2820 SMD LED Veri Sayfası - 2.8x2.0mm Paket - Kehribar Renk - 3.0V Tipik - 0.45W @ 150mA - Türkçe Teknik Dokümantasyon

1. Ürün Genel Bakışı

2820-PA1501M-AM serisi, öncelikle zorlu otomotiv aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış yüksek performanslı bir yüzey montaj (SMD) LED'dir. Kararlı bir kehribar renk çıktısı üretmek için fosfor dönüştürme teknolojisini kullanır. Cihaz, boyut ve ışık çıktısı arasında denge sunan kompakt bir 2.8mm x 2.0mm SMD paketinde yer alır. Temel avantajları arasında katı AEC-Q102 otomotiv kalifikasyon standardına uyumluluk, 8KV (HBM) yüksek elektrostatik deşarj (ESD) koruması ve RoHS, REACH ve halojensiz gereksinimleri gibi çevre düzenlemelerine uygunluk yer alır. Hedef pazar, güvenilirlik, renk tutarlılığı ve zorlu koşullar altında performansın çok önemli olduğu otomotiv iç ve dış aydınlatmadır.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Fotometrik ve Elektriksel Özellikler

LED'in performansı, 150 mA'lik standart bir test akımı altında karakterize edilir. Tipik ışık akısı 45 lümen (lm) olup, sınıflandırma yapısına göre minimum 39 lm ve maksimum 60 lm'dir. Bu akımdaki ileri gerilim (Vf) tipik olarak 3.00 volttur ve 2.75V ile 3.5V arasında değişir. Bu parametre, sürücü tasarımı ve termal yönetim için çok önemlidir. Cihaz, geniş ve düzgün bir ışık dağılımı sağlayan 120 derecelik geniş bir görüş açısı sunar. Kromatiklik koordinatları, CIE x=0.575 ve CIE y=0.418 civarında merkezlenerek belirli kehribar tonunu tanımlar. Tüm fotometrik ölçümlerin toleransı ±%8'dir ve ileri gerilim ölçümlerinin toleransı ±0.05V'dur.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler ve Termal Özellikler

Uzun vadeli güvenilirliği sağlamak için, cihaz mutlak maksimum değerlerinin ötesinde çalıştırılmamalıdır. Maksimum sürekli ileri akım 350 mA'dir ve 750 mA'lik bir tepe darbe akımı (tp ≤ 10 μs) kapasitesine sahiptir. Maksimum güç dağılımı 1225 mW'dır. Eklem sıcaklığı (Tj) 150°C'yi aşmamalıdır ve çalışma sıcaklığı aralığı -40°C ile +125°C arasındadır. İki termal direnç değeri sağlanmıştır: eklemden lehim noktasına gerçek termal direnç (Rth JS gerçek) maksimum 22 K/W'dir, elektriksel yöntemle türetilen değer (Rth JS el) ise maksimum 15 K/W'dir. Bu değerler, çalışma sırasında Tj'yi güvenli sınırlar içinde tutmak için gerekli soğutmayı hesaplamak için kritik öneme sahiptir.

3. Sınıflandırma (Binning) Sistemi Açıklaması

LED'ler, uygulama tasarımı için anahtar parametrelerde tutarlılık sağlamak amacıyla sınıflara ayrılır.

3.1 Işık Akısı Sınıflandırması

Akı sınıfları F3, F4 ve F5 olarak belirlenmiştir. F3 sınıfı 39 lm'den 45 lm'ye kadar olan ışık akısını, F4 45 lm'den 52 lm'ye kadar olanı, F5 ise 52 lm'den 60 lm'ye kadar olanı kapsar. Bu, tasarımcıların belirli uygulamaları için gerekli parlaklık seviyesine göre LED'leri seçmelerine olanak tanır.

3.2 İleri Gerilim Sınıflandırması

Gerilim sınıfları, çoklu LED dizilerinde akım paylaşımı için LED'leri eşleştirmede yardımcı olur. Sınıflar 2730 (2.75V - 3.00V), 3032 (3.00V - 3.25V) ve 3235 (3.25V - 3.50V)'dir. Aynı veya yakın eşleşen gerilim sınıflarından LED'ler kullanmak, akım dengesizliğini en aza indirir.

3.3 Renk Sınıflandırması

Kehribar rengi, iki ana sınıf içinde sıkı bir şekilde kontrol edilir: YA ve YB. Her sınıf, CIE 1931 kromatiklik diyagramı üzerinde bir dörtgen alanla tanımlanır. YA ve YB sınıfları, yayılan kehribar renginin görsel olarak tutarlı ve kabul edilebilir bir aralıkta kalmasını sağlayan belirli koordinat sınırlarına sahiptir. Sağlanan tipik koordinatlar (x=0.575, y=0.418) merkezi bir referans noktası olarak hizmet eder.

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 IV Eğrisi ve Bağıl Işık Akısı

İleri Akım - İleri Gerilim grafiği, LED'ler için tipik olan üstel ilişkiyi gösterir. 150 mA'de, Vf yaklaşık 3.0V civarındadır. Bağıl Işık Akısı - İleri Akım grafiği, ışık çıktısının akımla doğrusal olmayan bir şekilde arttığını gösterir. Daha yüksek akımlarla sürmek daha fazla ışık sağlarken, aynı zamanda daha fazla ısı üreterek verimliliği ve ömrü etkiler.

4.2 Sıcaklığa Bağımlılık

Eklem sıcaklığına karşı performans grafikleri, otomotiv uygulamaları için kritik öneme sahiptir. Bağıl Işık Akısı - Eklem Sıcaklığı eğrisi, sıcaklık arttıkça ışık çıktısının azaldığını gösterir. 125°C'de, bağıl akı, 25°C'deki değerinin yaklaşık %70-80'idir. İleri Gerilim negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir ve sıcaklık arttıkça doğrusal olarak azalır. Kromatiklik Koordinat Kayması grafikleri, hem artan akım hem de sıcaklıkla minimal değişim göstererek iyi bir renk kararlılığına işaret eder.

4.3 Spektral Dağılım ve Işınım Deseni

Bağıl Spektral Dağılım grafiği, kehribar LED'ler için tipik olan, geniş bir emisyon tepe noktasına sahip fosfor dönüştürülmüş bir spektrumu doğrular. Görüş açısı diyagramı, 120° tam genişlik yarı maksimum (FWHM) ile Lambert benzeri emisyon desenini göstererek geniş, düzgün ışık dağılımını doğrular.

4.4 Güç Azaltma ve Darbe İşleme

İleri Akım Güç Azaltma Eğrisi, lehim pedi sıcaklığına (Ts) bağlı olarak izin verilen maksimum sürekli akımı belirler. Örneğin, Ts=125°C'de maksimum IF 350 mA'dir. Eğri, minimum 20 mA çalışma akımı gerektirir. İzin Verilen Darbe İşleme Kapasitesi grafiği, çok kısa darbe genişlikleri (tp) ve çeşitli görev döngüleri (D) için izin verilen tepe darbe akımını (IFP) tanımlar; bu, PWM karartma veya strobo uygulamaları için kullanışlıdır.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Fiziksel Boyutlar

LED paketinin boyutları 2.8mm uzunluk ve 2.0mm genişliktedir. Mekanik çizim, toplam yükseklik, lens geometrisi ve uç boyutları dahil ayrıntılı ölçümleri sağlar. Aksi belirtilmedikçe tüm toleranslar ±0.1mm'dir. Kompakt boyut, yüksek yoğunluklu PCB düzenlerini kolaylaştırır.

5.2 Önerilen Lehim Pedi Düzeni

Güvenilir lehimleme ve optimum termal performans için bir lehim pedi (land pattern) tasarımı sağlanmıştır. Tasarım, iki elektriksel terminal ve merkezi bir termal ped için pedler içerir. Termal ped, LED ekleminden PCB'ye verimli ısı transferi için gereklidir. Bu önerilen düzene uymak, "tombstoning" (dikilme) sorununu önlemeye, lehim bağlantı güvenilirliğini artırmaya ve termal dağılımı maksimize etmeye yardımcı olur.

5.3 Polarite Tanımlama

Katot tipik olarak cihaz üzerinde, genellikle mekanik çizimde belirtildiği gibi bir çentik, nokta veya paket altında yeşil bir işaretle işaretlenir. Cihaz hasarını önlemek için montaj sırasında doğru polarite yönlendirmesi zorunludur.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

LED, 30 saniye için maksimum 260°C lehimleme sıcaklığına dayanıklıdır. Tipik olarak ön ısıtma, termal bekleme, reflow (tepe sıcaklığı 260°C'yi aşmamalı) ve soğutma aşamalarını içeren ayrıntılı bir reflow profili takip edilmelidir. Profil, nem hassasiyeti seviyesi (MSL) 2 bileşenleri için JEDEC standartlarıyla uyumlu olmalıdır; bu, cihazın reflow öncesinde raf ömrünü aşan ortam koşullarına maruz kalması durumunda kurutulması (bake) gerektiği anlamına gelir.

6.2 Kullanım Önlemleri

Ana önlemler şunları içerir: lense mekanik stres uygulamaktan kaçınmak, optik yüzeyin kirlenmesini önlemek, uygun ESD işleme prosedürlerini kullanmak ve PCB ve lehim pastasının temiz olduğundan emin olarak kükürt kaynaklı korozyonu önlemek (cihaz Kükürt Testi Sınıf A1'i karşılar).

6.3 Depolama Koşulları

Depolama sıcaklığı aralığı -40°C ile +125°C arasındadır. Uzun süreli depolama için, bileşenler orijinal nem bariyerli torbalarında, torba açılmış ve maruz kalma süresi MSL 2 raf ömrünü aşmışsa kurutucu ile birlikte saklanmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Paketleme Özellikleri

LED'ler, otomatik montaj için şerit ve makara (tape and reel) üzerinde tedarik edilir. Paketleme bilgileri, makara boyutlarını, şerit genişliğini, yuva aralığını ve şerit üzerindeki bileşenlerin yönlendirmesini detaylandırır.

7.2 Parça Numarası ve Model Adlandırma Kuralları

Parça numarası 2820-PA1501M-AM mantıksal bir yapı izler: "2820" paket boyutunu, "PA" muhtemelen Fosfor Dönüştürülmüş Kehribar anlamına gelir, "150" nominal test akımını mA cinsinden ifade edebilir, "1M" belirli bir akı/renk sınıfını veya versiyonu belirtebilir ve "AM" kehribar rengini doğrular. Sipariş bilgileri, kesin uygulama gereksinimlerini karşılamak için ışık akısı (F3/F4/F5) ve ileri gerilim (2730/3032/3235) için belirli sınıfların seçilmesine olanak tanır.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Birincil uygulama otomotiv aydınlatmadır. Bu, gösterge paneli arka aydınlatması, anahtar aydınlatması ve ortam aydınlatması gibi iç mekan uygulamalarını içerir. Dış mekan uygulamaları arasında yan işaret lambaları, sinyal lambaları (yerel düzenlemelere ve gerekli ışık şiddetine bağlı olarak) ve kümeler halinde veya uygun optiklerle kullanıldığında gündüz çalışma ışıkları (DRL) yer alır.

8.2 Tasarım Hususları

Tasarımcılar birkaç faktörü göz önünde bulundurmalıdır:Termal Yönetim:Termal direnç değerlerini ve güç azaltma eğrisini kullanarak yeterli bir PCB soğutucusu (bakır dolgu) tasarlayın ve yüksek güç veya yüksek ortam sıcaklığı uygulamaları için metal çekirdekli PCB'ler (MCPCB) kullanmayı düşünün.Akım Sürücüsü:Kararlı ışık çıktısı için sabit akım sürücüsü kullanın. Sürücü, ileri gerilim sınıfı aralığını karşılayacak şekilde tasarlanmalıdır.Optikler:120° görüş açısı, belirli uygulamalar için istenen ışın desenlerini elde etmek için ikincil optikler (lensler, ışık kılavuzları) gerektirebilir.PCB Düzeni:Özellikle termal ped bağlantısı için önerilen lehim pedi tasarımına yakından uyun; termal ped, ısı yayılımı için iç veya alt katmanlara birden fazla via ile bağlanmış geniş bir bakır alana bağlanmalıdır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Standart ticari sınıf LED'lerle karşılaştırıldığında, 2820-PA1501M-AM serisi otomotiv sınıfı kalifikasyonu (AEC-Q102) ile kendini farklılaştırır. Bu, sıcaklık döngüsü, nem direnci, yüksek sıcaklık çalışma ömrü (HTOL) ve diğer stres testleri için daha titiz testleri içerir. 8KV ESD derecesi tipik ticari parçalardan daha yüksektir. Kükürt direnci (Sınıf A1), atmosferik kükürtün gümüş kaplı bileşenleri aşındırabileceği otomotiv ve endüstriyel ortamlarda önemli bir avantajdır. Küçük 2820 paketinden nispeten yüksek bir akı çıktısının (45 lm tipik) kombinasyonu, iyi ışık verimliliği ve tasarım esnekliği sunar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu LED'i 350 mA'de sürekli olarak sürebilir miyim?

C: Güç azaltma eğrisine göre, lehim pedi sıcaklığı (Ts) 25°C veya altında olduğu sürece 350 mA'de sürebilirsiniz. Gerçek bir uygulamada daha yüksek Ts ile, izin verilen maksimum sürekli akım daha düşük olacaktır. Her zaman güç azaltma eğrisine danışın.

S: Rth JS gerçek ve Rth JS el arasındaki fark nedir?

C: Rth JS gerçek, sıcaklığa duyarlı bir parametre (ileri gerilim gibi) kullanılarak ölçülür ve gerçek termal yolu temsil eder. Rth JS el ise elektriksel parametrelerden hesaplanır ve genellikle daha düşüktür. Muhafazakar termal tasarım için daha yüksek olan Rth JS gerçek değerini (22 K/W maks.) kullanın.

S: Doğru sınıfı nasıl seçerim?

C: Tutarlı parlaklık gerektiren uygulamalar için dar bir ışık akısı sınıfı belirtin (örn. F4). Akım paylaşımının kritik olduğu diziler için dar bir ileri gerilim sınıfı belirtin. Renk kritik uygulamalar için renk sınıfını (YA veya YB) belirtin.

S: Bu LED PWM karartma için uygun mudur?

C: Evet, darbe işleme kapasitesi grafiği, düşük görev döngülerinde yüksek tepe akımlarını kaldırabileceğini gösterir. Aşırı ısınmayı önlemek için darbe genişliği ve frekansının belirtilen sınırlar içinde olduğundan emin olun.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örnekleri

Örnek 1: Otomotiv İç Ortam Aydınlatma Şeridi:Bir tasarım, esnek bir PCB üzerinde seri olarak 20 LED kullanır. Tasarımcı, tutarlı parlaklık için F4 akı sınıfını ve iyi eşleşme için 3032 gerilim sınıfını seçer. 150 mA sağlayan bir sabit akım sürücüsü kullanılır. Esnek PCB, ısı emici olarak bir metal şasiye bağlanır ve Ts'yi 80°C'nin altında tutar; bu, güç azaltma eğrisine göre güvenli bir çalışma akımına izin verir.

Örnek 2: Dış Yan İşaret Lambası:Tasarım 3 LED kullanır. Kaput altındaki daha yüksek ortam sıcaklıkları nedeniyle, tasarımcı metal çekirdekli bir PCB (MCPCB) kullanır. Rth JS gerçek = 22 K/W ve beklenen ortam sıcaklığı kullanılarak termal simülasyon yapılır ve Tj'nin 125°C'nin altında kalması sağlanır. Geniş 120° görüş açısı, ikincil bir difüzör lense ihtiyacı ortadan kaldırarak muhafaz tasarımını basitleştirir.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Bu LED, fosfor dönüştürme tipidir. Çekirdek yarı iletken çip, kısa dalga boyunda (tipik olarak mavi veya yakın UV) ışık yayar. Bu ışık, çip üzerine veya çevresine biriktirilmiş bir fosfor tabakası tarafından emilir. Fosfor daha sonra daha uzun dalga boylarında ışık yeniden yayar. Fosfor bileşimi dikkatlice seçilerek, çip ve fosfordan gelen birleşik ışık kehribar olarak algılanır. Bu yöntem, renk noktası üzerinde hassas kontrol sağlar ve genellikle doğrudan yayan renkli LED'lere (kehribar/kırmızı için AlInGaP gibi) kıyasla daha iyi kararlılık ve tutarlılık sunar. Yüzey montaj paketi, çipi, fosforu ve ışık çıktısını şekillendiren ve çevresel koruma sağlayan kalıplanmış bir silikon veya epoksi lensi entegre eder.

13. Teknoloji Trendleri ve Gelişmeler

Otomotiv LED aydınlatmadaki trend, daha yüksek verimlilik (vat başına daha fazla lümen), daha büyük güç yoğunluğu (daha küçük paketlerden daha fazla ışık) ve aşırı koşullar altında geliştirilmiş güvenilirlik yönündedir. Fosfor teknolojisi, sıcaklık ve zaman içinde daha yüksek dönüşüm verimliliği ve daha iyi renk kararlılığı sunarak ilerlemeye devam etmektedir. Paketleme teknolojileri, termal performansı iyileştirmek ve ömürden ödün vermeden daha yüksek sürüş akımlarına izin vermek için gelişmektedir. Ayrıca, sürücü elektroniği ve birden fazla LED çipinin tek modüllere entegrasyonu büyüyen bir trenddir. AEC-Q102 gibi standartlara ve belirli kükürt direnci testlerine uyum, endüstrinin zorlu otomotiv ortamlarında niceliksel ve garanti edilmiş güvenilirlik için baskısını yansıtmaktadır.