2820-SR2001M-AM LED Veri Sayfası - SMD Paketi 2.8x2.0mm - Süper Kırmızı 632nm - 27lm @ 200mA - Otomotiv Sınıfı

1. Ürüne Genel Bakış

2820-SR2001M-AM serisi, zorlu otomotiv aydınlatma ortamları için özel olarak tasarlanmış yüksek performanslı bir yüzey montaj LED bileşenini temsil eder. Bu cihaz, kompakt 2820 ayak izi (2.8mm x 2.0mm) ile karakterize edilen bir ürün ailesinin parçasıdır ve ışık çıktısı, güvenilirlik ve form faktörü arasında etkileyici bir denge sunar. Temel uygulama alanı otomotiv aydınlatmadır; burada zorlu koşullar altında tutarlı performans en önemli kriterdir. Temel avantajları arasında AEC-Q102 gibi katı otomotiv kalifikasyon standartlarına uyum, yüksek güvenilirlikli lehimleme prosesleri için sağlam yapı ve termal yönetim için optimize edilmiş, çalışma sıcaklığı aralığı boyunca kararlı ışık çıktısı sağlayan bir tasarım bulunur.

1.1 Temel Özellikler ve Uyumluluk

The LED is packaged in a standard SMD (Surface Mount Device) format, facilitating automated assembly processes. It emits in the Super Red spectrum with a typical dominant wavelength of 632 nanometers. A primary performance metric is its typical luminous flux of 27 lumens when driven at a forward current of 200 milliamperes. The device offers a wide 120-degree viewing angle, providing broad illumination. It is designed with a degree of robustness against electrostatic discharge, rated for 2kV (Human Body Model). The component is rated MSL 2 (Moisture Sensitivity Level 2), indicating its shelf life and handling requirements before reflow soldering. Crucially, it is qualified according to the AEC-Q102 Rev A standard, which is the stress test qualification for discrete optoelectronic semiconductors in automotive applications. It also meets Sulfur Test Criteria Class A1, offering resistance to corrosive sulfur-containing atmospheres. The product is compliant with RoHS (Restriction of Hazardous Substances) and REACH regulations, and is manufactured to be Halogen Free, with bromine and chlorine content below specified limits (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

Teknik Parametre Analizi

Bu bölüm, veri sayfasında tanımlanan temel elektriksel, optik ve termal parametrelerin tasarım mühendisleri için önemini açıklayarak, ayrıntılı ve nesnel bir yorumunu sağlar.

2.1 Fotometrik ve Optik Özellikler

Birincil optik özellik, Luminous Flux (Iv), tipik değeri 200mA ileri akımda (IF) 27 lümen olarak belirtilmiştir. Aynı koşul altında minimum ve maksimum değerler sırasıyla 20 lm ve 33 lm olarak tanımlanmıştır. Bu aralık, ileride tartışılacak olan binleme yapısıyla doğrudan bağlantılıdır. The Baskın Dalga Boyu (λd) tipik olarak 632 nm'dir ve Super Red ışığının algılanan rengini tanımlar; aralığı 627 nm ile 639 nm arasındadır. The Görüş Açısı (φ) 120 derece olarak belirtilmiştir; bu, ışık şiddetinin tepe şiddetinin yarısı olduğu tam açıdır. Bu geniş açı, odaklanmış bir ışın demetinden ziyade yayılmış veya alan aydınlatması gerektiren uygulamalar için faydalıdır.

2.2 Elektriksel Özellikler

The İleri Yönlü Gerilim (VF) sürücü tasarımı için kritik bir parametredir. 200mA'de tipik VF değeri 2.3 volttur ve 2.00V ile 2.75V aralığında değişir. Bu varyans, tutarlı sistem performansı için uygun gerilim sınıflandırmasını gerektirir. İleri Yönlü Akım (IF) Önerilen çalışma aralığı 25mA ile 250mA arasındadır ve çoğu spesifikasyon için test koşulu 200mA'dir. 250mA'lik mutlak maksimum değerin aşılması kalıcı hasara yol açabilir. Cihaz, ters işlem için tasarlanmamıştır.yani ters voltaj uygulanması anında arızaya neden olabilir; bu nedenle, ters öngerilim olasılığı varsa devre koruması (paralel dizilerde seri diyot gibi) şarttır.

2.3 Termal ve Güvenilirlik Değerleri

Termal yönetim, LED'lerin ömrü ve performansı için çok önemlidir. Termal Direnç eklemden lehim noktasına kadar iki değerle verilir: 18 K/W (tipik) gerçek bir termal direnç (Rth JS real) ve 12 K/W (tipik) elektriksel yöntemle türetilmiş bir değer (Rth JS el). Tasarımcılar, daha doğru eklem sıcaklığı hesaplamaları için gerçek termal direnci kullanmalıdır. Kavşak Sıcaklığı (TJ) 150°C'yi aşmamalıdır. Çalışma Sıcaklığı (Topr) Çalışma aralığı -40°C ile +125°C arasındadır, otomotiv motor bölmesi altı ve dış uygulamalar için uygundur. Güç Dağılımı (Pd) mutlak maksimum değer 687.5 mW'dır. Cihaz, Dalga Akımı (IFM) of 1000 mA for very short pulses (t <= 10 μs, duty cycle 0.005), which is relevant for inrush or transient conditions. The maximum Reflow Lehimleme Sıcaklığı montaj sırasındaki tepe sıcaklık profilini tanımlayan, 30 saniye için 260°C'dir.

3. Binning Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler bin'lere ayrılır. 2820-SR2001M-AM, üç boyutlu bir binning sistemi kullanır.

3.1 Işık Akısı Binning

Işık akısı üç sınıfa ayrılır: E8 (20-23 lm), E9 (23-27 lm) ve F1 (27-33 lm). Parça numarasındaki "M" harfi Orta parlaklık seviyesini belirtir ve bu genellikle merkezi sınıf olan E9'a karşılık gelir. Tasarımcılar, %8'lik ölçüm toleransını da göz önünde bulundurarak, uygulamaları için gerekli minimum ışık çıkışına dayanarak uygun sınıfı seçmelidir.

3.2 İleri Yön Gerilimi Sınıflandırması

İleri voltaj, özellikle LED'ler paralel bağlandığında akım eşleştirmesine yardımcı olmak için gruplandırılmıştır. Gruplar şunlardır: 2022 (2.00-2.25V), 2225 (2.25-2.50V) ve 2527 (2.50-2.75V). Paralel konfigürasyonda aynı voltaj grubundan LED'ler kullanmak, daha düzgün akım dağılımı ve parlaklık sağlamaya yardımcı olur.

3.3 Baskın Dalga Boyu Gruplandırması

Renk tutarlılığı, 3 nm adımlarla gruplandırılan baskın dalga boyu grupları ile yönetilir: 2730 (627-630 nm), 3033 (630-633 nm), 3336 (633-636 nm) ve 3639 (636-639 nm). Tipik 632 nm değeri, 3033 veya 3336 grupları içine düşer. Hassas renk eşleştirmesinin kritik olduğu uygulamalar için sıkı bir dalga boyu grubu belirtmek gereklidir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, cihazın değişen koşullar altındaki davranışını gösteren ve sağlam sistem tasarımı için temel olan çeşitli grafikler sağlar.

4.1 İleri Akım - İleri Voltaj (IV Eğrisi)

Grafik, ileri akım ile ileri voltaj arasındaki üstel ilişkiyi göstermektedir. 200mA'lik tipik çalışma noktasında voltaj yaklaşık 2.3V'dur. Bu eğri, ister basit bir direnç ister sabit akım sürücüsü kullanılsın, akım sınırlayıcı devre tasarımı için hayati önem taşır. Eğimin eğimi, LED'in dinamik direncini gösterir.

4.2 Bağıl Işık Akısı - İleri Akım

Bu grafik, belirli bir noktaya kadar ışık çıkışının akımla süper doğrusal olarak arttığını göstermektedir. Daha yüksek akımlarda sürülmesi daha fazla ışık sağlarken, aynı zamanda daha fazla ısı üretir; bu da verimliliği ve ömrü azaltabilir. Bu cihaz için 200mA test noktası, çıkış ve güvenilirlik arasında iyi bir dengedir.

4.3 Sıcaklığa Bağımlılık Grafikleri

Üç önemli grafik, bağlantı sıcaklığına bağlı performans değişimini göstermektedir: Bağıl İleri Gerilim - Bağlantı Sıcaklığı VF'nin sıcaklık arttıkça yaklaşık -2 mV/°C oranında doğrusal olarak azaldığını göstermektedir; bu durum kaba sıcaklık algılama için kullanılabilir. Bağıl Işık Akısı - Bağlantı Sıcaklığı ışık çıkışının sıcaklık arttıkça azaldığını gösterir; bu tüm LED'lerin bir özelliğidir. Kararlı parlaklığı korumak için etkili bir soğutucu gereklidir. Göreceli Dalga Boyu Kayması vs. Kavşak Sıcaklığı baskın dalga boyunun sıcaklıkla hafifçe kaydığını belirtir (kırmızı LED'ler için tipik olarak 0.1 nm/°C). Bu çoğu uygulama için genellikle ihmal edilebilir, ancak renk kritik kullanımlar için önemli olabilir.

4.4 İleri Akım Azaltma Eğrisi

Bu, güvenilirlik için en kritik grafiklerden biridir. Lehim pedi sıcaklığının bir fonksiyonu olarak izin verilen maksimum ileri akımı gösterir. Ped sıcaklığı arttıkça, izin verilen maksimum akım doğrusal olarak azalır. Örneğin, maksimum lehim pedi sıcaklığı olan 125°C'de, izin verilen maksimum akım 250mA'dır (mutlak maksimum değer). Uzun ömür sağlamak için, bu azaltma çizgisinin önemli ölçüde altında çalışmak önerilir. Eğri ayrıca 25mA'lık bir minimum çalışma akımı belirtir.

4.5 İzin Verilen Darbe İşleme Kapasitesi

Bu grafik, belirli bir darbe genişliği (tp) ve görev döngüsü (D) için izin verilen maksimum tekrarlanmayan veya tekrarlanan darbe akımını tanımlar. Tasarımcıların LED'in kısa, yüksek akımlı darbeleri işleme kapasitesini anlamasını sağlar; bu, PWM karartma veya geçici durumlar için faydalıdır. Eğriler, çok kısa darbeler (örneğin, 10 μs) için akımın DC maksimum değerini önemli ölçüde aşabileceğini göstermektedir.

4.6 Spektral Dağılım ve Radyasyon Deseni

Göreceli spektral dağılım grafiği, yüksek verimli bir kırmızı LED'in karakteristiği olan 632 nm civarında dar bir tepe noktası göstermektedir. Tipik radyasyon deseni diyagramı (sağlanan alıntıda tam olarak ayrıntılandırılmamış ancak referans verilmiştir), ışığın uzaysal dağılımını gösterecek ve Lambertian veya benzer bir desenle 120° görüş açısını doğrulayacaktır.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Mekanik Boyutlar

LED, standart 2820 paket şeklini kullanır. Boyutlar detaylı bir çizimde verilmiştir (bölüm 3'te ima edilmektedir). Temel özellikler arasında toplam uzunluk ve genişlik (2.8mm x 2.0mm), lens geometrisi ve katot ile anot terminallerinin konumu bulunur. Katot tipik olarak paket üzerinde bir çentik, kesik köşe veya nokta gibi görsel bir gösterge ile işaretlenir. Kritik olmayan boyutlar için toleranslar ±0.1mm'dir.

5.2 Önerilen Lehim Pisti Düzeni

Bölüm 4, PCB için bir lehim yastığı deseni tasarımı sağlar. Bu önerilen ayak izine uymak, güvenilir lehimleme, uygun ısı transferi ve yeniden akış sırasında mezar taşı oluşumunu önlemek için kritik öneme sahiptir. Tasarım, iki elektriksel terminal için pedler ve merkezi bir termal ped içerir. Termal ped, ısının LED bağlantısından, bir soğutucu görevi gören PCB bakırına iletilmesi için gereklidir. Boyutlar, doğru lehim fileto oluşumunu ve bileşen hizalamasını sağlar.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Yeniden Akış Lehimleme Profili

The device is compatible with standard infrared or convection reflow soldering processes. The specified maximum condition is a peak temperature of 260°C for 30 seconds. A typical lead-free profile should be used, with preheat, soak, reflow, and cooling stages carefully controlled to avoid thermal shock and ensure proper solder joint formation. The MSL 2 rating means the component must be baked if exposed to ambient air for longer than its specified floor life (typically 1 year when stored at <10% RH and <30°C) before being subjected to reflow.

6.2 Kullanım Önlemleri

Genel kullanım önlemleri geçerlidir: lense mekanik stres uygulamaktan kaçının, uygun ESD kontrolleri kullanarak elektrostatik deşarja karşı koruyun (2kV derecesine sahip olsa bile) ve MSL derecesine göre kuru, kontrollü koşullarda saklayın. Lehimleme sırasında, ısı dağılımını en üst düzeye çıkarmak için termal pedin PCB pediyle iyi temas ettiğinden emin olun.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Parça Numarası Çözümleme

Parça numarası 2820-SR2001M-AM aşağıdaki şekilde yapılandırılmıştır: 2820: Ürün ailesi ve paket boyutu (2.8mm x 2.0mm). SR: Süper Kırmızı için renk kodu. 200: Test akımı miliamper cinsinden (200mA). 1: Lead frame tipi (1 = Altın kaplama). MParlaklık seviyesi (M = Orta, belirli bir ışık akısı aralığına karşılık gelir). AMOtomotiv uygulamasını ve kalifikasyonunu belirtir.

7.2 Renk Kodu Referansı

Veri sayfası, renk sembollerini açıklamalarla eşleştiren kapsamlı bir tablo içermektedir (örneğin, SR=Süper Kırmızı, UR=Kırmızı, UG=Yeşil, UB=Mavi, C=Soğuk Beyaz, WW=Sıcak Beyaz, PA=Fosfor Dönüştürmeli Kehribar). Bu, aynı 2820 paket ailesindeki diğer varyantların tanımlanmasını sağlar.

7.3 Paketleme Bilgisi

LED'ler otomatik seç ve yerleştirme montajı için bant ve makara üzerinde tedarik edilir. Montaj makinelerindeki besleyicileri doğru şekilde yapılandırmak için standart makara miktarları (örneğin, makara başına 2000 veya 4000 adet) ve bant boyutları sağlanır.

8. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Birincil uygulama otomotiv aydınlatması. Bunlar şunları içerir: Dış Sinyalizasyon: Merkezi Yüksek Monte Durma Lambaları (CHMSL), arka kombine lambalar (durma/arka dönüş), yan işaret lambaları. İç AydınlatmaGösterge paneli arka aydınlatması, anahtar aydınlatması, ortam aydınlatması. Advanced Driver Assistance Systems (ADAS)Belirli bir dalga boyunun gerekli olduğu sensör aydınlatması. AEC-Q102 kalifikasyonu, geniş sıcaklık aralığı ve kükürt direnci, onu bu zorlu ortamlar için uygun kılar.

8.2 Tasarım Hususları

Termal Yönetim: En kritik husus. PCB sıcaklığının üzerindeki jonksiyon sıcaklığı artışını hesaplamak için termal direnci (Rth JS gerçek = 18 K/W) kullanın. Lehim pedi sıcaklığını düşük tutmak için PCB'de yeterli bakır alanı (termal ped) sağlayın, mümkünse iç katmanlara veya arka düzleme termal geçiş delikleri ekleyin. Güç azaltma eğrisine başvurun. Akım Sürüşü: Özellikle sıcaklık değişimlerinde kararlı ışık çıkışı için sabit akım sürücü kullanın. Seri direnç kullanılıyorsa, ileri voltaj dağılımını ve besleme voltajı toleransını hesaba katın. Optik: 120° görüş açısı, belirli uygulamalar için ışın şekillendirme amacıyla ikincil optiklerin (lensler, ışık kılavuzları) kullanılmasını gerektirebilir. ESD Koruması: Taşıma ve montaj sırasında standart ESD önlemlerini uygulayın. Devrede, LED uzun kablolara veya gürültülü araç veriyollarına bağlıysa, geçici gerilim baskılama düşünün.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaştırma

Veri sayfasında doğrudan bir rakip karşılaştırması bulunmamakla birlikte, bu serinin temel farklılaştırıcı özellikleri şu şekilde çıkarılabilir: Otomotiv Kalifikasyonu: AEC-Q102 uyumluluğu, ticari sınıf LED'lerden önemli bir farklılaştırıcıdır ve sıcaklık döngüsü, nem, yüksek sıcaklıkta çalışma ömrü vb. için titiz stres testlerini içerir. Kükürt Direnci: A1 sınıfı kükürt test kriteri, atmosferik kükürtün gümüş bazlı bileşenleri aşındırabileceği otomotiv ve endüstriyel uygulamalar için çok önemlidir. Halojensiz: Birçok OEM tarafından talep edilen çevresel ve güvenlik standartlarını karşılar. Termal Performans: Belirtilen termal direnç değerleri, yalnızca maksimum güç derecesi sağlayan parçalara kıyasla daha doğru termal modellemeye olanak tanır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

Q: Gerçekte ne kadar parlaklık bekleyebilirim?
A: Tipik değer 200mA'de 27 lm'dir. Ancak, sistem performansını garanti etmek için kabul etmeye istekli olduğunuz minimum bin değerine (örneğin, E8 bin için 20 lm) göre tasarım yapmalısınız. Spesifik bin mevcudiyeti için tedarikçi ile iletişime geçin.

Q: Bu LED'i karartma için PWM ile sürebilir miyim?
A: Evet, LED'ler PWM karartma için idealdir. Seçtiğiniz frekans ve görev döngüsü için "İzin Verilen Darbe İşleme Kapasitesi" grafiğindeki derecelendirmeleri aşmaması için "açık" darbe sırasındaki tepe akımını sağlayın. Gözle görülür titremeyi önlemek için 100Hz üzeri bir frekans önerilir.

Q: Gerekli soğutucu nasıl hesaplanır?
A: 1) Determine your operating current (e.g., 200mA) and corresponding VF (e.g., 2.3V). Power = 0.2A * 2.3V = 0.46W. 2) Estimate or measure the expected PCB temperature (Ts) at the solder pad. 3) Use Rth JS real (18 K/W): ΔT_junction = Power * Rth = 0.46W * 18 K/W ≈ 8.3K. 4) Junction Temp Tj = Ts + ΔT_junction. Ensure Tj < 150°C and preferably < 100°C for long life. Use the derating curve to check if your current is safe at your estimated Ts.

Q: Akım sınırlayıcı bir direnç yeterli midir?
C: Kararlı bir besleme gerilimi (Vcc) olan basit, kritik olmayan uygulamalarda bir direnç kullanılabilir: R = (Vcc - VF_led) / I_F. Düşük VF'li bir LED elde etmeniz durumunda akımın sınırları aşmamasını sağlamak için VF'yi maksimum değerden (2.75V) seçin. Bu yöntem verimsizdir ve parlaklık Vcc ve LED VF'ye göre değişecektir. Otomotiv uygulamaları için sabit akımlı bir sürücü önerilir.

11. Tasarım ve Kullanım Durum Çalışması

Senaryo: Bir CHMSL (Center High-Mount Stop Light) Tasarımı
Bir tasarımcının bir CHMSL için 15 LED'e ihtiyacı var. Gereksinimler: Gündüz görünürlük için yüksek parlaklık, tutarlı renk, -40°C ila +85°C ortam sıcaklığında güvenilir çalışma.
Tasarım Adımları: 1) Elektrik: Tüm LED'lerde aynı akımı sağlamak için seri bağlantı (15 LED'in tamamı tek bir seride) seçilir. 200mA'de ~35V (15 * 2.3V) sağlamak için bir yükseltici sabit akım sürücü seçilmiştir. 2) OptikRenk ve parlaklık düzgünlüğünü sağlamak için sıkı bir baskın dalga boyu aralığı (örn., 3033 veya 3336) ve minimum ışık akısı aralığı (en yüksek çıkış için F1) belirtin. 3) TermalPCB, her bir LED'in termal pedi altında geniş bakır dolgulara ayrılmış üst katmanı ve kalın izlerle bağlanmış iki katmanlı bir karttır. Termal geçiş delikleri alt katmandaki bir bakır düzlemine bağlanır. Maksimum ortam sıcaklığında lehim pedi sıcaklığının 80°C'nin altında kalmasını ve bağlantı sıcaklığının sınırlar içinde kalmasını sağlamak için termal simülasyon çalıştırılır. 4) Yerleşim: Önerilen lehim pedi yerleşimi kullanılmıştır. ESD koruma diyotları giriş güç hatlarına yerleştirilmiştir.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), elektrolüminesans yoluyla ışık yayan yarı iletken cihazlardır. p-n eklemine ileri yönde bir voltaj uygulandığında, n-tipi bölgedeki elektronlar aktif katmanda p-tipi bölgedeki oyuklarla yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme, enerjiyi foton (ışık) formunda açığa çıkarır. Yayılan ışığın dalga boyu (rengi), kullanılan yarı iletken malzemelerin enerji bant aralığı tarafından belirlenir. Bu Süper Kırmızı LED için, 632 nm dalga boyuna ulaşmak için tipik olarak AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) gibi malzemeler kullanılır. SMD paketi, minik yarı iletken çipi kapsüller, mekanik koruma sağlar, ışık çıktısını şekillendiren birincil lensi barındırır ve kurşun çerçeve aracılığıyla termal ve elektriksel bağlantı yolları sunar.

13. Teknoloji Trendleri ve Bağlam

2820 paketi, endüstride olgun ve yaygın olarak benimsenmiş bir form faktörünü temsil eder ve ışık çıktısı, termal performans ve kart alanı arasında iyi bir uzlaşma sunar. Otomotiv LED aydınlatmasındaki trendler şunları içerir: Artan Verimlilik: Devam eden geliştirme çalışmaları, watt başına daha yüksek lümen (etkinlik) hedefliyor, böylece elektrik yükünü ve termal zorlukları azaltıyor. MiniaturizationSmart Lighting: Kontrol elektroniğinin veya çoklu renk çiplerinin (RGB) paketlere entegrasyonu artıyor. Daha Yüksek Güvenilirlik StandartlarıAEC-Q102 gibi otomotiv standartları gelişmeye devam ederek, daha uzun ömür tahminleri ve daha aşırı koşullar altında sağlamlık için baskı yapmaktadır. Otomotiv odaklı ve kükürt dirençli bu özel bileşen, modern araçların giderek daha sert ve uzun ömürlü gereksinimlerine dayanabilen bileşenlere yönelik endüstri talebiyle uyumludur.