SMD LED 3014 Beyaz Veri Sayfası - Boyutlar 3.0x1.4x0.8mm - Gerilim 2.4-3.6V - Güç 0.093W - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, üstten ışık yayılımlı 3014 paket formatında bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'in tam teknik özelliklerini sunar. Ana yayılan renk, InGaN çip malzemesi ve sarımsı reçine kapsülleyicinin kombinasyonu ile elde edilen beyazdır. Cihaz, güvenilir performans ve montaj kolaylığının çok önemli olduğu genel amaçlı gösterge ve aydınlatma uygulamaları için tasarlanmıştır.

Bu LED'in temel avantajları, yüksek yoğunluklu PCB montajını kolaylaştıran kompakt P-LCC-2 paketini içerir. Işık çıkışını ve yönlülüğü artırmak için iç reflektör ve beyaz paket gövdesi özelliklerine sahiptir. Cihaz, kurşunsuz, RoHS uyumlu, REACH uyumlu ve halojensiz olarak modern çevresel ve üretim standartlarına tamamen uygundur. Nem hassasiyeti için JEDEC J-STD-020D Seviye 3'e göre ön koşullandırılmıştır, bu da yeniden akış lehimleme süreçlerinde güvenilirliği sağlar.

Hedef pazar, durum göstergesi, arka aydınlatma veya genel aydınlatma gerektiren çok çeşitli elektronik cihazları kapsar. Tasarımı, hem tüketici hem de endüstriyel elektronikler için uygundur.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Cihazın çalışma limitleri standart ortam koşullarında (Ta=25°C) tanımlanmıştır. Bu değerlerin aşılması kalıcı hasara neden olabilir.

• Ters Gerilim (VR):5 V. Bu, LED terminalleri arasında ters yönde uygulanabilecek maksimum gerilimdir.
• İleri Akım (IF):30 mA. Güvenilir çalışma için önerilen maksimum sürekli DC akımıdır.
• Tepe İleri Akımı (IFP):60 mA. Bu, yalnızca 1 kHz'de %10 görev döngüsü ile darbe koşullarında izin verilir.
• Güç Dağılımı (Pd):93 mW. Kavşak sıcaklık limitini aşmadan paketin dağıtabileceği maksimum güçtür.
• Kavşak Sıcaklığı (Tj):115 °C. Yarı iletken kavşağının izin verilen maksimum sıcaklığıdır.
• Çalışma Sıcaklığı (Topr):-40 °C ila +85 °C. Cihazın çalışması için belirtilen ortam sıcaklığı aralığıdır.
• Depolama Sıcaklığı (Tstg):-40 °C ila +90 °C.
• Elektrostatik Deşarj (ESD):2000 V'ye (İnsan Vücut Modeli) dayanır, bu da orta düzeyde işleme hassasiyetini gösterir.
• Lehimleme Sıcaklığı:Cihaz, 260°C tepe sıcaklığında 10 saniye süreyle yeniden akış lehimlemeye veya terminal başına 350°C'de 3 saniye süreyle el lehimlemeye dayanabilir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Ana performans parametreleri, standart test koşulu olan 20 mA ileri akım (IF) ile Ta=25°C'de ölçülür.

• Işık Şiddeti (Iv):Minimum 2240 mcd'den maksimum 3550 mcd'ye kadar değişir, tipik değer bu aralıkta ima edilir. Işık şiddeti için ±%11 tolerans uygulanır.
• Görüş Açısı (2θ1/2):Işık şiddetinin tepe şiddetinin yarısı olduğu tam açı tipik olarak 120 derecedir, bu da dağınık aydınlatma için uygun geniş bir görüş modelini gösterir.
• İleri Gerilim (VF):20 mA'de 2.40 V ila 3.60 V arasında değişir. İleri gerilim için tolerans ±0.1V olarak belirtilmiştir. Bu parametre, akım sınırlayıcı devre tasarımı için çok önemlidir.
• Ters Akım (IR):5V ters gerilim uygulandığında maksimum 10 μA, bu da iyi diyot karakteristiklerini gösterir.
• Renklilik Koordinat Toleransı:CIE grafiğindeki renk noktasının toleransı ±0.01'dir, bu da birden fazla LED gerektiren uygulamalarda renk tutarlılığı için önemlidir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Parlaklık ve renk tutarlılığını sağlamak için LED'ler ölçülen performansa göre sınıflara ayrılır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

LED'ler, IF=20mA'de ölçülen ışık şiddetlerine göre iki ana sınıfa ayrılır:

• Sınıf Kodu BB:Işık şiddeti aralığı 2240 mcd ila 2800 mcd.
• Sınıf Kodu CA:Işık şiddeti aralığı 2800 mcd ila 3550 mcd.

Her sınıf içinde ±%11 tolerans uygulanır. Bu sınıflandırma, tasarımcıların uygulamalarında gereken parlaklık seviyesine uygun LED'leri seçmelerine olanak tanır.

3.2 Renklilik Koordinat Sınıflandırması

Beyaz ışık rengi, CIE 1931 renklilik diyagramındaki koordinatları ile tanımlanır. Veri sayfası, ilgili minimum ve maksimum x ve y koordinat değerleri ile ayrıntılı bir sınıf kodu tablosu (örneğin, SB, J5, J6, K5, K6, L5, L6, M5, M6) sağlar. Örneğin, J5 sınıf kodu (0.2800, 0.2566) ila (0.2800, 0.2666) koordinatlarını kapsar. Bu hassas sınıflandırma, ekran arka aydınlatması veya mimari aydınlatma gibi birden fazla LED arasında renk düzgünlüğünün kritik olduğu uygulamalar için gereklidir. Bu koordinatlar için tolerans ±0.01'dir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, LED'in değişen koşullar altındaki davranışı hakkında daha derin bir içgörü sağlayan çeşitli karakteristik eğrileri içerir.

4.1 Spektral Dağılım

Tipik spektral dağılım eğrisi, farklı dalga boylarında yayılan ışığın göreceli yoğunluğunu gösterir. Beyaz bir LED için bu tipik olarak mavi bölgede (InGaN çipinden) geniş bir tepe ve sarı-yeşil bölgede (fosfor dönüşümünden) daha geniş ikincil bir tepe gösterir. Tepe dalga boyu (λp) önemli bir parametredir. Eğri, standart göz tepki eğrisi V(λ) ile karşılaştırılır.

4.2 Radyasyon Deseni

Radyasyon karakteristikleri diyagramı (göreceli yoğunluk vs. açı), 120 derecelik görüş açısını görsel olarak temsil eder ve ışık yoğunluğunun merkezden (0 derece ekseni) kenarlara nasıl azaldığını gösterir.

4.3 İleri Akım vs. İleri Gerilim

Bu eğri, LED'den geçen akım ile üzerindeki voltaj düşüşü arasındaki doğrusal olmayan ilişkiyi gösterir. Küçük bir voltaj değişikliği büyük bir akım değişikliğine yol açabileceğinden, sürücü devresi tasarımı için çok önemlidir. Eğri tipik olarak üstel bir yükseliş gösterir.

4.4 Renklilik vs. İleri Akım

Bu grafik, renk koordinatlarının (x, y) çalışma akımındaki değişikliklerle nasıl kayabileceğini gösterir. Bu ilişkiyi anlamak, karartma veya akım modülasyonu kullanılan uygulamalarda renk tutarlılığını etkileyebileceğinden önemlidir.

4.5 Göreceli Işık Şiddeti vs. İleri Akım

Bu eğri, ışık çıkışının sürücü akımı ile nasıl arttığını gösterir. Genellikle bir aralıkta doğrusaldır ancak daha yüksek akımlarda doyuma ulaşır. Doğrusal bölgenin ötesinde çalışmak verimsizdir ve ısıyı artırır.

4.6 Maksimum İzin Verilen İleri Akım vs. Sıcaklık

Bu güç azaltma eğrisi güvenilirlik için kritik öneme sahiptir. LED'in ortam (veya kasa) sıcaklığının bir fonksiyonu olarak kaldırabileceği maksimum ileri akımı gösterir. Sıcaklık arttıkça, kavşağın 115°C limitini aşmasını önlemek için maksimum izin verilen akım azalır. Yüksek sıcaklık ortamlarında çalışan herhangi bir tasarım için bu grafiğe başvurulmalıdır.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

LED standart 3014 paketinde gelir. Ana boyutlar (mm cinsinden, belirtilmediği sürece tipik tolerans ±0.1mm) şunları içerir:

• Toplam uzunluk: 3.0 mm
• Toplam genişlik: 1.4 mm
• Toplam yükseklik: 0.8 mm
• PCB lehim pedi tasarımı için pad boyutları ve aralığı.

Ölçülü çizim, doğru lehimleme ve hizalamayı sağlamak için doğru PCB ayak izini oluşturmak için gereklidir.

5.2 Polarite Tanımlama

Üstten görünüm diyagramı tipik olarak katot işaretini gösterir, bu montaj sırasında doğru yönlendirme için gereklidir. Yanlış polarite LED'in yanmasını engeller ve ters gerilime maruz kalmasına neden olabilir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Yeniden Akış Lehimleme Profili

Önerilen kurşunsuz yeniden akış lehimleme sıcaklık profili sağlanmıştır. Ana aşamalar şunları içerir:

• Ön Isıtma:Ortamdan 150-200°C'ye maksimum 3°C/sn hızla yükseltilir, 60-120 saniye tutulur.
• Yeniden Akış:217°C üzerindeki sıcaklık 60-150 saniye süreyle korunmalıdır, 260°C'yi aşmayan tepe sıcaklığı maksimum 10 saniye tutulur.
• Soğutma:255°C üzerinden maksimum 6°C/sn hızla soğutulur.

Aynı cihazda yeniden akış lehimleme ikiden fazla kez yapılmamalıdır.

6.2 El Lehimleme

El lehimlemesi gerekliyse, havya ucu sıcaklığı 350°C'den az olmalı ve terminal başına temas süresi 3 saniyeyi aşmamalıdır. Düşük güçlü bir havya (≤25W) önerilir, her terminal lehimlendikten sonra soğuması için en az 2 saniye aralık bırakılmalıdır.

6.3 Depolama ve İşleme

• LED'ler neme dayanıklı torbalarda paketlenmiştir. Torba yalnızca kullanımdan hemen önce açılmalıdır.
• Açıldıktan sonra önerilen ortam <30°C ve <%60 Bağıl Nem'dir.
• Nem Hassasiyet Seviyesi (MSL) koşulları aşılırsa veya nem göstergesi kartı aşırı nem gösteriyorsa, bileşenler kullanımdan önce 60°C ±5°C'de 24 saat boyunca kurutulmalıdır.
• Isıtma sırasında veya lehimlemeden sonra LED gövdesine stres uygulanmamalı ve devre kartları eğilmemelidir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Makara ve Bant Özellikleri

LED'ler, makaralara sarılmış kabartmalı taşıyıcı bant üzerinde tedarik edilir. Makara başına standart yüklü miktarlar 250, 500, 1000 veya 2000 adettir. Otomatik yerleştirme ekipmanları ile uyumluluğu sağlamak için taşıyıcı bant cebi, aralığı ve makara için detaylı boyutlar sağlanmıştır.

7.2 Etiket Açıklaması

Makara etiketi şu ana bilgileri içerir: Müşteri Ürün Numarası (CPN), Ürün Numarası (P/N), Paketleme Miktarı (QTY), Işık Şiddeti Sınıfı (CAT), Baskın Dalga Boyu/Renk Tonu Sınıfı (HUE), İleri Gerilim Sınıfı (REF) ve Parti Numarası (LOT No).

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Durum Göstergeleri:Tüketici elektroniği, ev aletleri ve endüstriyel kontrol panellerindeki anahtarlar, semboller ve optik göstergeler için idealdir.
• Arka Aydınlatma:İnce profili ve geniş görüş açısı nedeniyle cep telefonları, tuş takımları ve aydınlatmalı reklam tabelaları için uygundur.
• Genel Aydınlatma:İç ve dış mekan uygulamalarında geleneksel gösterge lambalarının yerine kullanılabilir.
• Işık Kılavuzu Eşleştirme:Paket tasarımı, panel aydınlatması için kenardan aydınlatmalı ışık kılavuzlarına ışık eşleştirmesi için çok uygundur.

8.2 Kritik Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:Harici bir akım sınırlayıcı direnç kesinlikle zorunludur. Üstel I-V karakteristiği, küçük bir voltaj değişikliğinin büyük bir akım değişikliğine neden olacağı anlamına gelir, bu da LED'i anında yok edebilir ("yanma"). Direnç değeri, besleme gerilimi ve LED'in istenen çalışma akımındaki ileri gerilimine göre hesaplanmalıdır.
• Termal Yönetim:Güç dağılımı düşük olsa da, özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum akıma yakın çalışırken ısıyı dağıtmak için uygun PCB düzeni önemlidir. Güç azaltma eğrisine başvurun.
• ESD Koruması:2000V HBM için derecelendirilmiş olsa da, işleme ve montaj sırasında standart ESD önlemleri alınmalıdır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Geleneksel delikli LED'lere kıyasla, bu 3014 SMD LED önemli avantajlar sunar:

• Boyut ve Yoğunluk:Kompakt 3.0x1.4mm ayak izi, PCB'lerde çok daha yüksek montaj yoğunluğuna olanak tanır.
• Montaj Maliyeti:Manuel yerleştirmeye kıyasla montaj süresini ve maliyetini azaltan tam otomatik yerleştirme ve yeniden akış lehimlemeye olanak tanır.
• Performans:Otomatik üretim ve sınıflandırma nedeniyle tipik olarak daha yüksek ışık verimliliği ve daha tutarlı optik karakteristikler sunar.
• Güvenilirlik:Katı hal yapısı ve yüzey montaj tasarımı genellikle daha yüksek şok ve titreşim direncine yol açar.

SMD LED ailesi içinde, 3014 paketi ışık çıkışı, boyut ve maliyet arasında bir denge sunar ve onu 0402/0603 gibi daha küçük paketler (daha düşük çıkış) ile 2835/5050 gibi daha büyük paketler (daha yüksek çıkış) arasında konumlandırır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: 5V besleme için hangi direnç değerine ihtiyacım var?

A: Ohm Kanunu'nu kullanın: R = (Vbesleme - Vf) / If. Tipik Vf=3.0V ve istenen If=20mA varsayarsak: R = (5V - 3.0V) / 0.020A = 100 Ohm. Akımın limitleri aşmamasını sağlamak için muhafazakar bir tasarım için veri sayfasındaki maksimum Vf'yi (3.6V) kullanın: R_min = (5V - 3.6V) / 0.030A ≈ 47 Ohm. 68-100 Ohm arasında bir değer yaygındır.

S: Bu LED'i 3.3V besleme ile sürebilir miyim?

A: Evet, ancak dikkatli olun. İleri gerilim aralığı (2.4V-3.6V), Vf'si daha yüksekse bazı LED'lerin 3.3V'da yanmayabileceği anlamına gelir. Yansalar bile, akım bir sürücü devresi olmadan kötü regüle edilir. 3.3V çalışma için sabit akımlı bir sürücü veya çok düşük değerli bir direnç önerilir.

S: Işık şiddeti sınıf kodları BB ve CA'yı nasıl yorumlamalıyım?

A: BB sınıfı daha düşük parlaklığa sahip LED'leri (2240-2800 mcd) içerir ve CA sınıfı daha parlak LED'leri (2800-3550 mcd) içerir. Bir dizide düzgün bir görünüm için aynı sınıf kodundan LED'leri belirtin ve kullanın.

S: Veri sayfasında "Hafif yeşil noktalı reçine" belirtiliyor. Bu ışık rengini etkiler mi?

A: Reçinenin sarımsı/yeşilimsi tonu, renk dönüşüm sisteminin bir parçasıdır. InGaN çipi mavi ışık yayar, bu da reçine içindeki fosforları uyararak sarı ışık üretir. Kombinasyon beyaz ışıkla sonuçlanır. Reçine renginin kendisi yayılan ışığın rengi değildir.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örnekleri

Örnek 1: Çoklu LED Durum Gösterge Paneli

Bir kontrol paneli 10 adet düzgün beyaz gösterge gerektirir. Tutarlılığı sağlamak için tasarımcı şunları yapmalıdır:

1. Tüm LED'leri aynı ışık şiddeti sınıfından (ör. CA) ve aynı renklilik sınıfından (ör. K5) belirtin.

2. Her LED için, maksimum Vf kullanılarak hesaplanan aynı akım sınırlayıcı dirençleri kullanın.

3. Varyasyonları en aza indirmek için her LED pedine eşit iz uzunlukları ve termal rahatlama sağlayacak şekilde PCB'yi düzenleyin.

Örnek 2: Küçük Bir Ekranın Arka Aydınlatması

Bir LCD'yi aydınlatmak için bir ışık kılavuzunun kenarına dört LED yerleştirilir. Ana adımlar:

1. Kılavuza eşit eşleştirmeyi sağlamak için LED yerleşimini ve görüş açısını (120° uygundur) seçin.

. Consider using a constant-current LED driver IC instead of individual resistors to ensure identical brightness and enable dimming via PWM.

3. Cihaz muhafazası içindeki çalışma sıcaklığının, "Maks. İzin Verilen İleri Akım vs. Sıcaklık" eğrisini kullanarak ileri akımın gücünü azaltmayı gerektirip gerektirmediğini doğrulayın.

12. Çalışma Prensibi

Bu bir katı hal ışık yayan diyottur. Karakteristik ileri gerilimini (Vf) aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler InGaN yarı iletken malzeme içinde yeniden birleşir ve enerjiyi foton (ışık) şeklinde serbest bırakır. Çipten birincil emisyon mavi spektrumundadır. Bu mavi ışık daha sonra kapsülleyici reçineye gömülü fosfor parçacıklarına çarpar. Fosforlar mavi ışığı emer ve daha geniş bir spektrumda, ağırlıklı olarak sarı bölgede ışık yeniden yayar. İnsan gözü, doğrudan mavi ışık ve fosfor dönüştürülmüş sarı ışığın karışımını beyaz olarak algılar. İç reflektör ve beyaz paket, bu yayılan ışığın daha fazlasını cihazın üstünden dışarı yönlendirmeye yardımcı olarak toplam ışık şiddetini artırır.

13. Teknoloji Trendleri

3014 gibi SMD LED'lerin evrimi birkaç net endüstri trendini takip eder:

Artırılmış Verimlilik:Yarı iletken epitaksi ve fosfor teknolojisindeki devam eden iyileştirmeler, ışık verimliliğini (lümen/vat) artırmaya devam ederek aynı paket boyutundan daha parlak ışık veya daha düşük güç tüketimi sağlar.

Renk Kalitesi:Çoklu fosfor karışımları ve çip tasarımlarındaki gelişmeler, Renk Geri Verim İndeksi'ni (CRI) iyileştiriyor ve beyaz renk sıcaklığının (CCT) daha hassas ayarlanmasına olanak tanıyor.

Küçültme ve Entegrasyon:3014 popülerliğini korurken, karşılaştırılabilir çıkışa sahip daha küçük paketlere ve LED, sürücü ve kontrol devresini tek bir pakette birleştiren entegre LED modüllerine doğru bir trend vardır.

Akıllı Aydınlatma:Daha geniş pazar, adreslenebilir ve ayarlanabilir (CCT ve karartma) LED'lere doğru ilerliyor, ancak bu tipik olarak burada açıklanan temel gösterge LED'inden daha karmaşık paketler gerektirir.

Güvenilirlik ve Standardizasyon:Test, sınıflandırma ve güvenilirlik için standartlara (lümen bakımı için LM-80 gibi) devam eden uyum ve geliştirme, tasarımcılara daha öngörülebilir uzun vadeli performans verileri sağlar.