SMD Orta Güçlü Sarı LED 67-21S Teknik Şartnamesi - PLCC-2 Paketi - 150mA - 2.8V - 590-600nm

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, PLCC-2 paket formatında bir yüzey montaj cihazı (SMD) orta güçlü ışık yayan diyotun (LED) özelliklerini detaylandırır. Cihaz, su berraklığında reçine içine kapsüllenmiş bir AlGaInP çip malzemesi ile elde edilen sarı ışık yayma özelliği ile karakterize edilir. Performans, verimlilik ve kompakt form faktörü dengesi gerektiren genel aydınlatma uygulamaları için tasarlanmıştır.

Bu LED'in temel avantajları arasında yüksek ışık verimliliği, orta güç uygulamalarına uygun orta düzeyde güç tüketimi ve ışığın eşit dağılımını sağlayan 120 derecelik geniş görüş açısı bulunur. Ürün, kurşunsuz (Pb-free), Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması (RoHS) direktifine, AB REACH düzenlemelerine ve halojensiz gereksinimlerine (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm) uygun olarak modern çevre ve güvenlik standartlarına uyar. Kompakt tasarımı, alan kısıtlı aydınlatma çözümleri için ideal bir bileşen haline getirir.

1.1 Hedef Uygulamalar

Bu LED'in birincil uygulama alanları, renk ve performans özelliklerinden yararlanarak çeşitlidir. Başlıca pazarlar arasında, estetik etkiler için tutarlı sarı çıktının tercih edildiği Dekoratif ve Eğlence Aydınlatması yer alır. Ayrıca, belirli büyüme aşamaları veya tamamlayıcı aydınlatma için potansiyel olarak Tarım Aydınlatması uygulamalarına da uygundur. Son olarak, dengeli performans profili, çeşitli tüketici ve ticari ürünlerde Genel Kullanım aydınlatması için uygulanabilir kılar.

2. Teknik Parametre Analizi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Cihazın çalışma limitleri, lehim noktası sıcaklığının (T_Lehim) 25°C olduğu koşullar altında tanımlanır. Bu değerlerin aşılması kalıcı hasara neden olabilir.

• İleri Akım (I_F):150 mA (Sürekli).
• Tepe İleri Akım (I_FP):300 mA, görev döngüsü 1/10 ve darbe genişliği 10ms olan darbe koşulları altında izin verilir.
• Güç Dağılımı (P_d):420 mW.
• Elektrostatik Deşarj (ESD) İnsan Vücudu Modeli (HBM):2000 V. Bileşen statik elektriğe karşı hassastır ve uygun ESD işleme önlemleri zorunludur. Bu değer referans içindir.
• Çalışma Sıcaklığı (T_opr):-40°C ila +85°C.
• Depolama Sıcaklığı (T_stg):-40°C ila +100°C.
• Termal Direnç, Eklemden Lehim Noktasına (R_{th J-S}):50 °C/W. Bu parametre termal yönetim tasarımı için kritiktir.
• Maksimum Eklem Sıcaklığı (T_j):115 °C.
• Lehimleme Sıcaklığı:Cihaz, 260°C'de 10 saniye boyunca yeniden akış lehimine veya 350°C'de 3 saniye boyunca el lehimine dayanabilir.

2.2 Elektro-Optik Özellikler

Tipik performans, T_Lehim= 25°C ve I_F= 150 mA'de ölçülür.

• Işık Akısı (Φ):Minimum 11 lm'den maksimum 27 lm'ye kadar değişir, tipik tolerans ±%11'dir.
• İleri Gerilim (V_F):Belirtilen akımda 1.8 V ila 2.8 V arasında değişir, tipik tolerans ±0.1V'dir.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):120 derece, tipik.
• Ters Akım (I_R):Ters gerilim (V_R) 5V uygulandığında maksimum 50 µA.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde tutarlılığı sağlamak için, LED'ler temel performans parametrelerine göre sınıflara ayrılır. Bu, tasarımcıların parlaklık ve elektriksel özellikler için belirli uygulama gereksinimlerini karşılayan bileşenleri seçmesine olanak tanır.

3.1 Işık Akısı Sınıflandırması

LED'ler, I_F=150mA'de ölçülen ışık çıkışlarına göre kategorize edilir. Sınıf kodları (ör. L2, L3, M3, N3) minimum ve maksimum ışık akısı aralığını tanımlar. Örneğin, L2 sınıfı 11-12 lm'yi kapsarken, N3 sınıfı 24-27 lm'yi kapsar. Her sınıf içindeki tolerans ±%11'dir.

3.2 İleri Gerilim Sınıflandırması

Cihazlar ayrıca, I_F=150mA'deki ileri gerilim düşüşlerine göre sınıflandırılır. 25'ten 34'e kadar olan sınıf kodları, 1.8-1.9V'dan (Sınıf 25) başlayarak 2.7-2.8V'a (Sınıf 34) kadar 0.1V adımlarla gerilim aralıklarını temsil eder. Tolerans ±0.1V'dir.

3.3 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Bu, sarı ışığın algılanan rengini tanımlar. İki sınıf belirtilmiştir: Y53 (590-595 nm) ve Y54 (595-600 nm). Baskın/tepe dalga boyu için ölçüm toleransı ±1 nm'dir.

4. Performans Eğrisi Analizi

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

4.1 Spektral Dağılım

Bir grafik, yaklaşık 520 nm'den 680 nm'ye kadar olan dalga boyları boyunca bağıl ışık şiddetini gösterir. Eğri, baskın dalga boyu sınıflarını doğrulayarak sarı bölgede (yaklaşık 590-600 nm civarında) zirve yapar ve görünür spektrumun diğer kısımlarında minimum emisyon gösterir.

4.2 Termal ve Elektriksel Özellikler

• İleri Gerilim - Eklem Sıcaklığı (Şekil 1):V_F'nin artan eklem sıcaklığı (T_j) ile doğrusal olarak nasıl azaldığını gösterir; bu LED'lerin yaygın bir özelliğidir. Bu, sabit akım sürücü tasarımı için önemlidir.
• Bağıl Radyometrik Güç - İleri Akım (Şekil 2):Işık çıkışı ile sürücü akımı arasındaki doğrusal altı ilişkiyi gösterir. Verimlilik genellikle çok yüksek akımlarda azalır.
• Bağıl Işık Akısı - Eklem Sıcaklığı (Şekil 3):T_jarttıkça ışık çıkışındaki azalmayı gösterir, parlaklığı korumak için termal yönetimin önemini vurgular.
• İleri Akım - İleri Gerilim (Şekil 4):Bir diyot için standart I-V eğrisi, üstel ilişkiyi gösterir.
• Maks. Sürücü İleri Akımı - Lehim Sıcaklığı (Şekil 5):Maksimum izin verilen sürekli ileri akımın, T_j(max).
• Radyasyon Diyagramı (Şekil 6):Işık şiddetinin uzamsal dağılımını tasvir eden bir kutupsal çizim, neredeyse Lambert deseni ile geniş 120 derecelik görüş açısını doğrular.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

LED, standart bir PLCC-2 (Plastik Bacaklı Çip Taşıyıcı) yüzey montaj paketinde bulunur. Boyut çizimi, uzunluk, genişlik, yükseklik, bacak aralığı ve diğer kritik mekanik özellikleri belirtir. Aksi belirtilmedikçe, boyut toleransı ±0.15 mm'dir. Paket, otomatik al-yerleştir ve yeniden akış lehimleme işlemleriyle uyumluluk için tasarlanmıştır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Lehimleme Parametreleri

Cihaz standart lehimleme işlemleri için derecelendirilmiştir: Tepe sıcaklığı 260°C'de 10 saniye süreyle yeniden akış lehimleme veya 350°C'de 3 saniye süreyle el lehimleme. Paket hasarını veya iç malzemelerin bozulmasını önlemek için bu profillere uyulması gereklidir.

6.2 Depolama ve İşleme Önlemleri

• ESD Hassasiyeti:Ürün elektrostatik deşarja karşı hassastır. Montaj ve testin tüm aşamalarında uygun ESD-güvenli işleme prosedürleri izlenmelidir.
• Nem Hassasiyeti:Bileşenler nem geçirmez malzemelerde (nem alıcılı alüminyum nem önleyici torbalar) paketlenir. Torba, ürünler üretim ortamında kullanılmaya hazır olana kadar açılmamalıdır. Açığa çıkarsa, endüstri standartlarına göre (burada belirli koşullar detaylandırılmamış olsa da) kurutma gerekebilir.
• Akım Koruması:Harici bir akım sınırlayıcı direnç veya sabit akım sürücü zorunludur. LED'ler, ileri gerilimlerini aşan küçük bir gerilim artışıyla akımda keskin bir yükselme gösterir; bu, uygun şekilde kontrol edilmezse termal kaçak ve arızaya yol açabilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Makara ve Bant Özellikleri

LED'ler, otomatik montaj için makaralara sarılmış kabartmalı taşıyıcı bant üzerinde tedarik edilir. Temel özellikler arasında makara boyutları, bant genişliği, yuva aralığı ve ilerleme yönü bulunur. Standart bir makara 4000 adet içerir. Makara, taşıyıcı bant ve kapak bandı boyutları için detaylı çizimler sağlanır, toleranslar tipik olarak ±0.1 mm'dir.

7.2 Etiket Açıklaması

Paketleme etiketi birkaç kodu içerir: CPN (Müşteri Ürün Numarası), P/N (Ürün Numarası), QTY (Paketleme Miktarı), CAT (Işık Şiddeti Derecesi, akı sınıfına karşılık gelir), HUE (Baskın Dalga Boyu Derecesi), REF (İleri Gerilim Derecesi) ve LOT No (İzlenebilirlik için Parti Numarası).

8. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

8.1 Tasarım Hususları

• Termal Yönetim:50 °C/W'lik bir termal direnç (R_{th J-S}) ile, lehim pedlerinden etkili ısı emilimi, özellikle maksimum 150 mA akımda veya yakınında çalışırken çok önemlidir. Yüksek ortam sıcaklığı uygulamaları için azaltma eğrisine (Şekil 5) başvurulmalıdır.
• Sürücü Devresi:Akımı ayarlamak için her zaman bir sabit akım kaynağı veya seri dirençli bir gerilim kaynağı kullanın. İleri gerilimin hem bir aralığı (1.8-2.8V) hem de negatif bir sıcaklık katsayısı vardır, bu da gerilimle sürülen tasarımları kararsız hale getirir.
• Optik Tasarım:Geniş 120 derecelik görüş açısı, ikincil optikler olmadan geniş aydınlatma gerektiren uygulamalar için faydalıdır. Odaklanmış ışınlar için uygun birincil optikler (lensler) seçilmelidir.

8.2 Uygulama Tutarlılığı için Sınıflandırma

Renk veya parlaklık düzgünlüğünün kritik olduğu uygulamalar için (ör. dekoratif aydınlatmada çoklu LED dizileri), ışık akısı (Φ), ileri gerilim (V_F) ve baskın dalga boyu için sıkı sınıflar belirtmek esastır. Aynı üretim partisinden LED'ler kullanmak tutarlılığı daha da artırabilir.

9. Güvenilirlik ve Kalite Güvencesi

Ürünün uzun ömrünü ve çeşitli çevresel stresler altında sağlamlığını sağlamak için kapsamlı bir güvenilirlik test seti gerçekleştirilir. Testler %90 güven düzeyi ve %10 Parti Tolerans Yüzde Kusurlu (LTPD) ile yapılır. Her test için örneklem büyüklüğü 22 parçadır, Kabul/Red kriteri 0/1'dir.

9.1 Güvenilirlik Test Kalemleri

Test rejimi şunları içerir: Yeniden Akış Lehim Direnci, Termal Şok, Sıcaklık Döngüsü, Yüksek Sıcaklık/Nem Depolama, Yüksek Sıcaklık/Nem Çalıştırma, Düşük Sıcaklık Depolama, Yüksek Sıcaklık Depolama ve farklı akım ve sıcaklık koşullarında (ör. 25°C'de 150mA, 55°C'de ve 85°C'de 90mA) çoklu Yüksek/Düşük Sıcaklık Çalışma Ömrü testleri. Bu testler gerçek dünya çalışma koşullarını ve hızlandırılmış yaşlanmayı simüle eder.

10. Teknik Karşılaştırma ve Konumlandırma

PLCC-2 paketindeki bir orta güçlü LED olarak bu cihaz belirli bir nişi işgal eder. Düşük güçlü LED'lere (ör. 0603, 0805 paketleri) kıyasla, önemli ölçüde daha yüksek ışık çıkışı sunar, bu da onu sadece gösterge değil, birincil aydınlatma için uygun hale getirir. Yüksek güçlü LED'lere (ör. metal çekirdekli PCB'lerdeki 1W, 3W paketleri) kıyasla, daha düşük akımlarda çalışır ve daha basit bir termal yönetim gereksinimi vardır, genellikle sadece PCB izleri yoluyla ısıyı dağıtır. Temel farklılaştırıcıları, iyi verimlilik, kompakt ve standartlaştırılmış paket, geniş görüş açısı ve katı çevre düzenlemelerine uyum kombinasyonudur.

11. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

11.1 Tipik çalışma akımı nedir?

Elektro-optik özellikler 150 mA'de belirtilmiştir, bu aynı zamanda maksimum sürekli ileri akımdır. Bu, derecelendirilmiş ışık akısına ulaşmak için standart test ve önerilen çalışma noktasıdır.

11.2 Neden sabit akım sürücüsü gereklidir?

İleri gerilim (V_F) bir üretim yayılımına (1.8-2.8V) sahiptir ve sıcaklıkla azalır. Sabit bir gerilimle sürmek, akımda ve dolayısıyla ışık çıkışında büyük değişikliklere neden olur, potansiyel olarak mutlak maksimum değeri aşabilir ve arızaya yol açabilir. Sabit bir akım kaynağı, kararlı parlaklık sağlar ve LED'i korur.

11.3 Bir siparişteki sınıf kodlarını nasıl yorumlarım?

Tam parça numarası, ışık akısı (ör. L8), ileri gerilim (ör. 28) ve baskın dalga boyu (ör. Y54) için kodlar içerir. Bu, akısı 17-18 lm arasında, V_F2.1-2.2V arasında ve dalga boyu 595-600 nm arasında olan bir cihazı belirtir. Tasarımcılar, devre tasarımlarına (gerilim için) ve uygulama gereksinimlerine (parlaklık ve renk için) uyan sınıfları seçmelidir.

11.4 Kullanımdan önce depolama koşulları nelerdir?

Bileşenler neme karşı hassastır. Orijinal, açılmamış nem önleyici torbalarında saklanmalıdır. Açıldıktan sonra, belirli bir zaman dilimi içinde kullanılmalı veya yeniden akış lehimlemeden önce emilen nemi gidermek için ilgili endüstri standartlarına (ör. IPC/JEDEC standartları) göre kurutulmalıdır, bu "patlamış mısır" veya tabakalanmayı önlemek içindir.

12. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Senaryo: Dekoratif sarı LED şerit ışık tasarımı.Bir tasarımcı, şerit başına 50 LED'e ihtiyaç duyar. Düzgün bir görünüm sağlamak için, sıkı bir ışık akısı sınıfı (ör. L7: 16-17 lm) ve tek bir baskın dalga boyu sınıfı (Y54) belirtirler. Sabit 150 mA sağlayan bir sürücü devresi tasarlarlar. 50 °C/W'lik termal direnç göz önünde bulundurularak, özellikle ışıklar kapalı armatürlerde kullanılacaksa, LED pedlerinin altında yeterli bakır alanı olduğundan emin olurlar, bu bir ısı yayıcı görevi görür. Seri şerit için toplam gerilim düşüşünü maksimum V_Fsınıfına (ör. Sınıf 34: 2.8V) göre hesaplarlar, böylece güç kaynağını uygun şekilde boyutlandırırlar. Geniş 120 derecelik görüş açısı, sıcak noktalar olmadan dağınık, parlayan bir etki yaratmak için mükemmeldir.

13. Çalışma Prensibi

Işık, elektrolüminesans yoluyla üretilir. Diyotun içsel potansiyelini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler yarı iletken çipin aktif bölgesine (AlGaInP'den oluşur) enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleşir ve enerjiyi fotonlar şeklinde serbest bırakır. AlGaInP alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler, bu da yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tanımlar - bu durumda sarı (590-600 nm). Su berraklığında reçine kapsülleme, çipi korur, mekanik stabilite sağlar ve ışık çıkış desenini şekillendirir.

14. Endüstri Trendleri ve Bağlam

PLCC-2 gibi paketlerdeki orta güçlü LED'ler, maliyet, verimlilik (vat başına lümen) ve güvenilirlik dengesi nedeniyle genel aydınlatma uygulamalarının temel taşı haline gelmiştir. Bu segmentteki trend, aynı form faktöründen daha düşük enerji tüketimi veya daha yüksek ışık çıkışı sağlayan giderek daha yüksek verimliliktir. Ayrıca, gelişmiş renk tutarlılığı (daha sıkı sınıflandırma) ve daha yüksek maksimum çalışma sıcaklığı derecelendirmeleri için sürekli bir çaba vardır. Dahası, gelişen çevre düzenlemelerine (RoHS, REACH, halojensiz) uyum artık standart bir gerekliliktir, bir farklılaştırıcı değildir. Teknoloji olgundur, odak noktası üretim optimizasyonu ve daha akıllı, bağlantılı aydınlatma sistemlerine entegrasyondur.