LTLMH4TGX7DA LED Lamba Veri Sayfası - Boyutlar 4.2x4.2x6.2mm - Gerilim 2.9V - Güç 0.105W - Yeşil 525nm - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürüne Genel Bakış

Bu belge, yüksek parlaklıklı bir yüzey montaj LED lambasının teknik özelliklerini detaylandırır. Cihaz, standart SMT montajı ve endüstriyel reflow lehimleme süreçleriyle uyumlu bir yüzey montaj cihazı (SMD) olarak tasarlanmıştır. Ek optik gerektirmeyen, kontrollü bir ışınım deseni gerektiren uygulamalar için uygun bir pakette sunulmaktadır.

1.1 Temel Avantajlar

• Yüksek Işık Şiddeti:Paket boyutuna göre yüksek parlaklık çıkışı sağlar.
• Enerji Verimliliği:Düşük güç tüketimi ve yüksek ışık verimliliği özelliklerine sahiptir.
• Sağlam Yapı:Üstün nem direnci ve UV koruması sağlayan gelişmiş epoksi teknolojisi kullanır.
• Çevre Uyumluluğu:Ürün kurşunsuz, halojensizdir ve RoHS direktiflerine uygundur.
• Dar Görüş Açısı:Paket lensi, kontrollü ve dar bir görüş açısı (tipik 70/45°) sağlamak üzere tasarlanmıştır; bu da tabela gibi yönlendirilmiş aydınlatma uygulamaları için ikincil optiklere ihtiyaç duymadan uygun hale getirir.

1.2 Hedef Pazar ve Uygulamalar

Bu LED, güvenilirlik, parlaklık ve kontrollü ışık dağılımının kritik olduğu tabela ve ekran uygulamalarına yöneliktir. Tipik uygulamalar şunları içerir:

• Video mesaj tabelaları ve ekranlar.
• Trafik bilgi ve yönlendirme işaretleri.
• Genel mesaj ve bilgi panoları.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu koşullar altında çalışma garantisi verilmez.

• Güç Dağılımı (Pd):Maksimum 105 mW. Bu, paketin ısı olarak dağıtabileceği toplam güçtür.
• İleri Akım:DC ileri akım değeri 30 mA'dır. Darbe koşullarında (görev döngüsü ≤ 1/10, darbe genişliği ≤ 10ms) 100 mA'lık daha yüksek bir tepe ileri akımına izin verilir.
• Termal Düşürme:Maksimum DC ileri akım, ortam sıcaklığı (TA) 45°C'nin üzerinde olduğunda doğrusal olarak 0.5 mA/°C oranında düşürülmelidir.
• Sıcaklık Aralığı:Çalışma: -40°C ila +85°C. Depolama: -40°C ila +100°C.
• Reflow Lehimleme:Standart kurşunsuz reflow profilleriyle uyumlu olarak, 10 saniye boyunca maksimum 260°C tepe sıcaklığına dayanır.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler

Bu parametreler, ortam sıcaklığı (TA) 25°C'de ölçülür ve cihazın normal çalışma koşullarındaki performansını tanımlar.

• Işık Şiddeti (Iv):Test akımı (IF) 20 mA'de 5000 mcd (min) ila 14500 mcd (max) aralığındadır, tipik değer 9200 mcd'dir. Sınıf limitlerine ±%15 test toleransı uygulanır.
• İleri Gerilim (VF):IF=20mA'de tipik olarak 2.9V, 2.5V ila 3.5V aralığındadır. Bu parametre, sürücü tasarımı ve termal yönetim için çok önemlidir.
• Görüş Açısı (2θ1/2):70/45 derece (tipik). Bu asimetrik desen, bir eksende daha dar bir ışın demeti olduğunu gösterir ve belirli tabela uygulamaları için idealdir.
• Baskın Dalga Boyu (λd):525 nm (tipik), LED'in algılanan yeşil rengini belirtir. Aralık 520 nm ila 530 nm'dir.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λP):Tipik olarak 517 nm'dir, spektral güç dağılımındaki tepe noktasını temsil eder.
• Spektral Yarı Genişlik (Δλ):Yaklaşık 35 nm'dir, yeşil ışığın spektral saflığını gösterir.
• Ters Akım (IR):Ters gerilim (VR) 5V'de maksimum 10 μA. Cihaz ters öngerilimli çalışma için tasarlanmamıştır; bu test yalnızca kaçak karakterizasyonu içindir.

2.3 Termal Özellikler

Etkili termal yönetim, LED performansını ve ömrünü korumak için esastır. Temel hususlar şunları içerir:

• 105 mW'lık güç dağılımı limiti ve 45°C'de başlayan düşürme eğrisi, yeterli PCB termal tasarımı ihtiyacını vurgular.
• Önerilen lehim pedi deseni, çalışma ısısını dağıtmak için bir soğutucuya veya soğutma mekanizmasına bağlanması amaçlanan bir termal ped (P3) içerir.
• Pakete termal şok oluşmasını önlemek için, reflow lehimleme tepe sıcaklığından sonra hızlı soğutmadan kaçınılması tavsiye edilir.

3. Sınıflandırma Sistemi Özellikleri

Üretim uygulamalarında renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler sınıflara ayrılır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

LED'ler, 20mA'de ölçülen ışık şiddetlerine göre sınıflandırılır. Sınıf kodları ve aralıkları şunlardır:

• GV:5000 – 6500 mcd
• GW:6500 – 8500 mcd
• GX:8500 – 11100 mcd
• GY:11100 – 14500 mcd

Not: Her sınıf limitine ±%15 tolerans uygulanır.

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

LED'ler ayrıca renk tutarlılığını kontrol etmek için baskın dalga boylarına göre sınıflandırılır:

• G1:520 – 525 nm
• G2:525 – 530 nm

Not: Her sınıf limitine ±1 nm tolerans uygulanır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Belgede belirli grafiksel eğrilere atıfta bulunulsa da (örn. Şekil 1, Şekil 6), bu sınıf cihaz için tipik özellikler tablo verilerinden çıkarılabilir:

• IV Eğrisi İlişkisi:İleri gerilim (VF), ileri akım (IF) ile doğrudan ilişkilidir. Tipik 20mA'de çalışmak ~2.9V'luk bir VF sağlar. Maksimum akımın aşılması, gerilim düşüşünü ve güç dağılımını artıracaktır.
• Sıcaklık Bağımlılığı:Işık şiddeti tipik olarak eklem sıcaklığı arttıkça azalır. 45°C üzerindeki ileri akım için düşürme gereksinimi, bu ilişkinin doğrudan bir göstergesidir ve tutarlı ışık çıkışı için termal yönetimi gerektirir.
• Spektral Dağılım:525 nm baskın dalga boyu ve ~35 nm spektral yarı genişlik ile LED, yeşil spektrumun merkezinde nispeten saf bir yeşil ışık yayar.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Ana Boyutlar

Paket, lense sahip dikdörtgen bir ayak izine sahiptir. Ana boyutlar (mm cinsinden) şunları içerir:

• Gövde Boyutu: 4.2 ±0.2 (U) x 4.2 ±0.2 (G).
• Toplam Yükseklik: 6.2 ±0.5.
• Bacak Aralığı (bacakların paketten çıktığı yer): 2.0 ±0.5.
• Flanş altında maksimum 1.0mm reçine çıkıntısına izin verilir.
• Aksi belirtilmedikçe genel tolerans ±0.25mm'dir.

5.2 Polarite Tanımlama ve Ped Tasarımı

• Polarite:Cihazın üç pedi vardır: P1 (Anot), P2 (Katot) ve P3 (Anot). P3 aynı zamanda birincil termal ped görevi görür.
• Önerilen Ped Deseni:Ayak izi, ısı transferini PCB'ye kolaylaştırmak için P3 için daha büyük bir ped içerir. Ped tasarımında bir filet yarıçapı (R0.5) önerilir. Bu LED, reflow lehimleme için tasarlanmıştır ve daldırma lehimlemeye uygun değildir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Depolama ve Nem Hassasiyeti

Cihaz, JEDEC J-STD-020'ye göre Nem Hassas Seviye 3 (MSL3) olarak derecelendirilmiştir.

• Açılmamış torbalar <30°C / %90 RH'de 12 aya kadar saklanabilir.
• Açıldıktan sonra, bileşenler <30°C / %60 RH'de saklandığında 168 saat (7 gün) içinde lehimlenmelidir.
• Nem göstergesi kartı >%10 RH gösteriyorsa, raf ömrü 168 saati aşıyorsa veya >30°C / %60 RH'ye maruz kalınıyorsa, 60°C ±5°C'de 20 saat boyunca kurutma gereklidir. Kurutma işlemi yalnızca bir kez yapılmalıdır.
• Kullanılmayan LED'ler, nem bariyerli torbada yeniden kapatılmış halde nem alıcı ile saklanmalıdır.

6.2 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz bir reflow profili önerilir:

• Ön Isıtma/Islatma:150°C ila 200°C, maksimum 120 saniye.
• Sıvı Faz Süresi (tL):217°C üzerindeki süre 60-150 saniye olmalıdır.
• Tepe Sıcaklığı (Tp):Maksimum 260°C.
• Tepeye 5°C İçindeki Süre:Maksimum 30 saniye.
• Toplam Rampa Süresi:25°C'den tepe noktasına kadar olan süre 5 dakikayı aşmamalıdır.

Kritik Lehimleme Notları:

• Reflow lehimleme ikiden fazla yapılmamalıdır.
• El lehimlemesi (maks 315°C, 3 saniye) ikiden fazla yapılmamalıdır.
• Lehimleme sırasında LED yüksek sıcaklıktayken dış stres uygulamaktan kaçının.
• Tepe sıcaklığından sonra hızlı soğutmadan kaçının.

6.3 Temizleme

Temizlik gerekliyse, izopropil alkol gibi alkol bazlı çözücüler kullanın.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Paketleme Özellikleri

LED'ler, makaralara sarılmış kabartmalı taşıyıcı bant üzerinde tedarik edilir.

• Taşıyıcı Bant Boyutları:Yuva aralığı 8.0 mm, bant genişliği 16.0 mm'dir.
• Makar Özellikleri:Standart makara 1.000 adet içerir. Makara çapı 330 mm ±2 mm'dir.
• ESD Uyarısı:Paketleme, Elektrostatik Hassas Cihazlar (ESD) içerdiği şekilde işaretlenmiştir, güvenli işleme prosedürleri gerektirir.

8. Uygulama ve Tasarım Önerileri

8.1 Sürücü Devre Tasarımı

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Güvenilir çalışma ve yoğunluk düzgünlüğü için, özellikle birden fazla LED'i paralel bağlarken, her LED ile seri olarak bir akım sınırlama direnci kullanılması şiddetle tavsiye edilir. Bu, bireysel cihazlar arasındaki ileri gerilim (VF) doğal varyasyonunu telafi ederek, akım çekme sorununu önler ve tutarlı parlaklık sağlar.

8.2 Tasarımda Termal Yönetim

Güç dağılımı limiti ve termal düşürme göz önüne alındığında:

• Önerilen termal pedi (P3) PCB düzenine dahil edin, ısıyı dağıtmak için bir bakır alana veya özel termal via yapısına bağlayın.
• Yüksek yoğunluklu diziler veya yüksek ortam sıcaklığı uygulamaları için ek soğutma mekanizmaları düşünün.
• Uzun vadeli güvenilirlik için çalışma eklem sıcaklığını güvenli sınırlar içinde kaldığından emin olmak için izleyin.

8.3 Optik Entegrasyon

Entegre lens, 70/45°'lik bir görüş açısı sağlar. Tasarımcılar, bu ışın deseninin uygulamanın ışık dağılımı ve görüş konisi gereksinimlerini karşıladığını doğrulamalıdır. Çok dar veya özel desenler için ikincil optikler hala gerekli olabilir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Standart SMD veya PLCC (Plastik Bacaklı Çip Taşıyıcı) paketleriyle karşılaştırıldığında, bu yüzey montaj lambası belirgin avantajlar sunar:

• Entegre Optik Kontrol:Paket, belirli, kontrollü bir ışınım deseni (dar görüş açısı) için tasarlanmış bir lens içerir; bu, birçok tabela uygulamasında ek harici optik ihtiyacını azaltır veya ortadan kaldırır, bu da montajı basitleştirir ve maliyeti düşürür.
• SMD Formatında Yüksek Parlaklık:Kompakt, otomatik SMT uyumlu bir pakette, daha büyük veya ayrık LED'lerle ilişkilendirilen ışık şiddeti seviyelerini sunar.
• Sağlamlık:Gelişmiş epoksi malzemelerin kullanımı, bazı standart SMD paketlerine kıyasla nem ve UV direncini artırarak, açık hava veya zorlu ortam uygulamaları için uygunluğu iyileştirir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 Baskın Dalga Boyu ile Tepe Dalga Boyu Arasındaki Fark Nedir?

Tepe Dalga Boyu (λP ~517nm), yayılım spektrumunun en güçlü olduğu tek dalga boyudur. Baskın Dalga Boyu (λd ~525nm), CIE renklilik diyagramındaki renk koordinatlarından türetilmiş hesaplanmış bir değerdir; insan gözüne ışığın algılanan rengini en iyi tanımlayan tek dalga boyunu temsil eder. Yeşil LED'ler için λd genellikle λP'den daha uzundur.

10.2 Bu LED'i sürekli olarak 30mA'de sürebilir miyim?

DC ileri akım için Mutlak Maksimum Değer 30mA olsa da, bu limitte sürekli çalışma, güç dağılımı 105mW maksimuma yakın olacağından, eklem sıcaklığını güvenli sınırlar içinde tutmak için mükemmel termal yönetim gerektirir. Güvenilir uzun vadeli çalışma için, termal tasarım kapsamlı bir şekilde doğrulanmadıkça, test koşulu olan 20mA veya altında sürmek tavsiye edilir.

10.3 Paralel bağlı her LED için neden bir akım sınırlama direnci gereklidir?

İleri gerilim (VF) bir aralığa sahiptir (2.5V ila 3.5V). Birden fazla LED doğrudan paralel olarak bir gerilim kaynağına bağlanırsa, en düşük VF'ye sahip LED orantısız şekilde daha fazla akım çekecek, potansiyel olarak kendi değerlerini aşacak ve arızalanacak, bu da bir zincirleme reaksiyona neden olacaktır. Her LED için seri bir direnç, doğrusal bir empedans ekleyerek akımı dengelemeye yardımcı olur, daha düzgün akım paylaşımı ve parlaklık sağlar.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örnek Çalışması

Senaryo: Kompakt bir trafik bilgi işareti tasarlama.

1. Bileşen Seçimi:Bu LED, yüksek parlaklığı (gün ışığında görünürlüğü sağlamak için), yeşil rengi ("ilerle" veya bilgi mesajları için) ve dar görüş açısı (ışığı sürücülere yoğunlaştırmak için) nedeniyle seçilmiştir. Maksimum parlaklık için GY sınıfı seçilebilir.
2. Devre Tasarımı:Sabit akım sürücü devresi tasarlanır. Bir serideki her LED için, besleme gerilimi ve istenen çalışma akımındaki (örn. 20mA test koşulunun altında bir marj için 18mA) tipik VF (2.9V) temel alınarak hesaplanan bir seri direnç bulunur.
3. PCB Düzeni:PCB ayak izi, önerilen ped desenini takip eder. Termal ped (P3), bir ısı yayıcı olarak görev yapması için iç bir toprak katmanına termal viaslarla bağlı, kart üzerinde geniş bir bakır alana bağlanır.
4. Montaj:MSL3 derecesi not edilir. Kartlar, 260°C tepe profiline uygun kontrollü bir reflow süreci kullanılarak monte edilir. Açılmış makaralar 168 saatlik raf ömrü içinde kullanılır.
5. Sonuç:İşaret, tüm mesaj öğelerinde tutarlı renk ile parlak, düzgün aydınlatma, geniş bir sıcaklık aralığında güvenilir çalışma ve uygun termal ve elektriksel tasarım sayesinde uzun hizmet ömrü elde eder.

12. Çalışma Prensibi

Bu cihaz bir ışık yayan diyottur (LED). Bir yarı iletken malzemede elektrolüminesans prensibiyle çalışır. P-N eklemine ileri yönde bir gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgede (yeşil ışık için InGaN'dan oluşur) yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme süreci, foton (ışık) şeklinde enerji açığa çıkarır. Yarı iletken katmanların özel bileşimi, yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler. Entegre epoksi lens daha sonra bu yayılan ışığı şekillendirir ve istenen ışın desenine yönlendirir.

13. Teknoloji Trendleri

Yüzey montaj lamba formatı, LED paketlemede devam eden bir trendi temsil eder:

• Artırılmış Entegrasyon:Basit yayıcıların ötesine geçerek, burada görüldüğü gibi optik kontrolü (lensleri) entegre eden paketlere doğru ilerleme, sistem karmaşıklığını azaltır.
• Daha Yüksek Verimlilik ve Parlaklık:Yarı iletken epitaksi ve fosfor teknolojisindeki (beyaz LED'ler için) sürekli iyileştirmeler, daha küçük paketlerden daha yüksek lümen/watt ve daha yüksek parlaklık (birim alan başına parlaklık) sağlar.
• Gelişmiş Güvenilirlik:Daha sağlam kapsül malzemelerinin (bahsedilen gelişmiş epoksi gibi) geliştirilmesi, termal döngü, nem ve UV radyasyonuna karşı direnci artırarak uygulama ortamlarını genişletir.
• Otomasyon için Standardizasyon:SMT formatı baskındır, yüksek hızlı, otomatik pick-and-place montajını destekler, bu da üretim maliyetlerini düşürür ve tutarlılığı artırır.