kaymaya neden olabilir.
4.3 Sıcaklık Bağımlılığı
Tüm LED'lerde olduğu gibi, AlInGaP çipinin performansı sıcaklığa duyarlıdır. Kavşak sıcaklığı arttıkça:
- Işık şiddeti azalır:Işık çıkışı düşer. Veri sayfası bir güç azaltma eğrisi gösterebilir.
- İleri yönlü voltaj düşüşü:Yarı iletken bant aralığındaki değişiklik nedeniyle hafifçe azalır.
- Dalga boyu kayması:Genellikle, baskın dalga boyu sıcaklık arttıkça artar (daha uzun dalga boylarına doğru kayar). Bu durum, AlInGaP LED'lerde bazı diğer tiplere kıyasla daha belirgindir. Kritik uygulamalarda, PCB üzerinde iyi bir ısı yönetimi renk kararlılığı için hayati önem taşır.
5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri
5.1 Paket Boyutları ve Polarite
Bu bileşen standart SMD paketi kullanır. Bacak atamaları net olarak tanımlanmıştır: Katot 1 (C1) kırmızı ışık çipine, Katot 2 (C2) yeşil ışık çipine aittir. Anot ortak olabilir veya paket çizimine göre dahili olarak bağlanmış olabilir, kesin düzen için çizime başvurulmalıdır. Tüm kritik boyutlar milimetre cinsinden verilmiştir, standart tolerans ±0.1 mm'dir ve güvenilir montaj ve lehimleme sağlar.
5.2 Önerilen PCB Lehim Pedi Tasarımı
Veri sayfası, önerilen PCB lehim pedi düzenini içerir. Güvenilir lehim bağlantıları, doğru hizalama ve yeniden akış sırasında ısı dağılımının yönetilmesi için bu tasarımın takip edilmesi çok önemlidir. Ped tasarımı, lehim fileto oluşumunu dikkate alır ve tombstoning'ı (yeniden akış sırasında bir ucun kalkması) önler.
6. Lehimleme, Montaj ve İşletme Kılavuzu
6.1 IR Reflow Kaynak Parametreleri
Kurşunsuz montaj için aşağıdaki yeniden akış lehimleme eğrisi önerilir:
- Ön ısıtma:150–200°C
- Ön ısıtma süresi:En fazla 120 saniye.
- Tepe sıcaklığı:Bileşen bacaklarında maksimum 260°C.
- Sıvı faz çizgisi üzerinde geçirilen süre:Bileşen, zirve sıcaklığa maruz kalma süresi 10 saniyeyi aşmamak üzere, en fazla iki defa reflow işlemine tabi tutulmalıdır.
6.2 El ile Kaynak (Gerekirse)
El ile onarım gerekirse, sıcaklığı 300°C'yi geçmeyen bir havya kullanın. Lehim pedi ile temas süresi en fazla 3 saniye ile sınırlandırılmalı ve yalnızca tek bir işlem yapılmalıdır. Aşırı ısınma veya uzun süreli temas plastik paketi veya iç bağlama tellerine zarar verebilir.
6.3 Temizleme
Kaynak sonrası temizlik gerekirse, yalnızca belirtilen çözücü kullanılmalıdır. LED'in oda sıcaklığında etanol veya izopropil alkol içinde en fazla bir dakika bekletilmesi kabul edilebilir. Belirtilmemiş veya aşındırıcı kimyasallar lens malzemesine veya kapsülleme epoksisine zarar verebilir.
6.4 Depolama ve Nem Duyarlılığı
LED'ler, nem alıcılı (desikant) torbalarda paketlenmiştir. Bu mühürlü durumda, ≤30°C ve ≤%90 bağıl nemde depolanmalı ve bir yıl içinde kullanılmalıdır. Orijinal ambalaj torbası açıldıktan sonra, bileşenlerin nem duyarlılık seviyesi Seviye 3'tür (MSL3). Bu, fabrika ortam koşullarına (≤30°C/%60 bağıl nem) maruz kaldıktan sonra bir hafta içinde IR reflow lehimlemesine tabi tutulmaları gerektiği anlamına gelir. Açıldıktan sonra daha uzun süreli depolama için, nem alıcılı mühürlü kaplarda veya nitrojen ortamında saklanmalıdır. Bir haftadan fazla açıkta kalan bileşenlerin, lehimlemeden önce emilen nemi uzaklaştırmak ve "patlamış mısır" etkisini (reflow sırasında buhar basıncından kaynaklanan paket çatlaması) önlemek için en az 20 saat 60°C'de tavlanması gerekir.
6.5 Elektrostatik Deşarj (ESD) Önlemleri
AlInGaP LED'ler elektrostatik deşarja karşı hassastır. İşleme ve montaj sırasında uygun ESD kontrol önlemleri alınmalıdır. Bu, topraklanmış bileklikler, antistatik paspaslar kullanmayı ve tüm ekipmanın doğru şekilde topraklanmasını sağlamayı içerir. ESD, anında arızaya veya potansiyel hasara yol açarak cihaz ömrünü kısaltabilir.
7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri
7.1 Taşıyıcı Bant ve Makara Özellikleri
Bileşenler, otomatik montaj için 7 inç (178 mm) çapında bir makaraya sarılmış, çıkıntılı taşıyıcı bant formunda sağlanır.
- Taşıyıcı Bant Genişliği:8 mm.
- Rulo Başına Miktar:3000 adet.
- Minimum Sipariş Miktarı (MOQ):Kalan miktar 500 adettir.
- Torba Kaplama:Boş torba, kaplama bandı ile kapatılır.
- Eksik Parça:Paketleme standardına göre, art arda en fazla iki LED eksik olmasına izin verilir.
8. Uygulama Tasarımı Hususları
8.1 Sürücü Devresi Tasarımı
İki rengin bağımsız katotları olduğundan, ayrı ayrı sürülebilirler. Her kanal için basit bir sabit akım kaynağı veya akım sınırlama direnci yeterlidir. Benzer VF'ları göz önüne alındığında, aynı voltaj rayından sürülüyorlarsa genellikle her iki renk için aynı direnç değeri kullanılabilir, ancak kesinlik için ayrı hesaplama yapılması önerilir. Çoklama veya PWM karartma için, sürücü akımının ve anahtarlama hızının cihaz derecelendirmeleri dahilinde olduğundan emin olun.
8.2 Termal Yönetim
Güç tüketimi düşük olsa da (çip başına maksimum 75 mW), özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum sürekli akımla sürülürken, kararlı ışık çıkışı ve uzun vadeli güvenilirlik için PCB üzerinde etkili termal yönetim önemini korur. PCB pedlerinin yeterli ısı dağıtımı için yeterli olduğundan veya bir bakır katmana bağlandığından emin olun.
8.3 Optik Entegrasyon
Bu LED'in yandan görünüm özelliği, özenli bir mekanik tasarım gerektirir. Işığı istenen görüş alanına yönlendirmek veya düzgün bir arka aydınlatma oluşturmak için ışık kılavuzu plakaları, reflektörler veya difüzörler gerekebilir. 130°'lik geniş görüş açısı, sıcak nokta oluşturmadan daha geniş bir alanı aydınlatmaya yardımcı olur.
9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma
LTST-S326KGJRKT, belirli işlev kombinasyonu sayesinde piyasada öne çıkmaktadır:
- Tek renkli yandan görünümlü LED ile karşılaştırma:Aynı paket boyutu içinde çift işlev sunarak, iki ayrı tek renkli LED kurulumuna kıyasla PCB alanı ve montaj süresinden tasarruf sağlar.
- Üstten görünümlü iki renkli LED ile karşılaştırma:Yan ışık yayma özelliği, başlıca farklılaştırıcı faktördür ve ışığın PCB yüzeyine paralel yayılması gereken benzersiz mekanik tasarımlarda kullanımı mümkün kılar.
- Diğer iki renkli teknolojiler ile karşılaştırma:Her iki renk de AlInGaP teknolojisi kullanır ve GaP gibi eski teknolojilere kıyasla kırmızı ve yeşil için yüksek verimlilik ve iyi renk doygunluğu sağlar.
- RGB LED ile karşılaştırma:Bu, çift renkli (kırmızı/yeşil) bir cihazdır. Mavi veya beyaz ışık üretemez. Yalnızca kırmızı ve yeşil göstergelerin gerektiği özel uygulamalar (örneğin, güç/durum, çalışma/uyarı sinyalleri) için seçilmiştir.
10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)
Q1: Kırmızı ve yeşil LED'leri aynı anda sürerek sarı/turuncu renk elde edebilir miyim?
A: Evet, iki çipi aynı anda yakarak, her bir çipin bağıl yoğunluğuna bağlı olarak, birleşik ışık çıktısı sarı veya sarı-turuncu olarak algılanacaktır. Tam ton, iki kanal arasındaki akım oranı ayarlanarak ince ayarlanabilir.
Q2: Tepe dalga boyu ile baskın dalga boyu arasında ne fark vardır?
A: Tepe dalga boyu (λP), spektral güç dağılımının en yüksek olduğu dalga boyudur. Baskın dalga boyu (λd), CIE renk koordinatlarından türetilir ve aynı renkte görünen tek renkli ışığın dalga boyunu temsil eder. λdUygulamadaki renk spesifikasyonları açısından daha alakalıdır.
Q3: Neden bir sınıflandırma sistemi var ve hangi sınıfa ihtiyacım olduğunu nasıl belirtebilirim?
A: Sınıflandırma sistemi, yarı iletken üretimindeki doğal varyasyonlarla başa çıkmak için tasarlanmıştır. Müşterilerin, ürünlerinin özel parlaklık ve renk tutarlılığı gereksinimlerini karşılayan LED'leri seçmelerine olanak tanır. Sipariş verirken, alacağınız bileşenlerin bu performans pencereleri içinde olduğundan emin olmak için, gerekli ışık şiddeti sınıfı kodunu (örneğin "N") ve yeşil ışık için ayrıca renk tonu sınıfı kodunu (örneğin "D") belirtmelisiniz.
Q4: Bu LED için bir soğutucu gerekiyor mu?
A: Normal çalışma koşullarında (IF≤ 30mA, Ta ≤ 85°C), genellikle özel bir soğutucu gerekmez. Ancak, eklem sıcaklığını mümkün olduğunca düşürmek ve böylece ışık çıkışını ve ömrü maksimize etmek için yeterli bakır ped ve iz kullanımı gibi iyi bir PCB termal tasarımı önerilir.
11. Gerçek Uygulama Örnekleri
Örnek 1: Taşınabilir Cihaz Durum Göstergesi:Taşınabilir tıbbi cihazlarda, LED'ler ana PCB'nin kenarına monte edilebilir. Yeşil renk "Hazır/Açık" durumunu, kırmızı renk "Hata/Düşük Pil" durumunu, her ikisinin aynı anda yanması ise "Bekleme/Şarj" durumunu gösterebilir. Yan aydınlatma, ışığın cihaz kasanın üzerindeki ince bir yarıktan görünmesini sağlar.
Örnek 2: Endüstriyel Kontrol Paneli Arka Aydınlatması:Bu tür LED'lerin bir serisi, yarı saydam film anahtar panelinin yan tarafına yerleştirilebilir. Yan ışık panel malzemesine bağlanarak, etiket veya semboller için düzgün, düşük parlama arka aydınlatma sağlar. Çift renk, çalışma modlarını ayırt etmek için kullanılabilir (örneğin, yeşil otomatik, kırmızı manuel için).
12. Teknik Prensip Tanıtımı
LTST-S326KGJRKT, ışık yayan çipi olarak alüminyum indiyum galyum fosfit (AlInGaP) yarı iletken malzemesini kullanır. AlInGaP, doğrudan bant aralıklı bir III-V bileşik yarı iletkendir. Alüminyum, indiyum ve galyum oranlarının hassas kontrolü ile malzemenin bant aralığı enerjisi ayarlanabilir. İleri öngerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler çipin aktif bölgesinde yeniden birleşerek enerjiyi fotonlar şeklinde salar. Bu fotonların dalga boyu (renk) bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir: daha büyük bant aralığı daha kısa dalga boyu (yeşil), biraz daha küçük bant aralığı ise daha uzun dalga boyu (kırmızı) üretir. Cihaz, farklı malzeme bileşimleriyle üretilmiş iki adet böyle çip içerir ve ışık çıkışını geniş bir yan ışık yayma moduna şekillendiren dağıtıcı bir lensli yansıtıcı plastik bir paket içinde kapsüllenmiştir.
13. Sektör Trendleri ve Arka Plan
Bu tür yandan bakışlı SMD LED'lerin gelişimi, elektronik cihazların sürekli küçülmesi ve daha küçük boyutlarda daha karmaşık kullanıcı arayüzü ihtiyacı tarafından yönlendirilmektedir. Bu ürün alanını etkileyen trendler şunları içerir:
- Artan Entegrasyon:Birden fazla ayrık gösterge yerine, alandan tasarruf etmek ve montajı basitleştirmek için çoklu çip ve çoklu renk paketlemeye geçiş.
- Daha yüksek verimlilik:AlInGaP ve InGaN (mavi/yeşil ışık için) epitaksiyel büyütme teknolojilerindeki sürekli iyileştirmeler, daha yüksek ışık yayma verimliliği (watt başına daha fazla ışık çıkışı) sağlamaktadır.
- Renk tutarlılığı ihtiyacı:Daha katı sınıflandırma spesifikasyonları ve gelişmiş wafer seviyesi testler, çoklu LED dizileri veya tabelalar gibi renk eşleştirme gereksinimleri zorlu uygulamaların ihtiyaçlarını karşılamak için giderek daha yaygın hale geliyor.
- Zorlu Ortamlarda Sağlamlık:Paketleme malzemeleri ve sızdırmazlık teknolojilerindeki iyileştirmeler, nem, termal döngü ve kimyasal maruziyete karşı güvenilirliği artırarak otomotiv ve açık hava uygulamalarındaki kullanımı genişletmiştir.
LED Özellik Terimleri Ayrıntılı Açıklaması
LED Teknik Terimleri Tam Açıklaması
I. Optoelektronik Performans Temel Göstergeleri
| Terminoloji | Birim/Gösterim | Basit Açıklama | Neden Önemli |
|---|---|---|---|
| Işık Verimi (Luminous Efficacy) | lm/W (lümen/watt) | Watt başına üretilen ışık akısı, değer ne kadar yüksekse enerji verimliliği o kadar iyidir. | Aydınlatma armatürünün enerji verimlilik sınıfını ve elektrik maliyetini doğrudan belirler. |
| Işık Akısı (Luminous Flux) | lm (lümen) | Bir ışık kaynağı tarafından yayılan toplam ışık miktarı, halk arasında "parlaklık" olarak adlandırılır. | Bir lambanın yeterince parlak olup olmadığını belirler. |
| Işık Açısı (Viewing Angle) | ° (derece), örneğin 120° | Işık yoğunluğunun yarıya indiği açı, ışın demetinin genişliğini belirler. | Aydınlatma alanını ve düzgünlüğünü etkiler. |
| Renk sıcaklığı (CCT) | K (Kelvin), örn. 2700K/6500K | Işığın renk sıcaklığı: düşük değer sarı/sıcak, yüksek değer beyaz/soğuk tonlara kayar. | Aydınlatma atmosferini ve uygun kullanım senaryolarını belirler. |
| Renksel Geriverim İndeksi (CRI / Ra) | Birimsiz, 0–100 | Işık kaynağının nesnelerin gerçek rengini yansıtma yeteneği, Ra≥80 tercih edilir. | Renk gerçekliğini etkiler; alışveriş merkezleri, sanat galerileri gibi yüksek gereksinimli yerlerde kullanılır. |
| Renk Toleransı (SDCM) | MacAdam Elips Adım Sayısı, örn. "5-step" | Renk tutarlılığının niceliksel göstergesi; adım sayısı ne kadar küçükse renk tutarlılığı o kadar yüksektir. | Aynı parti aydınlatma armatürlerinin renklerinde fark olmamasını sağlamak. |
| Dominant Wavelength (Baskın Dalga Boyu) | nm (nanometre), örneğin 620nm (kırmızı) | Renkli LED'lerin karşılık geldiği dalga boyu değerleri. | Kırmızı, sarı, yeşil gibi tek renkli LED'lerin renk tonunu belirler. |
| Spektral Dağılım (Spectral Distribution) | Dalga Boyu vs. Yoğunluk Eğrisi | LED'in yaydığı ışığın farklı dalga boylarındaki yoğunluk dağılımını gösterir. | Renksel geriverim ve renk kalitesini etkiler. |
II. Elektriksel Parametreler
| Terminoloji | Sembol | Basit Açıklama | Tasarım Hususları |
|---|---|---|---|
| İleri Gerilim (Forward Voltage) | Vf | LED'in yanması için gereken minimum voltaj, bir tür "başlangıç eşiği" gibidir. | Sürücü güç kaynağı voltajı ≥Vf olmalıdır, birden fazla LED seri bağlandığında voltajlar toplanır. |
| Forward Current | Eğer | LED'in normal şekilde ışık yaymasını sağlayan akım değeri. | Genellikle sabit akım sürücü kullanılır; akım, parlaklığı ve ömrü belirler. |
| Maksimum Darbe Akımı (Pulse Current) | Ifp | Kısa süreli olarak tolere edilebilen tepe akımı, ışık ayarlama veya flaş için kullanılır. | Darbe genişliği ve görev döngüsü sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir, aksi takdirde aşırı ısınma ve hasar meydana gelir. |
| Reverse Voltage | Vr | LED'in dayanabileceği maksimum ters gerilimdir, aşılırsa LED bozulabilir. | Devrede ters bağlantı veya voltaj darbelerine karşı koruma sağlanmalıdır. |
| Thermal Resistance | Rth(°C/W) | Isığın çipten lehim noktasına iletilmesindeki direnç, değer ne kadar düşükse soğutma o kadar iyidir. | Yüksek ısıl direnç, daha güçlü bir soğutma tasarımı gerektirir, aksi takdirde bağlantı sıcaklığı yükselir. |
| Elektrostatik Deşarj Direnci (ESD Immunity) | V (HBM), örneğin 1000V | Elektrostatik darbe direnci, değer ne kadar yüksekse, statik elektrikten hasar görme olasılığı o kadar düşüktür. | Üretim sırasında, özellikle yüksek hassasiyetli LED'ler için statik elektrik önlemleri alınmalıdır. |
III. Isı Yönetimi ve Güvenilirlik
| Terminoloji | Temel Göstergeler | Basit Açıklama | Etki |
|---|---|---|---|
| Junction Temperature | Tj (°C) | LED çipinin içindeki gerçek çalışma sıcaklığı. | Her 10°C düşüşte, ömür iki katına çıkabilir; aşırı sıcaklık ışık azalmasına ve renk kaymasına neden olur. |
| Işık Azalması (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (saat) | Parlaklığın başlangıç değerinin %70'ine veya %80'ine düşmesi için gereken süre. | LED'in "kullanım ömrünü" doğrudan tanımlar. |
| Lumen Bakım Oranı (Lumen Maintenance) | % (örneğin %70) | Belirli bir süre kullanımdan sonra kalan parlaklığın yüzdesi. | Uzun süreli kullanım sonrası parlaklık koruma yeteneğini karakterize eder. |
| Color Shift | Δu′v′ veya MacAdam elipsi | Kullanım sırasındaki renk değişim derecesi. | Aydınlatma sahnesinin renk tutarlılığını etkiler. |
| Termal Yaşlandırma (Thermal Aging) | Malzeme performansının düşmesi | Uzun süreli yüksek sıcaklığa bağlı olarak kapsülleme malzemesinde bozulma. | Parlaklıkta azalmaya, renk değişimine veya açık devre arızasına yol açabilir. |
Dördüncü Bölüm: Kapsülleme ve Malzemeler
| Terminoloji | Yaygın Türler | Basit Açıklama | Özellikler ve Uygulamalar |
|---|---|---|---|
| Paketleme Türü | EMC, PPA, Seramik | Çipi koruyan ve optik, termal arayüz sağlayan kasa malzemesi. | EMC iyi ısı direncine ve düşük maliyete sahiptir; seramik üstün ısı dağıtımı ve uzun ömür sunar. |
| Çip yapısı | Düz Montaj, Ters Montaj (Flip Chip) | Çip elektrot düzenleme yöntemi. | Ters montaj daha iyi ısı dağıtımı ve daha yüksek ışık verimliliği sağlar, yüksek güç için uygundur. |
| Fosfor kaplama | YAG, silikat, nitrür | Mavi ışık çipi üzerine kaplanır, bir kısmı sarı/kırmızı ışığa dönüştürülerek beyaz ışık elde edilir. | Farklı fosforlar, ışık verimliliğini, renk sıcaklığını ve renksel geriverimi etkiler. |
| Lens/optik tasarım | Düzlem, Mikrolens, Tam Yansıma | Paket yüzeyindeki optik yapı, ışık dağılımını kontrol eder. | Işık açısı ve ışık dağılım eğrisini belirleme. |
V. Kalite Kontrolü ve Sınıflandırma
| Terminoloji | Sınıflandırma İçeriği | Basit Açıklama | Amaç |
|---|---|---|---|
| Işık Akısı Sınıflandırması | Kodlar örneğin 2G, 2H | Parlaklık seviyelerine göre gruplandırılır, her grubun minimum/maksimum lümen değeri vardır. | Aynı parti ürünlerin parlaklığının tutarlı olması sağlanır. |
| Voltaj sınıflandırması | Kodlar, örneğin 6W, 6X | İleri yönlü voltaj aralığına göre gruplandırın. | Sürücü güç kaynağı eşleştirmesini kolaylaştırır, sistem verimliliğini artırır. |
| Renk ayrımına göre sınıflandırma | 5-adımlı MacAdam elipsi | Renk koordinatlarına göre gruplandırın, renklerin çok dar bir aralıkta kalmasını sağlayın. | Renk tutarlılığını sağlayın, aynı armatür içinde renk düzensizliğinden kaçının. |
| Renk sıcaklığı kademelendirmesi | 2700K, 3000K vb. | Renk sıcaklığına göre gruplandırılmıştır, her grubun karşılık gelen koordinat aralığı vardır. | Farklı senaryoların renk sıcaklığı ihtiyaçlarını karşılar. |
VI. Test ve Sertifikasyon
| Terminoloji | Standart/Test | Basit Açıklama | Anlam |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lümen Bakım Testi | Sabit sıcaklık koşullarında uzun süreli yanma sırasında parlaklık azalma verileri kaydedilir. | LED ömrünü tahmin etmek için kullanılır (TM-21 ile birlikte). |
| TM-21 | Ömür Tahmin Standardı | LM-80 verilerine dayanarak gerçek kullanım koşullarında ömür tahmini. | Bilimsel ömür tahmini sağlar. |
| IESNA standardı | Aydınlatma Mühendisliği Topluluğu standardı | Optik, elektriksel ve termal test yöntemlerini kapsar. | Sektörde kabul görmüş test referansıdır. |
| RoHS / REACH | Çevre Sertifikası | Ürünlerin zararlı maddeler (kurşun, cıva gibi) içermediğinden emin olun. | Uluslararası pazara giriş koşulları. |
| ENERGY STAR / DLC | Enerji Verimliliği Sertifikasyonu | Aydınlatma ürünleri için enerji verimliliği ve performans sertifikasyonu. | Genellikle kamu alımları ve sübvansiyon projelerinde kullanılır, piyasa rekabet gücünü artırır. |