3030 Beyaz LED Teknik Şartnamesi - Boyut 3.00x3.00x0.55mm - Gerilim 2.8-3.6V - Güç ~1.5W - Türkçe Teknik Belge

1. Açıklama

Bu belge, yüksek parlaklıklı bir beyaz LED bileşeninin teknik özelliklerini sağlar. Cihaz, Yüzey Montaj Teknolojisi (SMT) montajı için tasarlanmış olup, endüstri standardı 3030 paket ayak izine sahiptir.

1.1 Genel Bakış

Beyaz LED, mavi çip ve fosfor teknolojisi kullanılarak beyaz ışık üretmek üzere imal edilmiştir. Bileşen, güvenilir performans için iyi termal ve mekanik stabilite sunan bir EMC (Epoksi Kalıp Bileşiği) paketinde bulunur.

1.1.1 Özellikler

• Geliştirilmiş güvenilirlik için EMC Paketi.
• Son derece geniş görüş açısı, geniş aydınlatma için uygundur.
• Standart SMT montaj ve lehim geri akış işlemleriyle tam uyumludur.
• Otomatik seç ve yerleştir montajı için şerit ve makara üzerinde tedarik edilir.
• Nem Duyarlılık Seviyesi (MSL): Seviye 3.
• RoHS çevre yönergelerine uygundur.

1.1.2 Uygulamalar

• LCD paneller, televizyonlar ve monitörler için arka aydınlatma.
• Anahtar ve semboller için aydınlatma.
• Genel amaçlı optik göstergeler.
• Kapalı mekan ekran uygulamaları.
• Tübüler aydınlatma armatürleri.
• Genel aydınlatma kullanımları.

1.2 Paket Boyutları ve Mekanik Şekil

LED, kompakt bir 3030 ayak izine sahiptir. Ana mekanik boyutlar aşağıdaki gibidir:

• Paket Uzunluğu: 3.00 mm (tolerans \u00b10.2mm).
• Paket Genişliği: 3.00 mm (tolerans \u00b10.2mm).
• Paket Yüksekliği: 0.55 mm (nominal).
• Lens, yaklaşık 2.6 mm çapında kubbe şeklindedir.
• Anot ve katot pedleri paketin altında bulunur ve PCB tasarımı için önerilen lehim pedi boyutları sağlanır (her ped için 2.26mm x 1.45mm, aralarında 0.69mm boşluk).

Tüm boyut birimleri milimetredir ve aksi belirtilmedikçe standart toleranslar \u00b10.2mm'dir. Doğru polarite tanımlaması çok önemlidir; paket, anot ve katot terminallerini ayırt etmek için görsel işaretler içerir.

1.3 Ürün Parametreleri: Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Tüm parametreler, eklem sıcaklığı (T_J) 25\u00b0C'de belirtilmiştir. Bu derecelendirmeleri anlamak, güvenilir devre tasarımı ve termal yönetim için esastır.

Elektriksel ve Optik Karakteristikler (T_S=25\u00b0C)

Tipik çalışma koşulları altındaki ana performans metrikleri:

• İleri Gerilim (V_F): 500mA test akımında 2.8V (Min) ila 3.6V (Maks). Tipik değer bu aralık içindedir.
• Ters Akım (I_R): 5V ters gerilimde maksimum 10 \u00b5A.
• Işık Akısı (\u03a6): 500mA'de 115 lm (Min) ila 180 lm (Maks).
• Görüş Açısı (2\u03b8_1/2): Tipik 120 derece, çok geniş bir ışın deseni sağlar.
• Termal Direnç (R_THJ-S): Eklemden lehim noktasına ölçülen tipik 12 \u00b0C/W.

Mutlak Maksimum Derecelendirmeler (T_S=25\u00b0C)

Bu derecelendirmeler, kalıcı hasarın oluşabileceği sınırları tanımlar. Çalışma sırasında asla aşılmamalıdır.

• Güç Dağılımı (P_D): Maksimum 2160 mW.
• Sürekli İleri Akım (I_F): Maksimum 600 mA.
• Tepe İleri Akım (I_FP): Darbe koşullarında maksimum 900 mA (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği).
• Ters Gerilim (V_R): Maksimum 5 V.
• Elektrostatik Deşarj (ESD) HBM: %90'dan fazla verimle 2000V'a (HBM) kadar dayanır, ancak işleme sırasında ESD koruması yine de gereklidir.
• Çalışma Sıcaklığı (T_OPR): -10\u00b0C ila +80\u00b0C.
• Depolama Sıcaklığı ve Nem: Bağıl nem \u226460%'de 5\u00b0C ila 30\u00b0C.
• Maksimum Eklem Sıcaklığı (T_J): 115 \u00b0C. Bu, LED ömrü için kritik bir sınırdır.

Kritik Tasarım Notu:Maksimum çalışma akımı, çalışma sırasında gerçek paket sıcaklığı ölçüldükten sonra belirlenmelidir. Eklem sıcaklığı, 115\u00b0C maksimum derecelendirmesini aşmamalıdır. Toplam güç dağılımının (V_Fx I_F) 2160mW mutlak maksimum derecelendirmesini aşmamasına dikkat edilmelidir.

1.4 Ürün Sınıflandırma Sistemi

Üretim uygulamalarında renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için, LED'ler I_F= 500mA'de ölçülen ana parametrelere göre sınıflara ayrılır.

• İleri Gerilim (V_F) Sınıflandırması: LED'ler, 2.8-2.9V'dan 3.5-3.6V'a kadar her biri 0.1V adım temsil eden sekiz sınıfa (G1, G2, H1, H2, I1, I2, J1, J2) ayrılır. Bu, tasarımcıların çoklu LED dizilerinde akım eşleştirmesi için daha sıkı gerilim toleranslarına sahip LED'leri seçmelerine olanak tanır.
• Işık Akısı (\u03a6) Sınıflandırması: LED'ler, T115, T120, T125 vb. etiketli ışık akısı sınıflarına ayrılır, her biri 115-120 lm'den başlayarak 5-lümen adımını temsil eder. Bu, bir uygulamadaki toplam ışık çıkışı üzerinde hassas kontrol sağlar.

V_Fve \u03a6 sınıflarının bir kombinasyonunu belirleyerek, mühendisler nihai ürünlerinde son derece düzgün performans elde edebilir. Şartname, ileri gerilim (\u00b10.1V) ve ışık akısı (\u00b15%) ölçümü için tolerans notları sağlar.

1.5 Optik Karakteristikler ve Kolorimetri

Belge, rengi tanımlamak için uluslararası standart olan C.I.E. 1931 Renklilik Diyagramına atıfta bulunur. Beyaz LED'ler için renk, bu diyagramdaki koordinatları (x, y) ile tanımlanır. Şartname, karşılık gelen hedef CIE (x, y) koordinat aralıkları (örneğin, CIE-X1, CIE-Y1, CIE-X2, CIE-Y2) ile sınıf kodlarının bir tablosunu içerir. Bu renk koordinatları için tipik ölçüm toleransı \u00b10.005'tir. Bir montajdaki bireysel LED'ler arasında görünür renk farkları (renk kayması) önlemek için aynı veya bitişik renk sınıflarından LED'lerin seçilmesi esastır.

2. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

Ürün, yüksek hacimli, otomatik imalat için optimize edilmiş bir formatta tedarik edilir.

2.1 Paketleme Özellikleri

LED, makaralara sarılmış kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde teslim edilir. Taşıyıcı şerit ceplerinin, makara çapının ve göbek boyutunun detaylı boyutları, standart SMT yerleştirme ekipmanıyla uyumluluğu sağlamak için verilir. Makara için bir etiket şartnamesi de tanımlanır. Paketleme süreci, MSL 3 derecelendirmesine uygun nem dirençli önlemler içerir ve birimler nakliye ve depolama için karton kutularda daha da paketlenir.

2.1.6 Güvenilirlik Testi

Ürün, çeşitli çevresel stresler altında performansı sağlamak için bir dizi güvenilirlik testine tabi tutulur. Şartname, tipik olarak yüksek sıcaklık depolama, düşük sıcaklık depolama, sıcaklık döngüsü, nem direnci ve lehim ısı direnci gibi testleri içeren test kalemlerini ve koşullarını listeler. Her test için belirli koşullar (örneğin, sıcaklık, süre, döngü sayısı) tanımlanır.

2.1.7 Hasar Kriterleri

Bir bileşenin güvenilirlik testi veya işleme sonrasında hasar görüp görmediğini yargılamak için net görsel ve işlevsel kriterler oluşturulmuştur. Bu, çatlak paket, renk değişimi, bağlantı kopması veya başlangıç elektriksel/optik parametrelerden önemli sapma gibi kriterleri içerebilir.

3. SMT Geri Akış Lehimleme Kılavuzu

Proper soldering is critical for mechanical integrity and thermal performance. The component is designed for lead-free reflow soldering processes.

Kılavuzlar, bir geri akış lehimleme sıcaklık profilini belirtir. Bu profil, ön ısıtma sıcaklığı ve süresi, sıcaklık artış hızı, tepe sıcaklığı, sıvı üstü sıcaklık süresi ve soğutma hızı gibi ana parametreleri tanımlar. Bu profile uymak, LED'e termal şok oluşmasını önler; bu, iç stres, katman ayrılması veya erken arızaya neden olabilir. Lehimleme sırasındaki maksimum gövde sıcaklığı, belirtilen sınırı aşmamalıdır.

3.1.1 Lehim Havyası Kullanımı (Yeniden İşlem İçin)

Manuel yeniden işlem gerekliyse, özel önlemler alınmalıdır. Lehim havyası ucu sıcaklığı kontrol edilmeli ve LED terminallerle temas süresi minimumda tutulmalıdır (tipik olarak 3 saniyeden az) böylece aşırı ısının LED çipine iletilmesi ve onu veya iç bağlantıları hasarlaması önlenir.

3.1.2 Onarım Süreci

Arızalı bir LED'i çıkarmak ve değiştirmek için önerilen bir süreç sağlanır. Bu genellikle, eski bileşeni çıkarmak için lehim bağlantılarına dikkatlice ısı uygulamayı, pedi temizlemeyi, yeni lehim macunu uygulamayı ve ardından yeni bileşeni yerleştirip standart profili takip ederek geri akış yapmayı içerir.

3.1.3 Genel Uyarılar

• LED lense mekanik stres uygulamayın.
• Lens yüzeyine parmak veya aletlerle dokunmaktan kaçının böylece kirlenme önlenir.
• Güvenilir bir lehim filetosu ve uygun hizalama elde etmek için PCB ped tasarımının önerilen lehim deseniyle eşleştiğinden emin olun.

4. İşleme ve Depolama Önlemleri

Kalite ve güvenilirliği korumak için, çeşitli işleme önlemleri vurgulanır:

• ESD Koruması: LED'in 2000V HBM ESD derecelendirmesi olsa da, yine de bir yarı iletken cihazdır. Elektrostatik deşarjdan kaynaklanan hasarı önlemek için antistatik işleme prosedürleri (örn., topraklanmış çalışma istasyonları, bileklikler) kullanılmalıdır.
• Nem Duyarlılığı: MSL Seviye 3 bir bileşen olarak, paket havadan nem emebilir. Mühürlü nem bariyeri torbası açılırsa veya hasar görürse, bileşenler belirli bir süre içinde (tipik olarak <30\u00b0C/%60 RH'de 168 saat) kullanılmalı veya geri akış lehimleme öncesinde \"patlamış mısır\" etkisini (geri akış sırasında buharlaşan nem nedeniyle paket çatlaması) önlemek için öngörülen prosedüre göre yeniden kurutulmalıdır.
• Depolama Koşulları: Belirtildiği gibi serin, kuru bir ortamda saklayın (5-30\u00b0C, RH \u2264 %60). Doğrudan güneş ışığına, aşındırıcı gazlara veya aşırı toza maruz kalmaktan kaçının.
• Temizlik: Lehim sonrası temizlik gerekliyse, LED paket malzemesiyle uyumlu onaylanmış çözücüler ve yöntemler kullanın. Belirli bileşen için güvenli olduğu doğrulanmadıkça ultrasonik temizlikten kaçının.

5. Uygulama Kılavuzları ve Tasarım Hususları

5.1 Tasarımda Termal Yönetim

LED performansı ve ömrü için en kritik faktör, eklem sıcaklığını (T_J) yönetmektir. Eklemden lehim noktasına termal direnç tipik 12\u00b0C/W'dır. T_J:

T_J= T_PCB+ (R_THJ-S\u00d7 Güç Dağılımı)

Burada T_PCB, PCB üzerindeki lehim pedlerindeki sıcaklıktır. Tasarımcılar, T_J'yi 115\u00b0C maksimumunun oldukça altında, tercihen uzun ömür için 85-100\u00b0C altında tutmak için yeterli PCB bakır alanı (termal pedler veya düzlemler) ve muhtemelen ek soğutma sağlamalıdır. Maksimum 600mA'den daha düşük bir ileri akım kullanmak, güç dağılımını ve ısı üretimini azaltmanın etkili bir yoludur.

5.2 Sürücü Devre Tasarımı

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Sabit akım sürücüsü, sabit gerilim sürücüsüne kıyasla şiddetle tavsiye edilir; böylece kararlı ışık çıkışı sağlanır ve termal kaçak önlenir. Sürücü, ileri gerilim değişimini (2.8-3.6V) hesaba katarak akımı gerekli seviyeye (örneğin, nominal parlaklık için 500mA) sınırlayacak şekilde tasarlanmalıdır. Çoklu LED dizileri için, seri bağlantı akım eşleştirmesini sağlamaya yardımcı olurken, paralel bağlantılar V_F variations.

5.3 Optik Tasarım Hususları

120 derecelik görüş açısı, bu LED'i odaklanmış bir nokta yerine geniş, dağınık aydınlatma gerektiren uygulamalar için uygun hale getirir. Arka aydınlatma uygulamaları için, ışığı eşit dağıtmak üzere tipik olarak optik difüzörler ve ışık kılavuzları kullanılır. Başlangıç ışık akısı ve zamanla kademeli azalması (lümen bakımı), sistemin genel ışık çıkışı gereksinimlerine dahil edilmelidir.

5.4 Tipik Uygulama Devreleri

Temel bir uygulama devresi, bir sabit akım LED sürücü IC'si veya gerilim kaynağından güç alırken LED ile seri bağlı basit bir akım sınırlama direncini içerir. Seri direnç değeri R = (V_Besleme- V_F) / I_Folarak hesaplanır. Direncin güç derecelendirmesi yeterli olmalıdır (P = (I_F)²\u00d7 R). Bu yöntem, anahtarlamalı sabit akım sürücüden daha az verimlidir ancak basit, düşük güçlü uygulamalar için kabul edilebilir olabilir. 500mA çalışma için, verimlilik, kontrol ve koruma için neredeyse her zaman özel bir LED sürücü IC'si önerilir.