Beyaz LED Seramik Paket 3535 Teknik Veri Sayfası - Boyut 3.45x3.45x2.20mm - Gerilim 2.6-3.4V - Renk Beyaz - Güç 6.8W'a Kadar - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürüne Genel Bakış

Bu teknik doküman, zorlu aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış yüksek performanslı bir beyaz ışık yayan diyotun (LED) şartnamelerini detaylandırır. LED, üstün ısıl yönetim ve uzun vadeli güvenilirlik için seramik bir paket kullanır; bu da onu çok çeşitli endüstriyel ve ticari kullanımlar için uygun hale getirir.

1.1 Genel Açıklama

Beyaz ışık, bir mavi yarı iletken çip ve fosfor malzemelerinin birleşimiyle üretilir. Yayılan ışık spektrumu, çeşitli beyaz renk sıcaklıkları arasında ayarlanabilir. Fiziksel paket, uzunluk 3.45 mm, genişlik 3.45 mm ve yükseklik 2.20 mm boyutlarıyla kompakttır ve alanı kısıtlı tasarımlara entegrasyonu kolaylaştırır.

1.2 Temel Özellikler

• Seramik Paket Yapısı: Geleneksel plastik paketlere kıyasla mükemmel ısıl iletkenlik, mekanik mukavemet ve çevresel faktörlere dayanıklılık sunar.
• Geniş Görüş Açısı: 120 derecelik yarı şiddet açısı, geniş ve düzgün ışık dağılımı sağlar; alan aydınlatması için idealdir.
• Nem Hassasiyet Seviyesi 1 (MSL 1): Bu derecelendirme, bileşenin yeniden akış lehimleme öncesinde pişirme gerektirmeden süresiz olarak standart fabrika ortam koşullarında (≤ 30°C/%60 RH) saklanabileceğini gösterir; bu da lojistiği basitleştirir.
• Tam SMT Uyumluluğu: Standart yüzey montaj teknolojisi (SMT) montaj hatlarıyla (pick-and-place makineleri ve yeniden akış fırınları dahil) kullanım için tasarlanmıştır.
• Şerit ve Makara Ambalajı: Otomatik, yüksek hızlı montaj süreçlerini mümkün kılmak için endüstri standardı kabartmalı taşıyıcı şerit ve makaralarda tedarik edilir.
• RoHS Uyumu: Ürün, Tehlikeli Maddelerin Sınırlandırılması direktifine uyar; kurşun ve cıva gibi belirli tehlikeli malzemelerden arınmış olduğunu garanti eder.

1.3 Hedef Uygulamalar

Yüksek ışık çıkışı, güvenilirlik ve kompakt boyutun birleşimi, bu LED'i birçok aydınlatma segmenti için uygun hale getirir:

• Genel ve Mimari Aydınlatma: Konut, ofis ve perakende alanları için gömme armatürler (downlight), ray spotları, duvar yıkama armatürleri ve spot ışıklar.
• Dış ve Endüstriyel Aydınlatma: Sokak lambaları, alan aydınlatmaları, yüksek tavan aydınlatmaları ve uyarı/sinyal ışıkları.
• Özel Aydınlatma: Fotoğraf ve video dolgu ışıkları, stüdyo aydınlatması, bitki büyütme aydınlatması ve peyzaj vurgu aydınlatması.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Elektro-Optik Karakteristikler

Tüm parametreler, karşılaştırma için standart bir referans sağlayan 25°C lehimleme noktası sıcaklığında (Ts) belirtilmiştir.

• İleri Gerilim (VF): 350mA sürme akımında, VF minimum 2.6V ile maksimum 3.4V arasında değişir. Bu parametre, LED sürücüsünün çıkış gerilim aralığını tasarlamak için kritiktir. Bu tür cihazlar için tipik değer genellikle 3.0V civarındadır.
• Işık Akısı (Φ_v veya IV): Toplam görünür ışık çıkışı modele bağlıdır ve akı bölmelerine (bin) göre kategorize edilir. Örneğin, bir varyant 350mA'de 150-180 lümen sunar ve yaklaşık doğrusal olarak 700mA'de 280-340 lümene kadar ölçeklenir. Bu süper-lineer ilişki yaygındır ancak verim düşüşü nedeniyle çok yüksek akımlarda azalır.
• İlişkili Renk Sıcaklığı (CCT): 2700K (sıcak beyaz) ile 6500K (serin gün ışığı beyazı) arasında ayrık bölmelerde mevcuttur. Belirli CCT, model numarasına göre sabittir; tasarımcıların uygulamalarının ambiyansı ve işlevselliği için istedikleri beyaz noktayı seçmelerine olanak tanır.
• Renksel Geriverim İndeksi (CRI veya Ra): Minimum değeri 70 olarak belirtilmiştir. Bu, LED'in aydınlatılan nesnelerin gerçek renklerini doğal bir ışık kaynağına kıyasla ortaya çıkarma yeteneğini gösterir. 70 CRI değeri genel aydınlatma için uygundur; perakende veya stüdyo uygulamaları için ise 80'in üzerindeki değerler tercih edilir.
• Görüş Açısı (2θ_1/2): Işık şiddetinin tepe değerinin yarısına düştüğü tam açı 120 derecedir. Bu geniş ışın hüzmesi, kubbesiz veya minimum kaplamalı çip tasarımına sahip LED'lerin karakteristiğidir.

2.2 Elektriksel Parametreler ve Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaz güvenilirliğini sağlamak ve kalıcı hasarı önlemek için aşılmaması gereken çalışma limitlerini tanımlar.

• Maksimum Güç Dağılımı (P_D): 6800 mW. Bu, LED paketi içinde ısı olarak izin verilen maksimum güç kaybıdır. Bu limitin aşılması, termal kaçak ve yıkıcı arıza riski taşır.
• Maksimum Sürekli İleri Akım (I_F): 2000 mA. LED, eklem sıcaklığı uygun soğutma ile güvenli limitler içinde tutulduğu sürece, bu seviyeye kadar akımlarda sürekli olarak çalıştırılabilir.
• Maksimum Tepe İleri Akım (I_FP): 3000 mA. Bu daha yüksek akım yalnızca darbe koşullarında, burada %10 görev döngüsü (1/10) ile 0.1ms darbe genişliği olarak tanımlanmıştır. Bu, kısa süreli yüksek parlaklık patlamaları gerektiren uygulamalar için kullanışlıdır.
• Maksimum Ters Gerilim (V_R): 5V. Bu seviyenin üzerinde bir ters gerilim uygulamak, yarı iletken eklemin düşük ters kırılma gerilimi nedeniyle anında hasara neden olabilir. Devre tasarımı, ters polariteye karşı koruma içermelidir.
• Ters Akım (I_R): 5V ters ön yargı uygulandığında tipik olarak 10 μA'dan azdır; bu da iyi eklem kalitesini gösterir.

2.3 Isıl Karakteristikler

Etkili ısı dağıtımı, LED performansı ve ömrü için son derece önemlidir.

• Eklem-Lehim Noktası Arası Isıl Direnç (R_θJ-S): Belirli koşullar altında (I_F=700mA, T_a=85°C) 2.19 °C/W olarak ölçülmüştür. Bu düşük değer, seramik paketin doğrudan bir yararıdır; yarı iletken eklemden PCB lehim pedlerine mükemmel bir ısıl yol sağlar. Bu, tasarımcıların dağılan güce dayalı beklenen eklem sıcaklığı artışını hesaplamasına olanak tanır: ΔT_J= P_D* R_θJ-S.

3. Bölme Sistemi Açıklaması

Aydınlatma sistemlerinde tutarlılığı sağlamak için LED'ler üretimden sonra ana parametrelere göre sınıflandırılır (bölme).

3.1 Renk Sıcaklığı (CCT) Bölmesi

Ürün ailesi, beyaz ışığın tam spektrumunu kapsar. Her model varyantı belirli bir nominal CCT'ye karşılık gelir: 2700K, 3000K, 3500K, 4000K, 4500K, 5000K, 5700K, 6000K ve 6500K. Bu, renk tutarlılığının kritik olduğu uygulamalarda (çoklu LED armatürlerinde veya farklı üretim partileri arasında) hassas seçime olanak tanır.

3.2 Işık Akısı Bölmesi

Akı, standart test akımlarında bölmelere ayrılır. Örneğin, bir model 350mA ile sürüldüğünde 170 ile 200 lümen arasında ışık üreteceği garanti edilebilir. Bu bölme, tahmin edilebilir ışık çıkış seviyeleri sağlar; tasarımcıların ürünleri için hedef bir ışık akısına ulaşmak için gerekli LED sayısını doğru bir şekilde hesaplamasına olanak tanır.

3.3 İleri Gerilim (V_F) Aralığı

Bu dokümanda açıkça ayrık bölmelere ayrılmamış olsa da, 350mA'de belirtilen 2.6V ila 3.4V V_F aralığı kendi başına bir elektriksel sınıflandırma biçimidir. LED'leri seri bağlayan tasarımlarda, kümülatif gerilim düşüşü değişimini dikkate almak önemlidir. Paralel bağlantılar, olası V_F mismatches.

değişimi nedeniyle akım paylaşımına dikkat gerektirir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Değişen koşullar altında LED'in davranışını anlamak, sağlam sistem tasarımı için çok önemlidir.

4.1 Akım-Gerilim (I-V) Karakteristiği_FI-V eğrisi, bir diyot için tipik olarak doğrusal değildir. İleri gerilim akımla artar. Akım aralığının yüksek ucunda çalışmak (örneğin, 350mA'ye karşı 700mA) daha yüksek bir V

ile sonuçlanacak, elektriksel güç girişini ve ısıl yükü artıracaktır. Sürücü devreleri bu gerilim aralığını karşılayacak şekilde tasarlanmalıdır.

4.2 Işık Akısı - İleri Akım İlişkisi

Işık çıkışı genellikle sürme akımı ile artar, ancak ilişki tam olarak doğrusal değildir. Etkinlik (vat başına lümen) genellikle orta düzeyde bir akımda zirve yapar ve iç kuantum verimliliğinin düştüğü bir fenomen olan verim düşüşü nedeniyle daha yüksek akımlarda azalır. Bu nedenle, parametre tablolarında gösterildiği gibi, 700mA'de sürmek, 350mA'nin iki katı akıyı vermeyebilir.

4.3 Performansa Isıl Etkiler_jLED performansı sıcaklığa oldukça bağlıdır. Eklem sıcaklığı (T

• ) yükseldikçe:Işık Akısı Azalır_j: Işık çıkışı önemli ölçüde düşebilir. Seramik paket, belirli bir güç seviyesi için T
• 'yi daha düşük tutarak bunu hafifletir.İleri Gerilim Azalır_F: V
• 'nin negatif bir sıcaklık katsayısı vardır; mavi/beyaz LED'ler için tipik olarak yaklaşık -2 mV/°C'dir. Bu, sabit gerilim sürme şemalarını etkileyebilir.Renk Kayması Meydana Gelebilir

: Mavi çipin tepe dalga boyu ve fosforların dönüşüm verimliliği sıcaklıkla değişebilir; bu da CCT ve kromatiklikte hafif bir kaymaya neden olabilir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları ve Çizimler

LED'in 3.45mm x 3.45mm kare ayak izi ve nominal 2.20mm yüksekliği vardır. Detaylı çizimler tipik olarak ped boyutu (örn. 1.30mm x 0.85mm), ped aralığı ve genel toleranslar (±0.2mm genellikle) gibi kritik boyutlarla üstten, yandan ve alttan görünümleri gösterir. Bu boyutlar, uygun lehimleme ve hizalama için PCB ped deseni tasarımında (footprint) çok önemlidir.

5.2 Ped Tasarımı ve Polarite Tanımlaması

Paketin alt kısmında iki metalize lehim padi bulunur. Bir pad anot (pozitif terminal) ile, diğeri katot (negatif terminal) ile elektriksel olarak bağlantılıdır. Polarite tipik olarak bileşenin üstünde veya altında, örneğin bir katot gösterge işareti (çentik, nokta veya köşeli köşe gibi) ile işaretlenir. PCB montajı sırasında LED'in çalışmasını sağlamak için doğru polariteye uyulmalıdır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 SMT Yeniden Akış Lehimleme Talimatları

Bu LED, kurşunsuz (Pb-free) yeniden akış lehimleme işlemleri için tasarlanmıştır. Tepe sıcaklığı 260°C'yi geçmeyen standart bir yeniden akış profili önerilir. Seramik paket malzemesi bu sıcaklıklara dayanabilir. Ana profil aşamaları arasında ön ısıtma (fluxu aktive etmek için rampa-up), ısıl bekleme (kart sıcaklığını dengelemek için), yeniden akış (lehimin eridiği, tepe sıcaklığı 20-40 saniye) ve kontrollü soğutma yer alır. Isıl şok veya lehim bağlantı hatalarından kaçınmak için profil önerilerine uymak çok önemlidir.

6.2 Taşıma ve Depolama Koşulları

MSL 1 derecesi nedeniyle, depolama için kuru paketleme gerekmez. Ancak, yarı iletken çip statik elektriğe duyarlı olduğundan, taşıma sırasında standart ESD (elektrostatik deşarj) önlemleri alınmalıdır. Topraklanmış çalışma istasyonları ve bileklik kullanın. Paket üzerinde, özellikle lens/kubbe alanında mekanik strese maruz kalmaktan kaçının. Temiz, kuru bir ortamda saklayın.

7. Ambalaj ve Sipariş Bilgileri

7.1 Ambalaj Şartları

• LED'ler, otomatik montaj için endüstri standardı ambalajlarla teslim edilir:Taşıyıcı Şerit
• : Tek tek LED'leri ceplerinde tutan kabartmalı plastik şerit. Şerit ceplerinin boyutları, aralığı ve genel şerit genişliği, standart besleyici sistemleriyle uyumlu olacak şekilde belirtilir.Makara
• : Şerit bir makaraya sarılır. Makara boyutları (çap, göbek boyutu, flanş genişliği) yerleştirme makinelerine uyacak şekilde standartlaştırılmıştır (örn. 13 inç veya 7 inç makaralar).Etiketleme

: Her makara, izlenebilirlik için parça numarası, miktar, lot numarası ve tarih kodu gibi bilgileri içeren bir etiket içerir.

7.2 Model Numaralandırma Kuralı

Parça numarası (örn. RF-AL-C3535L2K1**-M1) temel özellikleri kodlar. Tam çözümleme ayrı bir kılavuz gerektirebilse de, tipik kurallar şunları içerir: \"C3535\" 3.45x3.45mm paket boyutunu, \"L2\" bir performans veya akı seviyesini belirtebilir ve \"K1**\" segmenti tam renk sıcaklığı bölmesini (örn. 2700K için 27, 3000K için 30) belirtir. \"M1\" son eki genellikle belirli bir revizyonu veya malzeme setini ifade eder.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Şartnamelerine dayanarak, bu LED şu alanlarda üstün performans gösterir:Yüksek Güvenilirlikli İç Mekan Aydınlatması
• : Uzun ömür ve tutarlı rengin çok önemli olduğu ofis gömme armatürleri ve otel ortam aydınlatmaları.Isıl Olarak Zorlayıcı Ortamlar
• : Seramik paketin ısıl performansının erken lümen düşüşünü önlediği kapalı armatürler veya dış mekan aydınlatma ürünleri.Yüksek Akımlı Sürme Uygulamaları

: Uygun soğutma ile 2000mA sürekli akım kapasitesinden yararlanarak, kompakt spot ışıkları veya yüksek lümenli modüller gibi küçük bir kaynaktan maksimum ışık çıkışının gerekli olduğu yerler.

8.2 Tasarım Hususları

• Başarılı uygulama için birkaç faktöre dikkat etmek gerekir:Isıl Arayüz
• : Isıl iletkenliği yüksek bir PCB (metal çekirdekli veya ısıl delikli FR4 gibi) kullanın ve LED paketi ile soğutucu arasına termal macun veya ped uygulayarak ısıl direnci en aza indirin.Sürücü Devresi_F: Sabit gerilim kaynağı yerine sabit akım sürücü kullanın. Bu, kararlı ışık çıkışı sağlar ve LED'i akım dalgalanmalarından korur. Sürücünün akım ve gerilim uyumunu LED'in V
• aralığına ve istenen çalışma noktasına göre ayarlayın.Optik Tasarım
• : 120 derecelik doğal ışın hüzmesi, belirli ışın desenleri (dar spot, geniş flood) elde etmek için ikincil optikler (reflektörler, TIR lensler) gerektirebilir.Elektriksel Yerleşim

: Gerilim düşüşünü ve endüktansı en aza indirmek için sürücü izlerini kısa ve geniş tutun. Yanlış kurulum riski varsa, ters polarite koruma diyotları veya devre blokları ekleyin.

9. Teknik Karşılaştırma

• Plastik paketli geleneksel orta güçlü LED'ler (örn. 3030, 2835 tipi) ile karşılaştırıldığında, bu seramik paketli LED belirgin avantajlar sunar:Üstün Isıl Yol
• : Seramiğin (genellikle alüminyum oksit veya alüminyum nitrür) ısıl iletkenliği plastik kalıp bileşiklerinden kat kat daha yüksektir. Bu, aynı güçte daha düşük bir eklem sıcaklığına doğrudan çevrilir; bu da daha yüksek sürdürülebilir ışık çıkışına ve daha uzun öngörülen ömre (L70/B50) yol açar.Gelişmiş Mekanik ve Kimyasal Sağlamlık
• : Plastik paketlerde kullanılan silikonlara veya epoksilere kıyasla seramik daha sert, boyutsal olarak daha kararlıdır ve UV maruziyeti veya ısıl döngü altında sararmaya veya çatlamaya daha az eğilimlidir.Daha Yüksek Maksimum Sürme Akımı

: Gelişmiş ısıl tasarım, 2000mA ve üzeri sürekli akımlarda çalışmaya olanak tanır; bu da onu yüksek güçlü bir LED kaynağı olarak işlev görmesini sağlar, oysa birçok plastik paket 1000mA'nin altındaki akımlarla sınırlıdır.

10. Sık Sorulan Sorular
S: Bu LED'in beklenen ömrü nedir?

C: LED ömrü tipik olarak, ışık akısının başlangıç çıkışının %70'ine (L70) düştüğü nokta olarak tanımlanır. Bu veri sayfasında açıkça belirtilmemiş olsa da, seramik paketli ve uygun ısıl yönetimi olan LED'ler, önerilen çalışma koşullarında L70 için genellikle 50.000 saati aşar.
S: Bu LED'i bir gerilim kaynağı ile sürebilir miyim?

C: Kesinlikle tavsiye edilmez. LED'ler akım kontrollü cihazlardır. İleri gerilimdeki küçük bir değişiklik (sıcaklık veya bölme varyasyonu nedeniyle) akımda büyük bir değişikliğe neden olabilir ve bu da termal kaçağa yol açabilir. Her zaman sabit akım sürücü kullanın.
S: 120 derecelik görüş açısı optik tasarımımı nasıl etkiler?

C: Çok geniş bir \"ham\" ışın hüzmesi sağlar. Daha dar bir ışın hüzmesi gerekiyorsa (örneğin bir spot ışığı için), bir kolimatör lens veya reflektör kullanmanız gerekir. Geniş açı, sıcak nokta olmadan düzgün, dağınık aydınlatma gerektiren uygulamalar için faydalıdır.
S: Yüksek ortam sıcaklıklarında çalışma için güç azaltma eğrisi var mı?_jC: Belirli bir eğri burada sağlanmamış olsa da, mutlak maksimum değerler ve ısıl direnç verileri hesaplama yapmaya olanak tanır. Maksimum izin verilen eklem sıcaklığı (genellikle 150°C) aşılmamalıdır. T_s= T_D+ (P_{* R}θJ-S) formülünü kullanarak, belirli bir lehimleme noktası sıcaklığı için maksimum izin verilen güç dağılımını hesaplayabilirsiniz; bu da ortam sıcaklığından ve soğutucudan etkilenir.

11. Pratik Kullanım Örnekleri

Vaka Çalışması: Yüksek Verimli Ticari Gömme Armatür (Downlight)
Bir üretici, ofis tavanları için gömme bir downlight tasarlıyor. Dairesel bir metal çekirdekli PCB (MCPCB) üzerinde bu seramik LED'lerden 6 adet kullanıyor. Her LED, tek bir verimli sabit akım sürücüsü tarafından 500mA'de sürülüyor. Seramik paket, ısıyı MCPCB'ye verimli bir şekilde aktarır; MCPCB'nin kendisi de soğutucu görevi gören armatürün alüminyum gövdesine bağlanır. Bu, eklem sıcaklıklarını düşük tutar, kararlı ışık çıkışı (>100 lümen/vat sistem etkinliği) sağlar ve 50.000 saatlik ömür boyunca renk tutarlılığını korur; böylece katı ticari garanti gereksinimlerini karşılar.

Vaka Çalışması: Dayanıklı Dış Mekan Duvar Yıkama Aydınlatması
Bina cephelerini aydınlatmak için, bir doğrusal armatür, ekstrüde alüminyum bir kanal boyunca aralıklarla yerleştirilmiş birden fazla LED içerir. Seramik paketin neme ve UV radyasyonuna dayanıklılığı, dış mekan dayanıklılığı için çok önemlidir. Geniş 120 derecelik ışın açısı, duvar yüzeyi boyunca düzgün, sürekli bir yıkama ışığı efekti oluşturmak için idealdir. Yüksek maksimum akım derecesi, tasarımcının yüksek parlaklığı korurken metre başına LED sayısını azaltmasına olanak tanır; bu da bileşen sayısını ve maliyeti düşürür.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Beyaz bir LED, elektrik enerjisini elektrolüminesans yoluyla doğrudan görünür ışığa dönüştüren bir katı hal ışık kaynağıdır. Temel öğe, tipik olarak indiyum galyum nitrür (InGaN) yapılmış bir yarı iletken çiptir; bu çip p-n eklemine ileri yönlü bir akım uygulandığında mavi ışık yayar. Beyaz ışık oluşturmak için mavi çip, bir katman sarı (veya kırmızı ve yeşil karışımı) fosfor malzemesi ile kaplanır. Mavi ışığın bir kısmı fosforlar tarafından absorbe edilir ve daha sonra daha uzun, sarı dalga boylarında ışık olarak yeniden yayılır. İnsan gözü, kalan doğrudan mavi ışık ile dönüştürülmüş sarı ışığın karışımını beyaz olarak algılar. Mavi ve sarı emisyonun belirli oranı, beyaz ışığın ilişkili renk sıcaklığını (CCT) belirler. Seramik altlık, hem çip için elektriksel bağlantı platformu hem de ısı dağıtımı için birincil yol görevi görür.

13. Sektör Eğilimleri

LED endüstrisi sürekli gelişmektedir ve bu seramik LED gibi ürünleri etkileyen birkaç önemli eğilim vardır:

• Verim Limitlerini Zorlama: Araştırmalar, yüksek akımlarda verim düşüşünü azaltmaya ve fosfor dönüşüm verimliliğini artırarak daha yüksek lümen/vat (lm/W) elde etmeye odaklanır; bu da aynı ışık çıkışı için enerji tüketimini azaltır.
• Gelişmiş Paketleme: Çip ölçekli paketleme (CSP) ve flip-chip tasarımları gibi yenilikler, seramik gibi malzemelerle birleştirilerek daha küçük, daha sağlam ve daha yüksek performanslı ışık kaynakları yaratılmaktadır.
• Işık Kalitesi Vurgusu: CRI (Ra) ötesinde, TM-30 (Rf, Rg) gibi metrikler ve titreşimsiz, kamaşmasız ışık için standartlar, refah ve verimlilik uygulamalarında insan odaklı aydınlatma için önemli hale gelmektedir.
• Entegrasyon ve Küçültme: Seramik paketlerin kararlılığı ve alanı sayesinde, birden fazla işlevin (sürücü IC'leri, sensörler, iletişim) LED paketine daha yakın veya aynı altlık üzerine entegre edilmesine yönelik bir eğilim vardır.
• Sürdürülebilirlik ve Döngüsel Ekonomi: LED'lerin daha kolay sökülebilir olması, seramik gibi malzemelerin geri dönüştürülebilirliği ve RoHS ötesinde tehlikeli maddelerin daha fazla ortadan kaldırılması için tasarım üzerinde artan bir odaklanma vardır.