Beyaz LED PLCC2 Özellikleri - Boyut 2.8x3.5x0.7mm - Voltaj 3.1V - Güç 612mW - AEC-Q101 Otomotiv Sınıfı

1. Ürün Genel Bakış

Bu beyaz LED, mavi bir çipin fosfor ile birleştirilmesiyle beyaz ışık yayılımı sağlayacak şekilde üretilmiştir. Cihaz, 2.80mm × 3.50mm × 0.70mm boyutlarında kompakt bir PLCC2 paketinde yer almakta olup, alan kısıtlaması olan otomotiv iç ve dış aydınlatma uygulamaları için uygundur. 120 derece gibi son derece geniş bir görüş açısına ve AEC-Q101 stres testi yeterlilik kılavuzuna uygunluğa sahip olan bu LED, yüksek güvenilirlik gerektiren ortamlar için tasarlanmıştır. Nem hassasiyet seviyesi Seviye 2 olarak derecelendirilmiştir ve ürün RoHS ile REACH gereksinimlerini karşılamaktadır.

2. Teknik Parametreler ve Yorumlaması

2.1 Elektriksel Karakteristikler

IF = 150mA ve Ts = 25°C test koşulunda, ileri gerilim (VF) 2.8V (minimum) ile 3.4V (maksimum) arasında değişir ve tipik değeri 3.1V'tur. VR = 5V'deki ters akım (IR) maksimum 10µA ile sınırlandırılmıştır. Güç dağılımı (PD) değeri 612mW'tır. Mutlak maksimum ileri akım 180mA iken, tepe ileri akım (1/10 görev, 10ms darbe) 350mA'ye ulaşabilir. Ters gerilim 5V'u geçmemelidir. Çalışma sıcaklığı aralığı -40°C ile +110°C arasındadır ve depolama sıcaklığı da aynıdır. Maksimum bağlantı sıcaklığı (TJ) 125°C'dir. Bu parametreler, otomotiv termal koşullarında sağlam performans sağlar.

2.2 Optik Karakteristikler

IF = 150mA'deki ışık akısı (Φ) 55.3 lm (minimum) ile 75.3 lm (maksimum) arasında değişir ve tipik değeri 65 lm'dir. 120 derecelik geniş görüş açısı (2θ1/2) eşit ışık dağılımı sağlar. Renk, CIE diyagramında koordinatları gösterilen 60N kromatisite grubu tarafından tanımlanır. Tipik spektral dağılım, 450nm civarında (mavi) ve 550-600nm arasında geniş bir fosfor emisyonu ile soğuk beyaz bir görünüm sağlar.

2.3 Termal Karakteristikler

Bağlantı noktasından lehim noktasına termal direnç (RTHJ-S) tipik olarak 21°C/W'dır. Bu düşük termal direnç, otomotiv uygulamalarında ışık akısı kararlılığını korumak ve uzun ömür sağlamak için kritik olan verimli ısı dağılımını mümkün kılar. Tasarımcılar, lehim noktası sıcaklığının mutlak maksimum değerleri aşmamasını ve bağlantı noktası sıcaklığının 125°C'nin altında kalmasını sağlamalıdır.

3. Gruplama Sistemi

3.1 İleri Gerilim ve Işık Akısı Grupları

IF = 150mA'de ileri gerilim altı gruba ayrılır: G1 (2.8-2.9V), G2 (2.9-3.0V), H1 (3.0-3.1V), H2 (3.1-3.2V), I1 (3.2-3.3V), I2 (3.3-3.4V). Işık akısı üç gruba ayrılır: PA (55.3-61.2 lm), PB (61.2-67.8 lm), QA (67.8-75.3 lm). Bu gruplama, müşterilerin diziler halinde tutarlı ışık çıkışı ve elektriksel davranış için dar toleranslı cihazlar seçmesine olanak tanır.

3.2 Kromatisite Gruplaması

CIE kromatisite diyagramı, dört köşe koordinatına sahip 60N grubunu gösterir: (0.3157,0.3211), (0.3142,0.3430), (0.3311,0.3584), (0.3301,0.3337). Bu grup, otomotiv sinyal ve gösterge aydınlatması için uygun belirli bir beyaz renk bölgesine karşılık gelir. Renk koordinatları ölçüm toleransı ±0.005'tir.

4. Performans Eğrileri Analizi

4.1 İleri Gerilim ve İleri Akım (I-V Eğrisi)

Şekil 1-7, tipik bir üstel I-V ilişkisini göstermektedir. 2.2V'da akım sıfıra yakındır; 3.0V'da akım yaklaşık 100mA'ye ulaşır; 3.2V'da 150mA'ye ulaşır; ve 3.4V'da 200mA'yı aşar. Bu eğri, tasarımcıların voltajla akım değişimini tahmin etmesine ve uygun seri dirençleri seçmesine yardımcı olur.

4.2 İleri Akım ve Bağıl Yoğunluk

İleri akım 0'dan 200mA'ye yükseldikçe bağıl yoğunluk neredeyse doğrusal olarak artar ve 200mA'de %150mA'deki %100'e kıyasla yaklaşık %125'e ulaşır. Bu doğrusallık, akım modülasyonu yoluyla karartma kontrolünü basitleştirir.

4.3 Sıcaklık Etkileri

Şekil 1-9 ve 1-10, lehim sıcaklığı etkilerini göstermektedir. Bağıl ışık akısı, 25°C'deki %100'den 120°C'de yaklaşık %70'e kademeli olarak azalır ve termal düşüşü gösterir. İleri akım düşürme eğrisi, Ts=110°C'de maksimum sürekli akımın yaklaşık 150mA'ye düştüğünü göstermektedir. Şekil 1-11, artan sıcaklıkla ileri gerilimin azaldığını (negatif sıcaklık katsayısı) göstermektedir. Şekil 1-12, sıcaklıkla renk kaymasını gösterir: sıcaklık arttıkça (kırmızı kayma) CIE koordinatları daha yüksek X ve Y'ye doğru hafifçe kayar. Bu eğriler, termal yönetim ve tutarlı renk görünümü için gereklidir.

4.4 Işıma Deseni ve Spektrum

Şekil 1-13, bağıl yoğunluğun eksenden yaklaşık ±60°'de %50'ye düştüğü Lambert benzeri bir ışıma deseni göstermektedir. Spektrum (Şekil 1-14), 450nm civarında bir mavi tepe ve 500nm'den 700nm'ye kadar geniş bir fosfor emisyonu gösterir ve bağıl yoğunluk tepe noktasında 1.0'a normalize edilmiştir. Bu spektrum, fosfor dönüştürmeli beyaz LED'ler için tipiktir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları ve Lehim Desenleri

Paketin üstten görünümü 2.80mm × 3.50mm olup yüksekliği 0.70mm'dir. Alttan görünüm iki pedi gösterir: anot pedi (daha büyük, 1.05mm × 0.55mm) ve katot pedi (2.00mm × 0.55mm). Kutuplama, paket üzerinde pahlanmış bir köşe ile belirtilir. Önerilen lehim desenleri Şekil 1-5'te verilmiştir; anot pedi için boyutlar 2.45mm (genişlik) ve 1.50mm (uzunluk), katot pedi için 2.30mm (genişlik) ve 1.05mm (uzunluk)'tir. Aksi belirtilmedikçe toleranslar ±0.2mm'dir.

5.2 Taşıyıcı Bant ve Makara Boyutları

LED'ler, makara başına 4000 adet olacak şekilde bant ve makara üzerinde tedarik edilir. Taşıyıcı bant genişliği 8.0±0.1mm olup besleme yönü ve kutuplama işareti mevcuttur. Makanın dış çapı 178±1mm, göbek çapı 60±1mm ve kalınlığı 13.0±0.5mm'dir. Makara üzerindeki etiket; parça numarası, lot numarası, grup kodu (akı, kromatisite, voltaj), miktar ve tarih kodunu içerir.

5.3 Neme Dayanıklı Paketleme

Ürün, nem bariyerli bir torba içinde, kurutucu ve nem gösterge kartı ile paketlenmiştir. Nem hassasiyet seviyesi 2 olduğundan, torba açıldıktan sonra LED'ler ≤30°C ve ≤60% RH'de saklanırsa 24 saat içinde kullanılmalıdır. Depolama koşulları aşılırsa, kullanımdan önce 60±5°C'de >24 saat fırınlama gereklidir.

6. Lehimleme ve Montaj Yönergeleri

6.1 Yeniden Akış Lehimleme Profili

Önerilen yeniden akış lehimleme profili JEDEC standartlarına dayanmaktadır. 150°C'den 200°C'ye ortalama yükselme hızı 3°C/s'yi geçmemelidir. Ön ısıtma (150°C ila 200°C) 60-120 saniye sürer. 217°C'nin (TL) üzerindeki sıcaklık maksimum 60 saniye korunmalıdır. Tepe sıcaklığı (TP) 260°C olup maksimum süre 10 saniyedir. Soğutma hızı 6°C/s'yi geçmemelidir. Yalnızca iki yeniden akış döngüsüne izin verilir ve döngüler arasında 24 saatten fazla süre geçerse, LED'ler nem emilimi nedeniyle hasar görebilir.

6.2 Elle Lehimleme ve Onarım

Manuel lehimleme gerekliyse, havya sıcaklığı 300°C'nin altında olmalı ve temas süresi 3 saniyeden az olmalıdır. Yalnızca bir elle lehimleme işlemine izin verilir. Yeniden akış sonrası onarım önerilmez; kaçınılmazsa çift başlı bir havya kullanılmalı ve cihaz karakteristikleri üzerindeki etki önceden doğrulanmalıdır.

6.3 Kullanım Önlemleri

Kapsülleyici malzeme silikondur ve yumuşak olup mekanik strese kolayca zarar görebilir. Toplama ve yerleştirme sırasında lens yüzeyine güçlü basınç uygulamayın; uygun nozül kuvveti kullanın. Montaj sırasında PCB bükülmemelidir. Lehimlemeden sonra mekanik stresten ve hızlı soğutmadan kaçının. Çalışma ortamında kükürt içeriği 100 ppm'nin altında olmalı ve halojen içerikleri (brom <900 ppm, klor <900 ppm, toplam <1500 ppm) olmalıdır. Fikstür malzemelerinden kaynaklanan VOC'ler silikonu renklendirebilir; bu nedenle uyumluluk testi önerilir. İzopropil alkol ile temizlik önerilir; ultrasonik temizlik önerilmez. Kullanım sırasında ESD koruması (HBM ≥ 8000V) uygulanmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

Standart paketleme, 8mm taşıyıcı bant üzerinde makara başına 4000 adettir. Her makara, kurutucu ve etiketle birlikte nem bariyerli bir torbada kapatılır. Dış karton kutu birden fazla makara içerir. Etiket, Parça Numarası (RF-A1T28-W6SE-A6), Spesifikasyon Numarası, Lot Numarası, Grup Kodu (VF, Φ, XY), Miktar ve Tarihi içerir. Müşteriler, tutarlılığı sağlamak için sipariş verirken istenen akı ve voltaj gruplarını belirtmelidir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulamalar

Bu LED, özellikle otomotiv iç ve dış aydınlatması için tasarlanmıştır; gösterge paneli göstergeleri, harita lambaları, ortam aydınlatması, sinyal lambaları ve iç vurgu lambaları dahildir. Geniş görüş açısı ve yüksek güvenilirlik, tutarlı renk ve parlaklığın kritik olduğu hem işlevsel hem de dekoratif aydınlatma için uygundur.

8.2 Tasarım Hususları

Sürücü devresini tasarlarken, ileri akımın mutlak maksimum değeri olan 180mA'yı aşmadığından emin olun. Termal kaçak durumunu önlemek için akım sınırlayıcı bir direnç veya sabit akım sürücüsü kullanın. Yeterli ısı emilimi gereklidir; lehim noktası sıcaklığı, bağlantı noktası sıcaklığını 125°C'nin altında tutmak için 110°C'nin altında tutulmalıdır. Geniş çalışma sıcaklığı aralığı (-40°C ila +110°C) termal genleşme ve büzülme dikkate alınmalıdır. Seri/paralel diziler için, akım dağılımını eşitlemek amacıyla ileri gerilim gruplarını eşleştirin. Tam sıcaklık aralığı boyunca hassas renk görünümü gerekliyse, sıcaklıkla renk kayması dikkate alınmalıdır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Rekabet Avantajları

Geleneksel PLCC2 LED'lerle karşılaştırıldığında, bu cihaz AEC-Q101 otomotiv yeterliliğine sahiptir ve bu da termal şok, yüksek nem ve uzatılmış ömür testleri altında daha yüksek güvenilirlik sağlar. 120° görüş açısı, birçok standart üründen (tipik olarak 110°) daha geniştir ve daha eşit aydınlatma sağlar. 21°C/W termal direnç, bu paket boyutu için nispeten düşüktür ve daha iyi ısı dağılımını kolaylaştırır. Sıkı gruplama (0.1V voltaj adımları, ~6 lm akı adımları) çoklu LED uygulamalarında daha yüksek verim sağlar. 8000V (HBM) ESD koruması, tipik 2000V değerlerini aşarak montaj sırasında ESD kaynaklı arızaları azaltır.

10. Sıkça Sorulan Sorular

S: Bu LED'i çalıştırabileceğim maksimum akım nedir?
C: Mutlak maksimum ileri akım 180mA'dir ancak önerilen çalışma akımı 150mA'dir. Darbe çalışmasında, 1/10 görev döngüsünde 350mA'ye kadar izin verilir.

S: LED'e zarar vermemek için nasıl kullanmalıyım?
C: Silikon lense dokunmaktan kaçının. Kenarlardan cımbız kullanın. ESD önlemlerini (topraklanmış bilek kayışı, iletken çalışma yüzeyi) uygulayın. Kuru ortamda saklayın ve nem maruziyetinden şüpheleniliyorsa fırınlayın.

S: Bu LED'i dış mekan otomotiv uygulamalarında kullanabilir miyim?
C: Evet, cihaz AEC-Q101'e uygun olarak dış aydınlatma için tasarlanmıştır. Ancak, armatürün yeterli termal yönetim ve çevresel kirleticilerden koruma sağladığından emin olun.

S: "60N" grup kodu ne anlama geliyor?
C: Bu, CIE 1931 renk uzayında dört köşe koordinatıyla tanımlanan bir kromatisite grubudur. Spesifik koordinatlar veri sayfasında listelenmiştir. Bu grup, tipik olarak sinyalizasyon için kullanılan beyaz bir renk bölgesine karşılık gelir.

11. Pratik Uygulama Örnekleri

Örnek 1: Otomotiv İç Ortam Aydınlatması
Bir OEM, kapı paneli ortam aydınlatması için 10mm genişliğinde ışık şeritleri talep etti. Şerit başına 150mA'de 8 LED kullanıldığında toplam akı ~520lm oldu. Dikkatli termal tasarım (alüminyum PCB) ile bağlantı noktası sıcaklığı 90°C'nin altında kaldı. Geniş görüş açısı, sıcak noktalar olmadan eşit aydınlatma sağladı.

Örnek 2: Sinyal Lambası Göstergesi
Bir sinyal lambası modülü, 150mA'de sabit akım sürücüsü ile seri olarak 6 LED kullandı. Voltaj gruplaması (H1) VF uyumsuzluğunu en aza indirdi. 120° görüş açısı, otomotiv yönetmeliklerine uygun olarak yeterli görünürlük sağladı. AEC-Q101 yeterliliği, termal döngü altında uzun vadeli güvenilirlik konusunda güven verdi.

12. Çalışma Prensibi

Bu beyaz LED, yaklaşık 450nm'de ışık yayan mavi bir InGaN (indiyum galyum nitrür) çipine dayanır. Çip, mavi ışığın bir kısmını emen ve onu sarı ışık olarak yeniden yayan bir YAG (itriyum alüminyum garnet) fosforu ile kaplanmıştır. Kalan mavi ışık ve sarı floresansın birleşimi beyaz ışık üretir. Renk sıcaklığı ve renksel geriverim indeksi, fosfor bileşimi ve kalınlığına göre belirlenir. PLCC2 paketi, mekanik koruma, elektrik bağlantıları ve ışık çıkışını artırmak için yansıtıcı bir boşluk sağlar.

13. Teknoloji Trendleri ve Gelecek Görünümü

Beyaz LED'ler, daha yüksek verimlilik, daha iyi renk kalitesi ve daha küçük paketler yönünde gelişmeye devam etmektedir. Otomotiv aydınlatmasındaki trend, minyatürleştirme, akıllı kontrollerle entegrasyon (ör. PWM karartma, renk ayarlama) ve katı güvenilirlik standartlarına (otomotiv LED'leri için AEC-Q102) uygunluk yönündedir. Gelecekteki gelişmeler, daha küçük ayak izi, daha yüksek akı yoğunluğu ve gelişmiş termal performans için çip seviyesinde paketleme (CSP) içerebilir. Ayrıca, fosfor gelişmeleri daha hassas renk gruplaması ve daha düşük termal düşüş sağlamaktadır. Sert ortamlarda uzatılmış ömür için gelişmiş UV direncine sahip seramik altlıklar veya silikon bazlı kapsülleyicilerin kullanımı da araştırılmaktadır.