SMD PLCC-2 Kırmızı LED G67-21S/R3C Teknik Veri Sayfası - 3.0x2.8x1.9mm - 1.8-2.9V - 150mA - 435mW

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, PLCC-2 (Plastik Bacaklı Çip Taşıyıcı) paketi kullanan bir yüzey montaj cihazı (SMD) orta güçlü LED'in teknik özelliklerini detaylandırır. Cihaz, kırmızı ışık yaymak için bir AlGaInP yarı iletken çip ile tasarlanmış olup, şeffaf reçine ile kapsüllenmiştir. Kompakt form faktörü, güç sınıfına uygun yüksek verimliliği ve geniş görüş açısı ile karakterize edilir, bu da onu çeşitli aydınlatma uygulamaları için çok yönlü bir bileşen haline getirir. Ürün, kurşunsuz (Pb-free), AB REACH düzenlemesine uyumlu ve belirtilen sınırların altında brom ve klor içeriği ile halojensiz olarak sınıflandırılan katı çevresel standartlara uyar.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Cihazın çalışma limitleri, 25°C temel lehimleme sıcaklığı altında tanımlanır. Maksimum sürekli ileri akım (I_F) 150 mA olarak derecelendirilmiştir, darbe koşullarında (görev döngüsü 1/10, darbe genişliği 10ms) izin verilen tepe ileri akım (I_FP) ise 300 mA'dir. Maksimum güç dağılımı (P_d) 435 mW'dır. Kavşaktan lehim noktasına termal direnç (R_{th J-S}) 50 °C/W'dır, bu termal yönetim tasarımı için kritiktir. İzin verilen maksimum kavşak sıcaklığı (T_j) 115°C'dir. Çalışma sıcaklığı aralığı -40°C ile +85°C arasında değişirken, depolama sıcaklığı aralığı -40°C ile +100°C arasındadır. Cihazın elektrostatik deşarj (ESD) dayanım kapasitesi 2000V'dur (İnsan Vücut Modeli), ancak uygun ESD önlemleri ile kullanım zorunludur. Lehimleme parametreleri hem reflow (260°C, 10 saniye) hem de el lehimleme (350°C, 3 saniye) işlemleri için belirtilmiştir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

T_lehim= 25°C ve I_F= 150 mA'de ölçülen temel performans parametreleri tanımlanmıştır. Işık akısı (Φ_v) tipik olarak 15.0 ila 24.0 lümen aralığındadır ve ±%11 tolerans belirtilmiştir. İleri gerilim (V_F) 1.8V ila 2.9V arasında değişir ve ±0.1V'lık daha sıkı bir üretim toleransına sahiptir. Cihaz, 120 derecelik geniş bir görüş açısı (2θ_1/2) sunar. 5V ters gerilim (V_R) uygulandığında maksimum ters akım (I_R) 50 µA'dır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Ürün, temel parametrelerde tutarlılığı sağlamak ve hassas tasarım ile renk eşleştirmesine olanak tanımak için sınıflara ayrılmıştır.

3.1 Radyometrik Güç (Işık Akısı) Sınıfları

Işık akısı çıkışı, L6, L7, L8, L9, M3 ve M4 gibi kodlarla gösterilen sınıflara ayrılır. Her sınıf, I_F=150mA'de minimum ve maksimum akı değerini tanımlar, örneğin L6 sınıfı 15-16 lm'yi kapsarken, M4 sınıfı 21-24 lm'yi kapsar. Her sınıf içinde ±%11 tolerans uygulanır.

3.2 İleri Gerilim Sınıfları

İleri gerilim, 25'ten 35'e kadar iki basamaklı kodlar kullanılarak sınıflandırılır. Her kod 0.1V'lık bir adımı temsil eder, örneğin 25 sınıfı 1.8-1.9V'u, 26 sınıfı 1.9-2.0V'u kapsar ve bu şekilde 35 sınıfı 2.8-2.9V'u kapsayana kadar devam eder. Her sınıf için üretim toleransı ±0.1V'dır.

3.3 Baskın Dalga Boyu Sınıfları

Renk noktası, baskın dalga boyu sınıfları aracılığıyla kontrol edilir. Mevcut sınıflar O54 (615-620 nm), R51 (620-625 nm) ve R52 (625-630 nm)'dir ve yayılan kırmızının özel tonunu tanımlar. Baskın/tepe dalga boyu için ölçüm toleransı ±1 nm'dir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, cihazın değişen koşullar altındaki davranışını gösteren çeşitli karakteristik eğriler sağlar.

4.1 Spektral Dağılım

Bir grafik, kırmızı AlGaInP LED için tipik olan, 620-660 nm aralığında bir tepe noktası ve tanımlanmış bir spektral genişliği olan bağıl ışık şiddetinin dalga boyuna karşı değişimini gösterir.

4.2 İleri Gerilim - Kavşak Sıcaklığı İlişkisi

Şekil 1, ileri gerilimdeki değişimi kavşak sıcaklığına karşı çizer. Eğri tipik olarak negatif bir katsayı gösterir, yani V_F, T_j arttıkça azalır, bu sabit akım sürücü tasarımı için kritik bir faktördür.

4.3 Bağıl Radyometrik Güç - İleri Akım İlişkisi

Şekil 2, ışık çıkışı (bağıl radyometrik güç) ile ileri akım arasındaki doğrusal altı ilişkiyi gösterir. Çıkış akımla birlikte artar ancak yüksek akımlarda verim düşüşü ve termal etkiler nedeniyle azalan getiriler olur.

4.4 Bağıl Işık Akısı - Kavşak Sıcaklığı İlişkisi

Şekil 3, kavşak sıcaklığı yükseldikçe ışık çıkışının nasıl azaldığını gösterir. Bu termal düşürme, soğutmanın sınırlı olabileceği gerçek dünya uygulamalarında performansı tahmin etmek için esastır.

4.5 İleri Akım - İleri Gerilim & Termal Düşürme

Şekil 4 standart I-V eğrisini tasvir eder. Şekil 5 güvenilirlik için çok önemlidir, montaj sonrası çalışma sırasında cihazın aşırı zorlanmamasını sağlamak için, lehimleme sıcaklığının bir fonksiyonu olarak izin verilen maksimum sürüş ileri akımını gösterir.

4.6 Radyasyon Deseni

Şekil 6, 120° görüş açısını (şiddetin eksenel değerin %50'sine düştüğü nokta) ve üstten görünümlü PLCC paketleri için tipik olan simetrik Lambert-benzeri yayılım desenini doğrulayan bir polar radyasyon diyagramı sunar.

5. Mekanik & Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

PLCC-2 paketi nominal olarak 3.0 mm uzunluk, 2.8 mm genişlik ve 1.9 mm yüksekliğe sahiptir. Detaylı bir ölçülü çizim, pad konumlarını, genel toleransları (belirtilmediği sürece ±0.1 mm) ve lens yapısını belirtir. Üstten görünüm tasarımı, ışığın montaj düzlemine dik olarak yayıldığını gösterir.

5.2 Polarite Tanımlama

Katot tipik olarak paket üzerinde, boyut çiziminde belirtildiği gibi, lens veya gövde üzerinde bir çentik, nokta veya kesik köşe gibi görsel bir işaretleyici ile tanımlanır. Montaj sırasında doğru polarite yönlendirmesi esastır.

6. Lehimleme & Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Parametreleri

Önerilen reflow lehimleme profili 260°C'de 10 saniye süreyle tepe yapar. Bu standart bir kurşunsuz (SnAgCu) işlem gereksinimidir. Gerekirse el lehimlemesi, topraklanmış bir havya kullanılarak, her bacak için 350°C'yi 3 saniyeyi aşmayacak şekilde sınırlandırılmalıdır.

6.2 Depolama Koşulları

Bileşenler, nem hassas bariyer torbalarında kurutucu ile paketlenmiştir. Torba açılmadan önce, LED'ler 30°C veya daha düşük sıcaklıkta ve %90 veya daha düşük bağıl nemde depolanmalıdır. Açıldıktan sonra, bileşenler reflow sırasında "popcorning" (patlama) etkisini önlemek için belirli bir süre içinde kullanılmalı veya MSL (Nem Hassasiyet Seviyesi) prosedürlerine göre kurutulmalıdır.

6.3 Kullanım Önlemleri

Aşırı Akım Koruması:LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Harici bir akım sınırlayıcı direnç veya sabit akım sürücü zorunludur. Diyodun üstel I-V karakteristiği nedeniyle, ileri gerilimdeki küçük bir artış, akımda büyük ve potansiyel olarak yıkıcı bir artışa neden olabilir.
ESD Önlemleri:Cihaz elektrostatik deşarja karşı hassastır. Taşıma ve montaj sırasında ESD-güvenli çalışma istasyonları, bileklik bantları ve paketleme kullanın.

7. Paketleme & Sipariş Bilgileri

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

LED'ler, otomatik pick-and-place montajı için kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Şerit genişliği, yuva boyutları ve dişli delik aralığı belirtilmiştir. Her makara 4000 adet içerir. Makara boyutları (çap, genişlik, göbek boyutu) otomatik ekipmanlarla uyumluluk için sağlanır.

7.2 Neme Dayanıklı Paketleme

Tam paketleme işlemi, makaralı bileşenlerin bir alüminyum laminat nem geçirmez torbaya kurutucu ve bir nem göstergesi kartı ile birlikte yerleştirilmesini içerir. Torba daha sonra mühürlenir.

7.3 Etiket Açıklaması

Makara etiketleri birkaç kodu içerir: P/N (Ürün Numarası), QTY (Paketleme Miktarı), CAT (Işık Şiddeti Derecesi/sınıf), HUE (Baskın Dalga Boyu Derecesi/sınıf), REF (İleri Gerilim Derecesi/sınıf) ve LOT No (İzlenebilir Parti Numarası).

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Orta güç, iyi verimlilik, geniş açı ve kompakt boyut kombinasyonu, bu LED'i şunlar için uygun kılar:
• Dekoratif ve Eğlence Aydınlatması:Mimari vurgu aydınlatması, tabelalar, kırmızı renk gerektiren sahne ışık efektleri.
• Tarımsal Aydınlatma:Bahçecilikte tamamlayıcı aydınlatma, kırmızı spektrumda bitki fotomorfogenezini potansiyel olarak etkileyebilir.
• Genel Aydınlatma:Gösterge lambaları, durum lambaları, paneller veya anahtarlar için arka aydınlatma ve güvenilir bir kırmızı gösterge gerektiren diğer uygulamalar.

8.2 Tasarım Hususları

• Termal Yönetim:50 °C/W'lık bir R_{th J-S} ile, düşük kavşak sıcaklığını korumak, uzun vadeli güvenilirlik ve kararlı ışık çıkışı sağlamak için PCB üzerinde etkili bir termal yol tasarımı (termal viyalar, bakır alanlar kullanarak) önemlidir.
• Akım Sürücü:Her zaman sabit bir akım kaynağı veya sınıflandırma tablosundaki maksimum V_F ve hedef çalışma akımına dayalı olarak hesaplanan seri bir dirençli bir gerilim kaynağı kullanın.
• Optik Tasarım:120° görüş açısı ve Lambert deseni, gerekirse ışın şekillendirme için ikincil optik tasarımını basitleştirir.

9. Güvenilirlik & Kalite Güvencesi

%90 güven düzeyi ve %10 LTPD (Parti Tolerans Yüzde Hatalı) ile kapsamlı bir güvenilirlik test seti gerçekleştirilir. Test matrisi şunları içerir:
• Reflow Lehimleme Direnci
• Termal Şok (-10°C ila +100°C)
• Sıcaklık Döngüsü (-40°C ila +100°C)
• Yüksek Sıcaklık/Nem Depolama (85°C/%85 RH)
• Çeşitli koşullar ve akımlarda (örn. 90mA, 180mA) Yüksek/Düşük Sıcaklık Çalışma ve Depolama Ömrü testleri.
Her test, 0/1 kabul/red kriteri ile 22 parçalık bir örneklem büyüklüğü kullanır, bu da yüksek güvenilirlik standartlarını gösterir.

10. Teknik Karşılaştırma & Konumlandırma

Bu orta güçlü PLCC-2 LED belirli bir nişi işgal eder. Düşük güçlü SMD LED'lere (örn. 0603, 0805) kıyasla, önemli ölçüde daha yüksek ışık akısı sunar, bu da onu sadece gösterge değil, aydınlatma için uygun kılar. Yüksek güçlü LED'lere kıyasla, daha az karmaşık termal yönetim ve sürücü devresi gerektirirken birçok uygulama için yararlı ışık çıkışı sağlar. AlGaInP teknolojisi, benzer boyuttaki fosfor dönüştürmeli beyaz LED'lere kıyasla kırmızı/turuncu/kehribar spektrumunda yüksek verimlilik sağlar. Geniş 120° görüş açısı, daha dar, daha odaklanmış ışın demetlerine sahip LED'lerden önemli bir farklılaştırıcıdır.

11. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Hangi sürücü akımını kullanmalıyım?
A: Mutlak maksimum sürekli akım 150 mA'dir. Verimlilik, ömür ve ışık çıkışı arasında optimal denge için, 60-120 mA arasında çalışmak tipiktir, ancak daima kartınızın termal performansına dayalı düşürme eğrilerine (Şekil 5) başvurun.
S: Siparişimdeki sınıflandırma kodlarını nasıl yorumlamalıyım?
A: Etiket kodları CAT, HUE ve REF doğrudan 3.1, 3.2 ve 3.3 bölümlerindeki Işık Akısı, Baskın Dalga Boyu ve İleri Gerilim sınıf tablolarına karşılık gelir. Bu, aldığınız LED'lerin kesin performans aralığını bilmenizi sağlar.
S: Bu LED'i doğrudan 3.3V veya 5V mantık kaynağından sürebilir miyim?
A: Hayır. Seri bir akım sınırlayıcı direnç kullanmalısınız. Direnç değerini R = (V_kaynak- V_F) / I_F olarak hesaplayın. Direnç üzerinde her zaman yeterli gerilim düşüşü sağlamak için gerilim sınıfınızdan maksimum V_F değerini kullanın.
S: Kavşak sıcaklığının performans üzerindeki etkisi nedir?
A: Şekil 3'te gösterildiği gibi, ışık çıkışı T_j arttıkça azalır. Ayrıca, daha yüksek sıcaklıklar lümen azalmasını hızlandırır ve cihaz ömrünü kısaltabilir. İyi bir soğutma ile düşük bir T_j sürdürmek, tutarlı, uzun vadeli performans için kritiktir.

12. Tasarım Örneği Vaka Çalışması

Senaryo:Düşük maliyetli, pil ile çalışan kırmızı bir güvenlik işaret ışığı tasarlamak.
Gereksinimler:Tüm açılardan görülebilir, düşük güç tüketimi, basit sürücü devresi, kompakt.
Tasarım Seçimleri:
1. LED Seçimi:Bu PLCC-2 kırmızı LED, 120° görüş açısı (iyi çok yönlülük), orta güç (parlaklık vs. pil ömrü dengesi) ve SMD paketi (küçük, kolay montaj) nedeniyle seçilmiştir.
2. Sürücü Devresi:3V düğme pil, anahtarlama için bir MOSFET ve seri bir direnç kullanan basit bir devre. Direnç değeri, I_F= 100 mA için R = (3.0V - 2.5V_tip) / 0.1A = 5Ω olarak hesaplanır. 5.1Ω, 1/4W'lık bir direnç seçilir.
3. Termal & PCB Tasarımı:İşaret ışığı kısa darbelerle (%10 görev döngüsü) çalışır, ortalama gücü ve termal yükü azaltır. PCB, LED pad'inin hafif soğutma için alt katmanda küçük bir bakır alana bağlandığı basit bir iki katmanlı tasarım kullanır.
4. Sonuç:LED'in belirtilen özelliklerinden yararlanan, boyut, maliyet ve performans hedeflerini karşılayan işlevsel, güvenilir bir işaret ışığı.

13. Çalışma Prensibi

Bu, bir AlGaInP (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfit) heteroyapısına dayanan bir yarı iletken fotonik cihazdır. Diyodun açılma gerilimini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler sırasıyla n-tipi ve p-tipi katmanlardan aktif bölgeye enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları, aktif bölgenin kuantum kuyuları içinde radyatif olarak yeniden birleşir ve enerjiyi fotonlar şeklinde serbest bırakır. AlGaInP alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler, bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tanımlar—bu durumda, kırmızı spektrumda (615-630 nm). Şeffaf epoksi reçine kapsülleyici, yarı iletken çipi korur, mekanik stabilite sağlar ve ışık çıkış demetini şekillendirir.

14. Teknoloji Trendleri

Bu PLCC-2 tipi gibi orta güçlü SMD LED'ler gelişmeye devam etmektedir. Genel endüstri trendleri şunları içerir:
• Artırılmış Verimlilik:İç kuantum verimliliği, ışık çıkarma ve paket tasarımındaki sürekli iyileştirmeler, watt başına daha yüksek lümen (lm/W) ile sonuçlanarak aynı ışık çıkışı için enerji tüketimini azaltır.
• Geliştirilmiş Renk Tutarlılığı:Gelişmiş üretim süreç kontrolü ile sağlanan dalga boyu ve akı için daha sıkı sınıflandırma toleransları, çoklu LED dizilerinde manuel ayıklama olmadan daha iyi renk eşleştirmesine olanak tanır.
• Geliştirilmiş Güvenilirlik:Daha sağlam paket malzemelerinin (kalıp bileşikleri, kurşun çerçeveler) geliştirilmesi ve geliştirilmiş çip seviyesi güvenilirliği, daha yüksek sürüş akımları ve sıcaklıkları altında daha uzun çalışma ömürlerine (L70, L90 metrikleri) yol açar.
• Performansla Miniaturizasyon:Daha küçük, daha yoğun LED dizileri için itici güç, ışık çıkışını korurken veya artırırken paket boyutlarını küçültür, ancak bu termal yönetim zorluklarını yoğunlaştırır.
• Akıllı & Entegre Çözümler:Daha geniş pazar, entegre sürücüler, kontrolörler veya sensörler içeren LED'lerde büyüme görür, ancak bu daha çok yüksek güçlü veya özel segmentlerde yaygındır.