SMD Orta Güç LED 67-21S Veri Sayfası - PLCC-2 Paketi - Uzak Kırmızı 720-750nm - 60mA 135mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakış

Bu belge, PLCC-2 paketinde bir yüzey montaj cihazı (SMD) orta güç LED'in teknik özelliklerini detaylandırır. Cihaz, genel aydınlatmanın ötesinde özel uygulamalara uygun olan Uzak Kırmızı spektrumunda ışık yaymak için bir AIGaInP çipi kullanır. Kompakt form faktörü, geniş görüş açısı ve çevresel standartlara uygunluğu (kurşunsuz, RoHS) temel özellikleridir.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED'in birincil avantajları, güç sınıfı için yüksek verimlilik ve geniş, tekdüze ışık dağılımı sağlayan 120 derecelik geniş görüş açısını içerir. Kompakt PLCC-2 paketi, çeşitli aydınlatma armatürlerine tasarım entegrasyonunu kolaylaştırır. Hedef pazarlar oldukça özelleşmiş olup, atmosferik etkiler yaratmak için dekoratif aydınlatma, sahne ve stüdyo için eğlence aydınlatması ve giderek artan şekilde, Uzak Kırmızı dalga boylarının bitki fizyolojisi, fotomorfogenez ve çiçeklenme tepkilerini etkilediği bilinen tarım aydınlatması gibi belirli ışık spektrumlarının gerektiği uygulamalara odaklanır.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, kalıcı hasara yol açabilecek çalışma limitlerini tanımlar. Cihaz, sürekli ileri akım (I_F) için 60 mA, darbe koşullarında (görev döngüsü 1/10, darbe genişliği 10ms) izin verilen tepe ileri akım (I_FP) için 120 mA olarak derecelendirilmiştir. Maksimum güç dağılımı (P_d) 135 mW'dır. Çalışma sıcaklığı aralığı -40°C ila +85°C'dir, depolama sıcaklığı aralığı ise biraz daha geniş olarak -40°C ila +100°C'dir. Eklemden lehim noktasına termal direnç (R_{th J-S}) 50 °C/W olarak belirtilmiştir; bu, termal yönetim tasarımı için kritik öneme sahiptir. İzin verilen maksimum eklem sıcaklığı (T_j) 115°C'dir. Lehimleme kılavuzları sağlanmıştır: 260°C'de 10 saniye reflow lehimleme veya 350°C'de 3 saniye el lehimlemesi. Kritik bir not, cihazın elektrostatik deşarja (ESD) duyarlılığını vurgular ve uygun işleme prosedürleri gerektirir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bu parametreler standart test koşullarında (lehim noktası sıcaklığı = 25°C, I_F= 60mA) ölçülür. Temel performans metriği, minimum 15 mW ile maksimum 50 mW arasında değişen ve tipik değeri bu aralıkta ima edilen, ±%11 toleransa sahip Radyometrik Güç'tür (Iv). İleri voltaj (V_F) 1.5V ila 2.2V aralığında olup toleransı ±0.1V'dir. Görüş açısı (2θ_1/2) tipik olarak 120 derecedir. Ters akım (I_R), ters voltajda (V_R) 5V'de maksimum 1.5 µA olarak belirtilmiştir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Tutarlılığı sağlamak ve hassas seçime olanak tanımak için LED'ler temel parametrelere göre sınıflara ayrılır.

3.1 Radyometrik Güç Sınıfları

Radyometrik çıkış, A3'ten B2'ye etiketlenmiş sınıflara kategorize edilir. A3 sınıfı 15-20 mW, A4 sınıfı 20-25 mW, A5 sınıfı 25-30 mW, B1 sınıfı 30-40 mW ve B2 sınıfı 40-50 mW'ı kapsar; tümü I_F=60mA'de ölçülür.

3.2 İleri Voltaj Sınıfları

İleri voltaj 0.1V adımlarla sınıflandırılır. 22'den 28'e kadar olan sınıf kodları sırasıyla 1.5-1.6V'dan 2.1-2.2V'a kadar voltaj aralıklarına karşılık gelir (I_F=60mA'de).

3.3 Tepe Dalgaboyu Sınıfları

Bu, spektral uygulamalar için kritik bir sınıftır. Uzak Kırmızı emisyon, tepe dalgaboyuna göre sınıflandırılır: FA3 (720-730 nm), FA4 (730-740 nm) ve FA5 (740-750 nm). Baskın/tepe dalgaboyu için ölçüm toleransı ±1nm'dir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, değişen koşullar altında cihaz davranışını gösteren çeşitli grafikler sağlar.

4.1 Spektrum Dağılımı

Bir spektral grafik, yaklaşık 645nm'den 795nm'ye kadar dalgaboyları boyunca bağıl ışık şiddetini, Uzak Kırmızı bölgede (720-750nm) belirgin bir tepe ile gösterir ve AIGaInP çipinin emisyon karakteristiklerini doğrular.

4.2 Termal ve Elektriksel Karakteristikler

Şekil 1: İleri Voltaj Kayması - Eklem SıcaklığıV_F'nin, eklem sıcaklığı (T_j) 25°C'den 115°C'ye yükseldikçe doğrusal olarak azaldığını gösterir; bu, yarı iletken eklemler için tipik bir davranıştır.

Şekil 2: Bağıl Radyometrik Güç - İleri Akımsürücü akımı ile ışık çıkışı arasındaki doğrusal altı ilişkiyi gösterir ve daha yüksek akımlarda verimlilik düşüşüne işaret eder.

Şekil 3: Bağıl Işık Şiddeti - Eklem Sıcaklığınormalize edilmiş ışık çıkışını T_j'ye karşı çizer ve sıcaklık arttıkça verimliliğin azaldığını göstererek termal yönetimin önemini vurgular.

Şekil 4: İleri Akım - İleri Voltaj (I-V Eğrisi)25°C'de temel diyot karakteristiğini tasvir eder.

Şekil 5: Maks. Sürücü İleri Akımı - Lehim Sıcaklığıbir düşürme eğrisidir ve verilen R_{th j-s}=50°C/W temel alınarak, ortam/lehim noktası sıcaklığı arttıkça maksimum güvenli çalışma akımının azaltılması gerektiğini belirtir.

Şekil 6: Radyasyon Diyagramıuzaysal şiddet dağılımını gösteren bir kutupsal çizimdir ve geniş, Lambert benzeri emisyon modelini doğrular.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

PLCC-2 paketinin detaylı ölçülü çizimi sağlanmıştır. Temel boyutlar, toplam uzunluk ve genişlik, LED çip boşluğunun boyutu ve konumu ile anot/katot pad konumlarını içerir. Çizim, aksi belirtilmedikçe standart ±0.1 mm tolerans belirtir. Paket, su berraklığında reçine kullanır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Mutlak maksimum değerler, lehimleme koşullarını belirtir: reflow için 260°C'de 10 saniye veya el lehimlemesi için 350°C'de 3 saniye. "Kullanım Önlemleri" bölümü, diyotun üstel I-V karakteristiği nedeniyle küçük bir voltaj değişikliğinin büyük, potansiyel olarak yıkıcı bir akım dalgalanmasına neden olabileceğinden, LED ile seri olarak akım sınırlayıcı dirençler kullanılmasını şiddetle tavsiye eder. Depolama için, nem emilimini ve reflow lehimleme sırasında "patlamış mısır" etkisine neden olmayı önlemek amacıyla, bileşenler bir üretim hattında kullanıma hazır olana kadar nem geçirmez bariyer torbasının açılmaması kritik öneme sahiptir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Paketleme Özellikleri

LED'ler nem dirençli bant ve makara üzerinde tedarik edilir. Taşıyıcı bant boyutları belirtilmiştir ve her makara 4000 parça tutar. Makara ve taşıyıcı bant için detaylı çizimler, standart ±0.1mm toleransları ile birlikte dahil edilmiştir. Paketleme işlemi, makarayı kurutucu ve açıklayıcı bir etiket ile birlikte alüminyum nem geçirmez torbaya yerleştirmeyi içerir.

7.2 Etiket Açıklaması

Makara etiketi şu alanları içerir: Müşteri Ürün Numarası (CPN), Ürün Numarası (P/N), Paketleme Miktarı (QTY), Işık Şiddeti Derecesi (CAT), Baskın Dalgaboyu Derecesi (HUE), İleri Voltaj Derecesi (REF) ve Parti Numarası (LOT No).

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Dekoratif ve Eğlence Aydınlatması:Derin kırmızı ortam aydınlatması, mimari vurgular veya sahne ve stüdyo kurulumlarında özel efektler yaratmak için kullanılır.
• Tarım Aydınlatması:Bu, kilit bir uygulamadır. Uzak Kırmızı ışık (700-750nm), bitki fotoreseptörü fitokrom ile etkileşime girerek tohum çimlenmesi, gölgeden kaçınma ve çiçeklenmeyi etkiler. Genellikle bitki büyümesini ve gelişimini optimize etmek için bahçecilik aydınlatma sistemlerinde kırmızı ve mavi LED'lerle kombinasyon halinde kullanılır.
• Genel Kullanım:"Genel" olarak adlandırılsa da, bu muhtemelen belirli bir kırmızı rengin istendiği gösterge ışıkları veya durum ışıklarına atıfta bulunur, ancak Uzak Kırmızı spektrumu standart göstergeler için daha az yaygındır.

8.2 Tasarım Hususları

Tasarımcılar, aşırı akımı önlemek için uygun sabit akım sürücü uygulamalı veya seri bir direnç kullanmalıdır. Termal yönetim çok önemlidir; 50 °C/W termal direnç, düşük eklem sıcaklığını korumak ve uzun vadeli güvenilirlik ile kararlı ışık çıkışını sağlamak için lehim padlerinden bir soğutucuya veya PCB bakır dolgusuna etkili bir termal yol gerektirir. İstenen ışın desenini elde etmek için optik tasarımda geniş görüş açısı dikkate alınmalıdır.

9. Güvenilirlik ve Test

%90 güven düzeyi ve %10 Parti Tolerans Yüzde Kusurlu (LTPD) ile yürütülen kapsamlı bir güvenilirlik test planı özetlenmiştir. Testler şunları içerir: Lehim Isısına Dayanıklılık, Sıcaklık Döngüsü (-40°C ila +100°C), Yüksek Sıcaklık/Nem Ömrü (85°C/%85 RH), Düşük Sıcaklık Ömrü (-40°C), Yüksek Sıcaklık Ömrü (60°C ve 85°C), Darbe AÇIK/KAPALI döngüsü, Termal Şok ve Güç Sıcaklık Döngüsü. Her testin belirli koşulları, süreleri (3000 saate kadar), örnek boyutları (8 parça) ve kabul kriterleri (0 hata izin verilir, 1 hata partiyi reddeder) vardır.

10. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Aynı PLCC-2 paketindeki standart orta güçlü LED'lerle (genellikle beyaz ışık için kullanılır) karşılaştırıldığında, bu cihazın birincil farklılaşması, Uzak Kırmızı spektrumunda yayan özelleşmiş AIGaInP yarı iletken malzemesidir. Standart LED'ler mavi/yeşil için InGaN veya standart kırmızı/kehribar için AlGaInP kullanabilirken, bu spesifik dalgaboyu hedefi (720-750nm) niş biyolojik ve estetik uygulamalara hitap eder. Performans parametreleri (verimlilik, voltaj) bu spektral bölge için optimize edilmiştir.

11. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Neden bir akım sınırlayıcı direnç zorunludur?

A: LED'in ileri voltajı negatif bir sıcaklık katsayısına ve bir üretim toleransına sahiptir. Bir direnç olmadan, besleme voltajındaki hafif bir artış veya ısınmadan dolayı V_F'deki bir düşüş, akımın üstel olarak yükselmesine, mutlak maksimum değeri aşmasına ve cihazı tahrip etmesine neden olabilir.

S: Parça numarasındaki sınıf kodlarını nasıl yorumlarım?

A: Parça numarası, belirli sipariş edilen partinin karşıladığı Radyometrik Güç (örn. A3, B2), İleri Voltaj (örn. 22, 28) ve Tepe Dalgaboyu (örn. FA4) için spesifik sınıfları kodlamış olabilir; bu, sıkı gruplanmış karakteristiklere sahip LED'ler aldığınızdan emin olur.

S: Bu LED'i tepe akımında (120mA) sürekli olarak sürebilir miyim?

A: Hayır. Tepe ileri akım derecelendirmesi yalnızca darbe işlemi içindir (1/10 görev döngüsü, 10ms darbe genişliği). Sürekli çalışma, yüksek sıcaklıklarda Şekil 5'in gerektirdiği düşürme dikkate alınarak, 60mA ileri akım derecelendirmesini aşmamalıdır.

12. Pratik Kullanım Örneği

Senaryo: Fotoperiyoda duyarlı çiçekler yetiştiren dikey tarım rafı için tamamlayıcı aydınlatma modülü tasarımı.

Tasarım hedefi, çiçeklenmeyi teşvik etmek için günlük ışık periyodunun sonunda kısa bir Uzak Kırmızı ışık patlaması sağlamaktır. Bu LED'lerden oluşan bir dizi, optimum ısı dağılımı için bir metal çekirdekli PCB (MCPCB) üzerine yerleştirilir. Her seri için 60mA'ye ayarlanmış bir sabit akım LED sürücüsü kullanılır. Geniş 120 derecelik görüş açısı, karmaşık ikincil optikler olmadan iyi bir gölgelik nüfuzu sağlar. Spesifik dalgaboyu sınıfı (örn. 730-740nm için FA4), hedef bitki türünün fitokrom tepkisine göre seçilir. Modül, ana beyaz ışıklar kapandıktan sonra 15 dakika boyunca açılacak şekilde programlanır.

13. Çalışma Prensibi

Bu LED, ileri öngerilimde çalıştırılan bir yarı iletken fotodiyottur. İleri voltajını (1.5-2.2V) aşan bir voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler sırasıyla n-tipi ve p-tipi yarı iletken katmanlardan aktif bölgeye enjekte edilir. AIGaInP (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfit) ile yapılmış aktif bölge içinde, bu yük taşıyıcıları yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme olayının önemli bir kısmı, elektrolüminesans adı verilen bir süreçle foton (ışık) formunda enerji açığa çıkarır. AIGaInP alaşımının spesifik bant aralığı enerjisi, yayılan fotonların dalgaboyunu belirler; bu durumda bu, spektrumun Uzak Kırmızı kısmındadır (720-750 nm).

14. Teknoloji Trendleri

Bu Uzak Kırmızı cihazı gibi dar bantlı, dalgaboyu spesifik LED'lerin kullanımı, genel olmayan aydınlatma alanlarında büyüyen bir trenddir. Bahçecilikte, araştırmalar farklı bitki özelliklerini (büyüme hızı, morfoloji, besin içeriği, çiçeklenme) optimize etmek için mavi, kırmızı, uzak kırmızı ve bazen yeşil veya UV dalgaboylarının kesin kombinasyonlarını kullanan "ışık reçeteleri"ne doğru ilerlemektedir. Bu, bu spesifik spektral bantlarda verimli, güvenilir LED'lere olan talebi artırır. Ayrıca, yarı iletken epitaksi alanındaki ilerlemeler, tarihsel olarak daha zorlu olan bu daha uzun dalgaboylarında daha sıkı dalgaboyu sınıflandırması ve daha yüksek verimlilikler sağlar. Bu tür LED'lerin, uyarlanabilir aydınlatma sistemleri için akıllı sensörler ve kontrollerle entegrasyonu, kilit bir gelişim yönünü temsil eder.