Beyaz LED PLCC-2 Ürün Spesifikasyonu - Boyut 2.8x3.5x0.7mm - Gerilim 3.15V - Güç 0.594W

1. Ürüne Genel Bakış

Bu belge, genel aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış yüksek performanslı bir beyaz ışık yayan diyotun (LED) kapsamlı teknik spesifikasyonunu sağlar. Cihaz, mavi bir LED çipini, beyaz ışık üretmek için bir fosfor kaplamasıyla birleştirir; bu, katı hal aydınlatma teknolojisinde yaygın ve verimli bir yöntemdir. Ürün, endüstride güvenilirliği ve otomatik montaj süreçleriyle uyumluluğu için yaygın olarak benimsenen bir PLCC-2 (Plastik Bağlantılı Çip Taşıyıcı) yüzey montaj paketinde bulunur. LED, geniş görüş açısı ve tutarlı optik performansı ile karakterize edilir; bu da, düzgün ışık dağılımının gerekli olduğu çeşitli kapalı mekan aydınlatma çözümleri için uygun kılar.

1.1 Özellikler

• Sağlam mekanik yapı ve iyi ısıl yönetim için PLCC-2 paket tasarımı.
• Genellikle 120 derece olan son derece geniş görüş açısı, geniş aydınlatma kapsamı sağlar.
• Standart SMT (Yüzey Montaj Teknolojisi) montajı ve lehim yeniden akış süreçleri ile tam uyumlu, yüksek hacimli üretimi kolaylaştırır.
• Otomatik yerleştirme ekipmanları için şerit ve makara üzerinde paketlenmiş olarak temin edilebilir.
• Nem hassasiyeti seviyesi Seviye 3 olarak sınıflandırılmıştır; bu, yeniden akış sırasında nem kaynaklı hasarı önlemek için belirli kullanım ve depolama gereksinimlerini gösterir.
• RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) yönergelerine uygun olup, ürünün belirtilen tehlikeli maddelerden arındırılmış olduğunu garanti eder.

1.2 Uygulama Alanı

Bu LED'in birincil uygulama alanları, kapalı mekan genel aydınlatması, yenileme ampul aydınlatması ve diğer çeşitli kapalı mekan aydınlatma senaryolarını içerir. Parametreleri, iyi renk geriverimi ve verimli ışık çıkışı gerektiren konut aydınlatması, ticari spot ışıklar ve dekoratif aydınlatma armatürleri gibi görevler için optimize edilmiştir. Form faktörü ve performansının kombinasyonu, onu aydınlatma tasarımcıları ve mühendisleri için çok yönlü bir bileşen yapar.

2. Detaylı Teknik Parametreler ve Analiz

Aşağıdaki bölümler, LED'in performansını tanımlayan kritik elektriksel, optik ve termal parametrelere derinlemesine girer. Bu parametreleri anlamak, uzun ömür ve optimum ışık çıkışı sağlamak için doğru devre tasarımı ve sistem entegrasyonu için gereklidir.

2.1 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Tüm ölçümler, lehim noktası sıcaklığının (Ts) 25°C olduğu durumda belirtilmiştir. Ana parametreler aşağıda özetlenmiş olup, her biri ayrıntılı olarak analiz edilmiştir.

• İleri Gerilim (VF): 150mA'lik bir test akımında (IF), ileri gerilimin minimum değeri 3.0V, tipik değeri 3.15V ve maksimum değeri 3.3V'tur. İleri gerilimin negatif bir sıcaklık katsayısına sahip olması nedeniyle, bu parametre sürücü tasarımı için çok önemlidir; kararlı ışık çıkışı sağlamak ve termal kaçakları önlemek için sabit bir akım kaynağı kullanılması önerilir.
• Ters Akım (IR): 5V'luk bir ters gerilim (VR) uygulandığında, maksimum ters akım 10µA'dır. Bu, LED çipinin p-n ekleminin kalitesini ve devre geçişlerinde oluşabilecek küçük ters öngerilimlere dayanma yeteneğini gösterir.
• Işık Akısı (Φ): Lumen (lm) cinsinden ölçülen toplam ışık çıkışı, belirli ürün varyantının ilgili renk sıcaklığı (CCT) sınıflandırmasına bağlı olarak değişir. Örneğin, sıcak beyaz bir varyant için (CCT aralığı 2580-2880K), ışık akısı 150mA'de tipik olarak 58lm'dir. Daha soğuk beyaz varyantlar (örneğin, 5320-6090K) tipik olarak 66lm'lük bir akı sunar. Bu sınıflandırma, tasarımcıların renk sıcaklığı gereksinimleri için uygun parlaklığı seçmelerine olanak tanır.
• Görüş Açısı (2θ_1/2): Yarım yoğunluktaki tam görüş açısı tipik olarak 120 derecedir. Bu geniş açı, dağınık, yönsüz ışık gerektiren uygulamalar için idealdir ve birçok genel aydınlatma armatüründe ikincil optiklere olan ihtiyacı azaltır.
• Renk Geriverim İndeksi (CRI): CRI, minimum 80 ve tipik 82 olarak belirtilmiştir. Bu metrik, LED ışığın renkleri bir doğal ışık kaynağına kıyasla ne kadar doğru şekilde yansıttığını gösterir. 80'in üzerinde bir CRI, genel kapalı mekan aydınlatması için iyi kabul edilir; bu da bu LED'i renk algısının önemli olduğu ortamlar için uygun hale getirir.
• Termal Direnç (R_THJ-S)): Eklemden lehim noktasına termal direnç, maksimum 30°C/W değerine sahiptir. Bu, termal yönetim için kritik bir parametredir. Bu değer ne kadar düşük olursa, ısı LED ekleminden o kadar verimli bir şekilde uzaklaştırılır. Yeterli termal geçiş delikleri ve bakır alanına sahip uygun PCB tasarımı, düşük bir eklem sıcaklığını korumak için gereklidir; bu da LED ömrünü ve ışık bakımını doğrudan etkiler.
• Elektrostatik Deşarj (ESD) Koruması: Cihaz, İnsan Vücudu Modeline (HBM) göre 2000V'a kadar olan bir ESD darbesine dayanabilir. Bu koruma seviyesi çoğu LED için standarttır ve kullanım ve montaj sırasında hasarı önlemeye yardımcı olur, ancak yine de standart ESD önlemlerine uyulmalıdır.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler

Cihazı bu sınırların ötesinde çalıştırmak kalıcı hasara neden olabilir. Değerler, 25°C ortam sıcaklığında tanımlanmıştır.

• Güç Harcaması (P_D)): 594mW. Bu, ısı olarak dağıtılabilecek maksimum izin verilen güçtür. Bu sınırın aşılması, eklemin aşırı ısınma riski taşır.
• İleri Akım (I_F)): 180mA sürekli. Bu, güvenilir uzun vadeli çalışma için önerilen maksimum DC akımdır.
• Tepe İleri Akımı (I_FP)): 240mA, ancak yalnızca darbeli koşullar altında (1/10 görev döngüsü, 10ms darbe genişliği). Bu, karartma veya algılama gibi uygulamalarda kısa süreli aşırı sürüme izin verir.
• Ters Gerilim (V_R)): 5V. Daha yüksek bir ters gerilim uygulamak eklemi bozabilir.
• Çalışma ve Depolama Sıcaklığı: -40°C ila +100°C. Bu geniş aralık, çeşitli çevre koşullarında güvenilirliği sağlar.
• Eklem Sıcaklığı (T_J)): Maksimum 125°C. Çalışma sırasındaki gerçek eklem sıcaklığı, uzun vadeli güvenilirlik için bu sınırın altında kalmasını sağlamak amacıyla termal direnç ve güç harcamasına dayanarak hesaplanmalıdır.

2.3 İleri Gerilim ve Işık Akısı için Sınıflandırma Sistemi

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için, LED'ler ana parametrelere göre sınıflara ayrılır. Bu, tasarımcıların gerilim düşüşü ve parlaklık için belirli sistem gereksinimlerini karşılayan parçaları seçmelerine olanak tanır.

• İleri Gerilim Sınıflandırması: IF=150mA'de, ileri gerilim üç sınıfa ayrılır: H1 (3.0-3.1V), H2 (3.1-3.2V) ve I1 (3.2-3.3V). Bu, seri bağlı LED'ler arasında akım dengesizliğini önlemek için eşleştirmede yardımcı olur.
• Işık Akısı Sınıflandırması: Işık akısı dört kategoriye ayrılır: SHA (55-60 lm), TEA (60-65 lm), TFA (65-70 lm) ve TGA (70-75 lm). Bu sınıflar, genellikle ürün parametreleri tablosunda gösterildiği gibi, renk sıcaklığı varyantıyla ilişkilendirilir.
• Renk Koordinatı Sınıflandırması: Belge, her beyaz nokta sınıfı için kabul edilebilir renk koordinatlarını (x, y) belirten tanımlı dörtgen bölgeler (örneğin, A27, A30, A35 ve 65K'ya kadar) içeren bir CIE kromatiklik diyagramı içerir. Bu hassas sınıflandırma, bir LED grubu içinde sıkı renk tutarlılığını sağlar; bu, birden fazla LED'in birlikte kullanıldığı ve renk karışımının düzgün olması gereken uygulamalar için kritiktir.

2.4 Performans Eğrisi Analizi

PDF tipik optik karakteristik eğrilerine atıfta bulunurken, akım-karşısı-ışık akısı (L-I eğrisi), ileri gerilim-karşısı-sıcaklık ve spektral güç dağılımı için özel grafikler metinde sağlanmamıştır. Ancak, verilen parametrelere dayanarak genel performans eğilimleri çıkarılabilir. Işık akısı, önerilen çalışma aralığında akımla yaklaşık olarak doğrusaldır. İleri gerilim, eklem sıcaklığı arttıkça azalacaktır. Spektral çıkış, belirli CCT sınıfı için kullanılan fosfor karışımına bağlı olacaktır; daha sıcak beyazlar spektrumun kırmızı kısmında daha fazla enerjiye sahipken, daha soğuk beyazlar daha fazla mavi/yeşil içeriğe sahiptir. Tasarımcılar, sistem performansını doğru bir şekilde modellemek için grafiksel veriler için üreticinin tam veri sayfasına başvurmalıdır.

3. Mekanik ve Paket Bilgisi

Fiziksel boyutlar ve düzen, PCB ayak izi tasarımı ve doğru lehim bağlantısı oluşumunu sağlamak için kritiktir.

3.1 Paket Boyutları ve Çizimler

LED paketinin gövde boyutu yaklaşık 2.80mm uzunluk, 3.50mm genişlik ve 0.70mm yüksekliktedir (bağlantı bacakları hariç). Aksi belirtilmediği sürece tüm boyut toleransları ±0.05mm'dir. Paket, elektriksel bağlantı için iki bağlantı bacağı içerir.

3.2 Polarite Tanımlama ve Lehim Deseni

Anot (A, pozitif) ve katot (C, negatif) açıkça işaretlenmiştir. PCB üzerinde güvenilir bir mekanik ve elektriksel bağlantı sağlarken uygun termal rahatlama sağlamak için önerilen lehim pedi deseni sağlanmıştır. Ped tasarımı, yeniden akış sürecinde iyi bir lehim boncuğu elde etmeye yardımcı olur.

4. Paketleme, Kullanım ve Güvenilirlik

4.1 Paketleme Spesifikasyonu

LED'ler, otomatik SMT montajına uygun olarak, makaraya sarılmış kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Taşıyıcı şerit cepleri ve makara için ayrıntılı boyutlar, standart besleyici sistemleriyle uyumluluğu sağlamak için belirtilmiştir. Makara üzerindeki bir etiket, parça numarası, miktar ve parti kodu gibi izlenebilirlik bilgilerini sağlar.

4.2 Nem Hassasiyeti ve Depolama

Seviye 3 nem hassasiyetli bir cihaz olarak, ürün orijinal nem bariyerli torbasında kuru bir ortamda (genellikle 30°C/%60 RH'nin altında) depolanmalıdır. Torba açıldıktan sonra, bileşenler fabrika koşullarında 168 saat (7 gün) içinde kullanılmalı veya \"patlamış mısır\" hasarını önlemek için yeniden akış lehimlemeden önce standart IPC/JEDEC yönergelerine göre yeniden pişirilmelidir.

4.3 Güvenilirlik Testi Genel Bakışı

Ürün, çeşitli stres koşullarında performansı sağlamak için bir dizi güvenilirlik testine tabi tutulur. Yaygın testler arasında yüksek sıcaklıkta depolama, düşük sıcaklıkta depolama, sıcaklık döngüsü, nem testi ve lehim ısı direnci bulunur. Uzun bir çalışma ömrünü garanti etmek için özel koşullar ve geçme/başarısız kriterleri (örneğin, ileri gerilim veya ışık şiddetindeki değişiklikler için sınırlar) tanımlanmıştır; bu ömür, uygun çalışma koşullarında tipik olarak 50.000 saati aşar.

5. SMT Yeniden Akış Lehimleme Talimatları

LED'e zarar vermeden güvenilir lehim bağlantıları elde etmek için kontrollü bir yeniden akış profili kullanılmalıdır.

• Profil Tipi: Standart konveksiyon yeniden akış profili önerilir.
• Tepe Sıcaklığı: Yeniden akış sırasındaki maksimum gövde sıcaklığı, derecelendirilmiş sıcaklığı (nem hassasiyeti ve paket malzemesi sınırlarıyla örtüşen, genellikle birkaç saniye için 260°C civarında) aşmamalıdır.
• Ön Isıtma ve Islatma: Lehim pastasını aktive etmek ve montajın tamamını yavaşça tekdüze bir sıcaklığa getirerek termal şoku en aza indirmek için kademeli bir ön ısıtma bölgesi gereklidir.
• Sıvı Halde Üstünde Geçen Süre (TAL): Lehim pastasının erimiş halde olduğu süre, aşırı intermetalik büyüme veya bileşen stresi olmadan iyi bir ıslanma sağlamak için kontrol edilmelidir.
• Plastik paketin çatlamasını veya silikon lensin termal genleşme uyuşmazlıkları nedeniyle ayrılmasını önlemek için, ramp-up ve soğutma hızları dahil olmak üzere özel profil önerilerini takip etmek kritik öneme sahiptir.

6. Uygulama Kılavuzu ve Tasarım Hususları

6.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Temel kapalı mekan aydınlatmasının ötesinde, bu LED, PLCC-2 form faktörünün standart olduğu LED tüpler, panel ışıklar, mum ampuller ve diğer armatürlerde kullanılabilir. Geniş ışın açısı, birçok yenileme uygulamasında karmaşık difüzörlere olan ihtiyacı azaltır.

6.2 Sürücü Devresi Tasarımı

Sabit akımlı bir LED sürücü esastır. Sürücü çıkış akımı, normal çalışma için önerilen 150mA'de veya altında ayarlanmalıdır; gerekli sürücü gerilim uyumunu hesaplamak için ileri gerilim sınıflandırması dikkate alınmalıdır. PCB üzerindeki termal tasarım çok önemlidir; termal pedi, geçiş delikleri aracılığıyla bir iç toprak katmanına bağlı bir kart kullanmak, LED lehim noktasından ortama olan termal direnci önemli ölçüde düşürebilir.

6.3 Optik Tasarım Hususları

Belirli ışın desenleri gerektiren uygulamalar için, lensler veya reflektörler gibi ikincil optikler LED'in üzerine monte edilebilir. Geniş doğal görüş açısı, optik tasarım için iyi bir başlangıç noktası sağlar. CRI ve CCT sınıfı, son uygulamanın istenen aydınlatma atmosferi ve renk doğruluğu gereksinimlerine göre seçilmelidir.

7. Teknik Analiz, SSS ve Trendler

7.1 Beyaz LED'lerin Çalışma Prensibi

Bu LED, fosfor dönüşümü adı verilen bir süreçle beyaz ışık üretir. Mavi ışık yayan bir yarıiletken çip (genellikle InGaN tabanlı), sarı ışık yayan bir fosfor malzemesi (genellikle YAG:Ce) ile kaplanır. Mavi ışığın bir kısmı fosfor tarafından emilir ve sarı ışık olarak yeniden yayılır. Kalan mavi ışık ve dönüştürülen sarı ışığın karışımı insan gözüne beyaz görünür. Fosfor bileşimi ve konsantrasyonu ayarlanarak, sıcak beyazdan soğuk beyaza kadar farklı ilgili renk sıcaklıkları (CCT) elde edilebilir.

7.2 Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

• S: LED ömrünün azalmasının ana nedeni nedir?C: Ana faktörler yüksek eklem sıcaklığı ve sürücü akımıdır. LED'in uzun vadeli ışık bakımı ve renk kararlılığı için belirtilen sıcaklık ve akım sınırları içinde çalıştırılması çok önemlidir.
• S: Farklı gerilim sınıflarına sahip birden fazla LED aynı seri dizide kullanılabilir mi?C: Önerilmez. İleri gerilimdeki farklılıklar akım dengesizliğine neden olarak düzensiz parlaklığa ve daha düşük gerilimli LED'lerin aşırı gerilim altında kalmasına yol açabilir. Seri bağlantılar için aynı veya komşu gerilim sınıflarından LED'ler kullanın.
• S: Ortam sıcaklığı ışık çıkışını nasıl etkiler?C: Ortam (ve dolayısıyla eklem) sıcaklığı arttıkça, ışık akısı tipik olarak azalır. Bu termal azaltma, çalışma ortamında istenen ışık seviyesinin korunduğundan emin olmak için sistemin termal tasarımında hesaba katılmalıdır.
• S: Bu LED için bir soğutucu gerekli midir?C: Düşük güçlü uygulamalar için veya iyi tasarlanmış bir PCB üzerinde yalnızca birkaç LED kullanıldığında, harici bir soğutucu gerekli olmayabilir. Ancak, diziler veya yüksek güçlü uygulamalar için, PCB ve/veya eklenmiş bir soğutucu yoluyla uygun termal yönetim, eklem sıcaklığını düşük tutmak için çok önemlidir.

7.3 Endüstri Trendleri ve Karşılaştırma

PLCC-2 paketi, orta güçlü LED uygulamaları için uygun maliyetli ve güvenilir bir çalışan olmaya devam etmektedir. COB (Çip Üzerinde Kart) veya yüksek yoğunluklu orta güç paketleri gibi daha yeni paket türleriyle karşılaştırıldığında, PLCC-2 kullanım kolaylığı, kanıtlanmış güvenilirlik ve mevcut üretim altyapısıyla uyumluluk arasında iyi bir denge sunar. Endüstrideki eğilim, daha yüksek verimlilik (vat başına daha fazla lümen), daha iyi renk tekdüzeliği ve daha yüksek CRI değerleri yönündedir. CRI >80 ve çoklu CCT seçenekleri ile bu belirli LED, enerji verimli genel aydınlatmada kaliteli aydınlatma için piyasa talebiyle uyumludur. Standart SMT süreçleriyle uyumluluğu, özel kullanım gerektiren paketlere kıyasla toplam montaj maliyeti açısından ona avantaj sağlar.

7.4 Pratik Tasarım Vaka Çalışması

Bu LED'lerden 12 tanesini kullanarak basit bir LED spot ışık modülü tasarlamayı düşünelim. Tasarımcı, belirli bir CCT sınıfını (örneğin, 4000K nötr beyaz için A40) ve bir ışık akısı sınıfını (örneğin, 60-65lm için TEA) seçecektir. Bunları 4 seri x 3 paralel bir konfigürasyonda bağlamak, 450mA (3*150mA) çıkış akımına ve 4 * (seri dizinin VF'si, en kötü durum maksimum VF dikkate alınarak) gerilim aralığını kapsayan bir sürücü gerektirir. PCB, her LED'in lehim pedleri altında yeterli bakır alanı ve termal geçiş delikleriyle, ısıyı bir metal çekirdeğe veya daha büyük bir bakır katmanına iletmek için tasarlanmalıdır. Beklenen güç harcaması (12 * 3.15V * 0.15A ≈ 5.67W) ve termal direnç yolunu hesaplayarak, tasarımcı eklem sıcaklığının 125°C'nin oldukça altında kaldığını doğrulayabilir ve böylece uzun bir ürün ömrü sağlanır.