RF-40QI32DS-FH-N Beyaz LED Teknik Şartnamesi - PLCC-2 Paketi - 2.8x3.5x1.82mm - 3.0V - 60mA - 22.5lm - 4290K CRI97

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, standart bir PLCC-2 yüzey montaj paketindeki yüksek renk geri verimli beyaz ışık yayan diyot (LED) özelliklerini detaylandırır. Cihaz, beyaz ışık üretmek için fosforla birleştirilmiş mor bir yarı iletken çip kullanılarak üretilmiştir ve doğru renk temsili gerektiren uygulamalar için uygundur.

1.1 Temel Avantajlar

LED, modern elektronik tasarımlar için güvenilir bir seçim yapan birkaç önemli avantaj sunar:

• PLCC-2 Paketi:Endüstri standardı paket, otomatik montaj işlemleriyle uyumluluğu sağlar.
• Son Derece Geniş Görüş Açısı:Tipik 120 derecelik yarı yoğunluk açısı, düzgün ışık dağılımı sağlar.
• Tam SMT Uyumluluğu:Tüm standart yüzey montaj teknolojisi montaj ve lehim yeniden akış işlemlerinde kullanılmak üzere tasarlanmıştır.
• Tape ve Reel Paketleme:Yüksek hacimli, otomatik seç ve yerleştir montajı için taşıyıcı bant ve reel üzerinde mevcuttur.
• Nem Duyarlılığı:MSL (Nem Duyarlılık Seviyesi) 3 olarak derecelendirilmiştir, standart işleme önlemleri gerektiğini gösterir.
• Çevresel Uyumluluk:Ürün, RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uygundur.

1.2 Hedef Pazar & Uygulama

Bu LED, iyi renk kalitesinin önemli olduğu genel aydınlatma ve gösterge amaçları için tasarlanmıştır. Birincil uygulama alanları şunları içerir:

• Elektronik cihazlar ve kontrol panellerinde optik durum göstergeleri.
• Kapalı alan bilgi ekranları ve tabelalar için arka aydınlatma.
• Genel tüp aydınlatma uygulamaları.
• Yüksek CRI'nın faydalı olduğu geniş genel amaçlı aydınlatma.

Önemli Not:Ürün, muhtemelen paket üzerindeki mekanik stres değerlendirmeleri nedeniyle, esnek şerit uygulamalarında kullanıma uygun değildir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

LED'in performansı, eklem sıcaklığı (Tj) 25°C'de standart test koşullarında tanımlanır.

2.1 Elektro-Optik Özellikler

İleri akım (IF) 60mA'deki birincil çalışma parametreleri şu şekildedir:

• İleri Voltaj (VF):Tipik 3.0V, 2.9V (Min) ile 3.2V (Max) arasında değişir. Bu parametre, seri direnç değerinin hesaplanması veya sabit akım sürücü tasarımı için kritiktir.
• Işık Akısı (Φ):Tipik 22.5 lümen, 20 lm (Min) ile 26 lm (Max) arasında değişir. Bu, toplam görünür ışık çıkışını ölçer.
• Görüş Açısı (2θ½):Tipik 120 derece, ışık yoğunluğunun tepe yoğunluğun en az yarısı olduğu açısal yayılımı tanımlar.
• Renk Geri Verim İndeksi (CRI):Tipik 97, minimum 95. Bu olağanüstü yüksek değer, LED'in aydınlatılan nesnelerin gerçek renklerini sadık bir şekilde ortaya çıkarma yeteneğini gösterir, bu da onu perakende, müze veya görev aydınlatması için ideal kılar.
• Ters Akım (IR):Ters voltaj (VR) 5V'de maksimum 10 µA, kapalı durumdaki sızıntı akımını gösterir.
• Termal Direnç (R_THJ-S):Eklemden lehim noktasına tipik 20 °C/W. Bu değer, termal yönetim tasarımı için kritiktir, çünkü her watt dağıtılan güç için eklem sıcaklığının ne kadar artacağını tanımlar.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, kalıcı hasarın meydana gelebileceği stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırların altında veya üzerinde çalışma garanti edilmez.

• Güç Dağılımı (P_D):576 mW
• Sürekli İleri Akım (I_F):180 mA
• Tepe İleri Akım (I_FP):300 mA (1/10 görev döngüsünde, 0.1ms darbe genişliği)
• Ters Voltaj (V_R):5 V
• Elektrostatik Deşarj (ESD) HBM:2000 V (Not: Bu seviyede %90'ın üzerinde verim, ancak işleme sırasında ESD koruması hala gereklidir).
• Çalışma & Depolama Sıcaklığı (T_OPR, T_STG):-40°C ila +100°C
• Maksimum Eklem Sıcaklığı (T_J):125°C

Kritik Tasarım Kuralı:Maksimum çalışma akımı, eklem sıcaklığının 125°C'yi aşmadığından emin olmak için uygulamadaki gerçek paket sıcaklığı ölçüldükten sonra belirlenmelidir.

3. Gruplama Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için, LED'ler I_F= 60mA'de ölçülen ana parametrelere göre gruplara ayrılır.

3.1 İleri Voltaj (VF) Gruplaması

LED'ler üç voltaj grubuna ayrılır, bu da kararlı güç kaynakları tasarlamaya ve dizilerde düzgün parlaklık elde etmeye yardımcı olur.

• G2 Grubu:2.9V – 3.0V
• H1 Grubu:3.0V – 3.1V
• H2 Grubu:3.1V – 3.2V

3.2 Işık Akısı (Φ) Gruplaması

Işık çıkışı üç akı grubuna ayrılır, bu da tasarımcıların uygulamaları için uygun parlaklık seviyesini seçmelerine olanak tanır.

• QED Grubu:20 – 22 lümen
• QGD Grubu:22 – 24 lümen
• QHA Grubu:24 – 26 lümen

3.3 Renklilik / Renk Sıcaklığı Gruplaması

Belge, CIE 1931 renklilik diyagramına atıfta bulunur ve diyagram üzerinde dörtgen veya altıgen bölgeleri tanımlayan belirli koordinat setleri (ör. 40A, 40B, 40C, 40D, 40K) sağlar. Bu parça numarası için bahsedilen birincil grup, parça numarası sonekinde belirtildiği gibi "40K" grup kodu ve yaklaşık 4290K'lık bir ilişkili renk sıcaklığı (CCT) etrafında merkezlenmiş görünmektedir. Hassas renk koordinatları, beyaz nokta üzerinde sıkı kontrol sağlar, bu da birden fazla LED arasında renk tutarlılığının kritik olduğu uygulamalar için esastır.

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 İleri Voltaj vs. İleri Akım (I-V Eğrisi)

Karakteristik I-V eğrisi, LED üzerine uygulanan voltaj ile ortaya çıkan akım arasındaki ilişkiyi gösterir. Bu cihaz için, tipik çalışma akımı 60mA'de, ileri voltaj yaklaşık 3.0V'dur. Eğri doğrusal değildir, standart bir diyot açılma karakteristiği sergiler. Bu veri, uygun bir akım sınırlayıcı sürücü topolojisi (dirençli veya sabit akım) seçmek için esastır.

4.2 Bağıl Işık Şiddeti vs. İleri Akım

Bu eğri, ışık çıkışının sürücü akımıyla nasıl ölçeklendiğini gösterir. Çıkış, akımla doğrusal olmayan bir şekilde artar. Daha yüksek akımlarda sürüş daha fazla ışık sağlarken, aynı zamanda daha fazla ısı üretir, bu da termal yönetim yetersizse verimliliği (ışık etkinliği) azaltabilir ve potansiyel olarak LED'in ömrünü kısaltabilir. Önerilen 60mA veya altında çalışma, optimal performans ve güvenilirlik sağlar.

5. Mekanik & Paketleme Bilgisi

5.1 Paket Boyutları ve Toleranslar

PLCC-2 paketi aşağıdaki kritik boyutlara sahiptir (hepsi milimetre cinsindendir, belirtilmediği sürece genel tolerans ±0.05mm):

• Toplam Uzunluk:3.50 mm
• Toplam Genişlik:2.80 mm
• Toplam Yükseklik:1.82 mm (tipik)
• Bacak Genişliği:0.48 mm (tipik)
• Bacak Aralığı:2.10 mm (anot ve katot merkezleri arasında)

Detaylı üst, yan, alt ve polarite görünümleri boyut çizimlerinde sağlanmıştır.

5.2 Polarite Tanımlama ve Lehim Ped Deseni

Doğru montaj için net polarite işaretlemesi esastır. Paket tasarımı bir polarite göstergesi içerir. Güvenilir bir lehim filleti ve yeniden akış lehimleme sırasında uygun hizalama sağlamak için önerilen lehim ped land deseni de sağlanmıştır, bu termal performans ve mekanik dayanım için kritiktir.

6. Lehimleme & Montaj Yönergeleri

6.1 SMT Yeniden Akış Lehimleme Talimatları

LED, standart kızılötesi veya konveksiyon yeniden akış lehimleme işlemleri için uygundur. Önerilen yeniden akış profilinin uyulması çok önemlidir. Tipik ana parametreler şunları içerir:

• Ön Isıtma:Lehim pastası fluxunu aktive etmek ve termal şoku en aza indirmek için kademeli bir rampa yükselişi.
• Islatma/Ön Akış:Bileşenin ve kartın düzgün ısınmasını sağlamak için sıvılaşma noktasının altındaki bir sıcaklıkta bir süre.
• Yeniden Akış:Lehim pastasının eridiği bir tepe sıcaklık bölgesi. Tepe sıcaklığı, LED'in iç malzemelerine (epoksi, fosfor, tel bağları) zarar vermekten kaçınırken uygun lehim bağlantısı oluşumunu sağlamak için kontrol edilmelidir. Maksimum gövde sıcaklığı derecelendirilmiş sınırı aşmamalıdır.
• Soğutma:A controlled cool-down period to solidify the solder joints.

Consult the specific SMT instructions section for the exact temperature-time profile.

.2 Handling and Storage Precautions

• ESD Protection:Although the device has a 2000V HBM ESD rating, standard ESD precautions (grounded workstations, wrist straps) must be used during handling to prevent cumulative damage.
• Moisture Sensitivity:As an MSL Level 3 component, the bag must be baked before soldering if the exposure time outside the dry pack exceeds the specified limit (typically 168 hours at ≤30°C/60% RH).
• Avoid Mechanical Stress:Do not apply excessive force to the lens or leads.
• Cleanliness:Avoid contamination of the lens surface, as it can reduce light output.

. Packaging and Reliability

.1 Packaging Specification

The product is supplied in a moisture-resistant barrier bag with desiccant, placed on embossed carrier tape wound onto a reel. Detailed dimensions for the carrier tape pockets and the reel itself are provided to ensure compatibility with automated assembly equipment. A label on the reel specifies part number, quantity, bin codes, and lot traceability information.

.2 Reliability Test Items

The product undergoes a series of reliability tests to ensure long-term performance under various environmental stresses. While specific conditions are listed in a dedicated table, typical tests for LEDs include:

• High-Temperature Operating Life (HTOL):Tests longevity under continuous operation at elevated temperature.
• Temperature Cycling:Tests resistance to thermal shock and mechanical stress from expansion/contraction.
• Humidity Testing:Evaluates resistance to moisture ingress.
• Solder Heat Resistance:Verifies the package can withstand the soldering process.

Specific criteria for judging failures (e.g., changes in forward voltage, luminous flux, or catastrophic failure) after these tests are defined.

. Application & Design Considerations

.1 Thermal Management

Given the thermal resistance of 20°C/W, effective heat sinking is paramount, especially when driving at currents above the nominal 60mA or in high ambient temperatures. The primary heat dissipation path is through the solder pads to the printed circuit board (PCB). Using a PCB with thermal vias under the LED's thermal pad (if applicable) connected to a ground plane or dedicated heatsink area is a standard practice to lower the thermal resistance from junction to ambient (R_THJ-A). Always calculate the expected junction temperature: T_J= T_A+ (P_D* R_THJ-A), and ensure T_J <°C.

.2 Electrical Drive

For optimal stability and longevity, drive the LED with a constant current source rather than a constant voltage with a series resistor, especially in applications where temperature varies or consistent brightness is required. The constant current source automatically adjusts the voltage to maintain the set current, compensating for the negative temperature coefficient of the LED's forward voltage.

.3 Optical Design

The 120-degree viewing angle produces a lambertian-like emission pattern. For applications requiring a narrower beam, secondary optics (lenses or reflectors) must be used. The high CRI makes this LED suitable for areas where color discrimination is important, but designers should be aware that high-CRI white LEDs often have a slightly lower luminous efficacy compared to standard white LEDs.

. Technical Comparison & Differentiation

Compared to standard mid-power white LEDs, this product's key differentiator is its exceptionally high Color Rendering Index (CRI ≥95). Most general-purpose white LEDs have a CRI in the 70-80 range. This high CRI is achieved through precise phosphor formulation and process control, making it ideal for applications where color quality cannot be compromised, albeit potentially at a higher cost point and slightly lower efficiency than standard white LEDs.

. Frequently Asked Questions (Based on Technical Data)

.1 What is the recommended operating current?

The specifications are primarily characterized at 60mA, which is the recommended typical operating point for balanced performance of light output, efficacy, and reliability. It can be operated up to the absolute maximum of 180mA, but only with excellent thermal management to keep the junction temperature in check.

.2 How do I interpret the bin codes when ordering?

The part number (e.g., RF-40QI32DS-FH-N) often contains encoded information. You must specify the required V_Fbin (G2, H1, H2) and Flux bin (QED, QGD, QHA) based on your circuit design and brightness requirements. The "40" in the part number and the referenced "40K" chromaticity bin indicate the nominal color temperature group.

.3 Why is it not suitable for flexible strips?

Flexible strips undergo constant bending and flexing during installation and use. The rigid PLCC-2 package and its solder joints are susceptible to cracking under such repeated mechanical stress, leading to failure. LEDs for flexible strips typically use a softer, more resilient package or are specially coated to withstand bending.

. Practical Use Case Example

Scenario: Designing a high-quality task lamp.A designer needs uniform, bright light with excellent color rendition for a desktop task lamp. They select this LED for its high CRI (97), ensuring documents and objects appear in their true colors. They design a metal-core PCB (MCPCB) to act as a heatsink, driving 12 LEDs in series with a constant-current driver set to 60mA per LED. The wide 120-degree viewing angle provides good coverage without harsh shadows. The designer specifies the H1 voltage bin and QGD flux bin to ensure consistent brightness and voltage drop across all 12 LEDs in the series string.

. Operational Principle

This is a phosphor-converted white LED. A gallium nitride-based semiconductor chip emits light in the purple/ultraviolet spectrum. This primary light is not emitted directly. Instead, it excites a layer of phosphor material deposited on or around the chip. The phosphor absorbs the high-energy purple photons and re-emits light across a broader spectrum in the yellow and red regions. The combination of the unconverted residual purple/blue light from the chip and the broad yellow/red emission from the phosphor mixes to produce white light. The exact composition and thickness of the phosphor layer determine the correlated color temperature (CCT) and Color Rendering Index (CRI) of the resulting white light.

. Technology Trends

The general trend in LED technology is towards higher efficacy (more lumens per watt), better color quality (higher CRI and more precise color consistency), and increased reliability. For mid-power packages like the PLCC-2, improvements often come from more efficient chip designs, advanced phosphor formulations with narrower emission bands for better color gamut, and improved package materials for lower thermal resistance and higher maximum operating temperatures. The industry is also focusing on reducing costs and improving sustainability through material choices and manufacturing processes. The product documented here represents a current implementation emphasizing high color quality within a standard, cost-effective package format.