Sarı LED 3.2x3.0x0.6mm Teknik Özellikler - İletim Gerilimi 5.4-6.6V - Güç 1.32W - Işık Akısı 83.7-117lm - Otomotiv Sınıfı

1. Ürün Genel Bakış

Bu Sarı LED, zorlu otomotiv aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış yüksek performanslı bir yüzey montaj cihazıdır. Bileşen, mavi bir çip ve sarı fosfor dönüşüm katmanı kombinasyonu kullanılarak üretilmiştir; bu sayede doygun sarı emisyon ve mükemmel renk kararlılığı sağlanır. Paket 3.2mm x 3.0mm x 0.6mm (uzunluk x genişlik x yükseklik) ölçülerindedir ve yüksek ışık çıkışı sunarken alan kısıtlamalı tasarımlar için uygundur. Anahtar özellikler: 150mA'de tipik 5.4V ila 6.6V iletim gerilimi, 83.7lm ila 117lm arasında ışık akısı ve maksimum 1.32W güç tüketimi. LED, AEC-Q101 stres test standardına göre otomotiv sınıfı ayrık yarı iletkenler için kalifiye edilmiştir ve zorlu çalışma koşullarında güvenilirlik sağlar. Bant ve makara ambalajında 4000 adet/makara olarak tedarik edilir ve standart SMT montaj süreçleriyle uyumludur.

1.1 Genel Tanım

Sarı LED, mavi bir LED çipinin fosfor malzemeyle kaplanmasıyla mavi ışığı sarı ışığa dönüştüren bir yüzey montaj cihazıdır (SMD). Paket, mükemmel ısı direnci, mekanik dayanıklılık ve optik performans sağlayan EMC (Epoksi Kalıplama Bileşiği) malzemeden yapılmıştır. Ürün boyutları tam olarak 3.20mm x 3.00mm x 0.60mm olup, aksi belirtilmedikçe toleranslar ±0.2mm'dir. LED, 120 derece geniş görüş açısına (yarı yoğunluk açısı) sahiptir ve geniş ışık dağılımı gerektiren gösterge ve aydınlatma uygulamaları için idealdir.

1.2 Özellikler

• Gelişmiş termal ve mekanik güvenilirlik için EMC paketi
• Son derece geniş görüş açısı (2θ1/2 = 120°)
• Tüm SMT montaj ve lehimleme proseslerine uygun (reflow lehimleme ile uyumlu)
• Bant ve makara olarak mevcuttur (4000 adet/makara)
• Nem duyarlılık seviyesi: Seviye 2 (JEDEC'e göre)
• RoHS ve REACH gerekliliklerine uygundur
• AEC-Q101 Stres Test Kalifikasyonu ile Otomotiv Sınıfı Ayrık Yarı İletkenler için kalifiye edilmiştir

1.3 Uygulamalar

İç ve dış otomotiv aydınlatması (gösterge paneli göstergeleri, düğme arka aydınlatması, ortam aydınlatması, sinyal lambaları ve dekoratif aydınlatma dahil ancak bunlarla sınırlı değildir). Geniş çalışma sıcaklığı aralığı (-40°C ila +110°C) ve yüksek güvenilirlik, sıcaklık uç noktaları ve titreşimin olduğu kaput altı ve dış aydınlatma için uygun hale getirir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Yorumlaması

2.1 Elektriksel ve Optik Özellikler (Ts=25°C'de)

İletim gerilimi aralığı nispeten geniştir (5.4V ila 6.6V); bu, yüksek iletim gerilimine sahip mavi çip kullanan fosfor dönüşümlü sarı LED'ler için tipiktir. Işık akısı gruplandırması tutarlı parlaklık seçimi sağlar. 21°C/W (maks) termal direnç, jonksiyondan lehim noktasına verimli ısı transferini gösterir ve jonksiyon sıcaklığını maksimum 125°C değerinin altında tutmak için kritiktir.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak maksimum değerler çalışma sırasında asla aşılmamalıdır. 1320mW güç tüketimi sınırı, yaklaşık 7.33V iletim geriliminde 180mA'ya karşılık gelir; ancak VF karakteristiği nedeniyle 180mA'daki gerçek gerilim daha yüksek olabilir. Tasarımcılar, jonksiyon sıcaklığını 125°C'nin altında tutmak için yeterli ısı dağıtımı sağlamalıdır. 8000V (HBM) ESD değeri, elektrostatik boşalmaya karşı sağlam koruma sağlar, ancak kullanım sırasında standart ESD önlemleri hala önerilir.

2.3 Termal Karakteristikler ve Tasarım Hususları

21°C/W (maksimum) termal direnç RTHJ-S, tüketilen her watt güç için jonksiyon sıcaklığının lehim noktası sıcaklığının 21°C üzerine çıkacağı anlamına gelir. Tipik 150mA çalışma akımı ve yaklaşık 6.0V tipik VF'de güç tüketimi 0.9W olup, jonksiyon-lehim sıcaklık artışı yaklaşık 18.9°C olur. Ortam sıcaklığı 85°C ise, jonksiyon sıcaklığı yaklaşık 104°C olur ve 125°C sınırının güvenle altındadır. Ancak maksimum anma akımında (180mA) en kötü durum VF ile güç 1.19W'a yaklaşabilir ve 25°C artışa neden olur; 85°C ortamda bu 110°C'ye ulaşır, hala kabul edilebilir ancak marj azalır. Uygun PCB termal tasarımı, yeterli bakır alanı ve termal viyalarla düşük lehim noktası sıcaklığını sağlamak için gereklidir.

3. Gruplandırma Sistemi Açıklaması

LED, müşteriler için tutarlı performans sağlamak amacıyla iletim gerilimi ve ışık akısına göre gruplara ayrılır. Gruplandırma IF=150mA'de yapılır.

3.1 İletim Gerilimi Grupları

3.2 Işık Akısı Grupları

Renklilik grubu "5E" olarak belirlenmiştir ve teknik özelliklerde belirli CIE koordinatları sağlanmıştır. Renk koordinatları, CIE 1931 renklilik diyagramındaki tanımlı dörtgen içinde sıkı bir şekilde kontrol edilir ve tutarlı sarı renk görünümü sağlar. Gruplar, müşterilerin parlaklık ve iletim gerilimi arasında seçim yapmasına olanak tanır; böylece sürücü verimliliği ve dizilerde ışık çıkışı homojenliği optimize edilir.

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 İletim Gerilimi vs. İletim Akımı (I-V Eğrisi)

İletim gerilimi, tipik diyot karakteristiğinde olduğu gibi iletim akımıyla artar. Düşük akımlarda (örn. 30mA) VF yaklaşık 5.5V iken, 150mA'de yaklaşık 6.0V'a (tipik) ulaşır. Eğri, bu çalışma aralığında neredeyse doğrusal bir ilişki gösterir; bu, LED'lerin omik bölgede sürülmesi için beklenir. Tasarımcılar, sabit gerilim sürüşü kullanıldığında VF'nin akımla değişimini hesaba katmalıdır; bir seri direnç veya sabit akım sürücüsü önerilir.

4.2 Bağıl Yoğunluk vs. İletim Akımı

Bağıl ışık çıkışı akımla artar ancak yüksek akımlarda verimlilik düşüşü nedeniyle doğrusaldan daha az kazanç gösterir. 150mA'de bağıl yoğunluk yaklaşık %100'dür (referans). Akımı iki katına çıkarmak (300mA, önerilmez çünkü maksimum 180mA) yalnızca yaklaşık %160 bağıl yoğunluk sağlar; bu da termal ve verimlilik kayıplarını gösterir. Maksimum anma akımına yakın çalışmak, parlaklık ve verimlilik arasında en iyi dengeyi sağlar.

4.3 Sıcaklık Bağımlılığı

Lehim sıcaklığının (Ts) ışık çıkışı ve iletim gerilimi üzerinde önemli etkisi vardır. Sıcaklık 25°C'den 125°C'ye yükseldiğinde bağıl ışık yoğunluğu yaklaşık %30 düşer (%100'den yaklaşık %70'e). Bunun nedeni, yüksek jonksiyon sıcaklıklarında artan ışımasız rekombinasyondur. İletim gerilimi, sıcaklıkla yaklaşık -2 mV/°C oranında azalır (VF vs. Ts eğrisinden gözlemlenir). Bu nedenle, özellikle ortam sıcaklıklarının 85°C veya daha yüksek olabildiği otomotiv ortamlarında, tutarlı parlaklık sağlamak için termal yönetim kritiktir.

4.4 Radyasyon Deseni ve Renklilik Kayması

LED, ±60° yarı yoğunluk açısına sahip simetrik bir radyasyon desenine sahiptir; bu, gösterge ve alan aydınlatması için uygun geniş bir ışın sağlar. Renklilik koordinatları sürüş akımıyla kayar; teknik özellikler, 0 ila 200mA akım aralığında Δx ve Δy'nin 0.015'ten az değiştiğini gösterir, bu da iyi renk kararlılığına işaret eder. Spektral dağılım, fosfor dönüşümlü LED'ler için tipik bir yarı maksimum tam genişlik (FWHM) ile yaklaşık 590-600 nm (sarı bölge) arasında tepe yapar.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED paketi, üstten görünümde 3.20mm x 3.00mm boyutlarında ve 0.60mm kalınlığındadır. Alt görünüm, termal ve elektriksel bağlantı için merkezi bir ped gösterir: boyutlar 2.30mm (genişlik) x 1.80mm (yükseklik) ve yanlarda iki katot/anot pedi. Önerilen lehimleme deseni, 2.6mm x 2.1mm merkezi termal ped ve terminaller için daha küçük pedler önerir. Polarite, katot tarafındaki bir çentikle paket üzerinde açıkça işaretlenmiştir. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlarda ±0.2mm tolerans vardır.

5.2 Lehimleme Ayak İzi Önerisi

Önerilen PCB ayak izi teknik özelliklerde verilmiştir. Isıyı etkin bir şekilde dağıtmak için büyük bir termal ped (2.6mm x 2.1mm) ve anot ile katot için daha küçük pedler (her biri 0.9mm x 0.4mm) içerir. Termal ped ile yan pedler arasındaki boşluk, yeterli yalıtım sağlarken lehim pastası uygulamasına izin verir. Ayak izi, güvenilir lehim bağlantıları için hafif fazla baskı ile paket alt boyutlarıyla eşleşecek şekilde tasarlanmıştır.

6. Montaj ve Lehimleme Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Önerilen reflow lehimleme profili, kurşunsuz lehimleme için JEDEC standartlarına uygundur. Temel parametreler: 150°C'den 200°C'ye 60-120 saniye ön ısıtma; Tsmax'tan tepe noktasına ısıtma hızı ≤3°C/s; 217°C (TL) üzerinde en fazla 60 saniye; tepe sıcaklığı 260°C, maksimum 10 saniye; soğutma hızı ≤6°C/s. 25°C'den tepe noktasına toplam süre 8 dakikayı geçmemelidir. Profil, paketin sıcaklık toleransını aşmadan uygun lehim ıslatması sağlar.

6.2 Önlemler

• Reflow lehimleme işlemi ikiden fazla yapılmamalıdır. İki lehimleme işlemi arasındaki süre 24 saati aşarsa, LED nem emilimi nedeniyle hasar görebilir.
• Isıtma sırasında LED'e mekanik stres uygulamayın.
• Lehimlemeden sonra, soğutma sırasında PCB'yi bükmeyin veya aşırı titreşim uygulamayın.
• Lehimlemeden sonra hızlı soğutma önerilmez (su verme işleminden kaçının).
• Havya ile onarım yaparken çift uçlu havya kullanın ve LED karakteristiklerinin etkilenmediğinden emin olun.

6.3 Kullanım ve Depolama

LED neme duyarlıdır ve MSL Seviye 2 olarak sınıflandırılmıştır. Açılmamış vakumlu torbalar ≤30°C ve ≤75% RH'de bir yıla kadar saklanabilir. Açıldıktan sonra LED'ler ≤30°C ve ≤60% RH'de saklanırsa 24 saat içinde kullanılmalıdır. Bu koşullar aşılırsa veya nem emici süresi dolmuşsa, 60±5°C'de ≥24 saat fırınlama gereklidir. Silikon lens yüzeyine doğrudan dokunmayın; bileşeni cımbızla yanlarından tutun.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Paketleme Özellikleri

LED'ler bant ve makara ambalajında tedarik edilir. Her makara 4000 adet içerir. Taşıyıcı bant boyutları: A0=3.30±0.1mm, B0=3.50±0.1mm, K0=0.90±0.1mm, adım P0=4.00±0.1mm, P1=4.00±0.1mm, P2=2.00±0.05mm, genişlik W=8.00±0.1mm, kalınlık T=0.20±0.05mm, E=1.75±0.1mm, F=3.50±0.1mm, D0=1.50±0.1mm, D1=1.10±0.1mm. Makara çapı 180mm, genişlik 12mm, göbek çapı 60mm ve mil deliği çapı 13.0mm'dir. Her makara, nem emici ve nem gösterge kartı içeren neme dayanıklı bir torbaya konur ve ardından karton kutuda paketlenir.

7.2 Etiket Bilgileri

Her makaradaki etiket, parça numarası, özellik numarası, parti numarası, grup kodu (ışık akısı ve renklilik grubu dahil), iletim gerilimi grubu, dalga boyu kodu, miktar ve tarih kodunu içerir. Bu bilgiler, tam izlenebilirlik ve üretim için istenen grupların seçilmesine olanak tanır.

8. Uygulama Rehberi

8.1 Tipik Uygulamalar

Öncelikle otomotiv iç ve dış aydınlatması için tasarlanan bu sarı LED, gösterge paneli göstergeleri, anahtar arka aydınlatması, ortam vurgu aydınlatması, sinyal lambaları (uygun reflektörlerle birlikte) ve arka kombinasyon lamba işlevleri için kullanılabilir. Geniş görüş açısı, geniş bir alanda eşit parlaklık gerektiren panel aydınlatması için uygundur. Renk ve güvenilirliğin önemli olduğu trafik sinyalleri, uyarı lambaları ve dekoratif aydınlatma gibi otomotiv dışı uygulamalarda da kullanılabilir.

8.2 Tasarım Hususları

• Termal yönetim:PCB termal viyaları ve bakır düzlemler aracılığıyla yeterli ısı dağıtımı sağlayarak lehim noktası sıcaklığını sınırlar içinde tutun; özellikle birden fazla LED yoğun şekilde paketlendiğinde.
• Akım sürüşü:Kararlı ışık akısını korumak için sabit akım sürücüsü kullanın. Gerilim sürüşü kullanılıyorsa, akımı sınırlamak için bir seri direnç ekleyin ve VF değişimini hesaba katın.
• ESD koruması:ESD değeri 8000V olmasına rağmen, ESD güvenli kullanım prosedürleri uygulayın ve uzun hatlar varsa devreye TVS diyotları eklemeyi düşünün.
• Optik tasarım:Geniş emisyon açısı, daha dar bir ışın isteniyorsa ikincil optikler gerektirir. İstenmeyen geri beslemeyi önlemek için yansıtıcı yüzeyleri pakete çok yakın yerleştirmekten kaçının.
• Kimyasal uyumluluk:Kükürt, brom, klor bileşiklerine belirtilen sınırların üzerinde maruz kalmaktan kaçının (S ≤100ppm, Br<900ppm, Cl<900ppm, toplam Br+Cl<1500ppm). Organik buhar yayan yapıştırıcılar kullanmayın.

9. Alternatif Ürünlerle Teknik Karşılaştırma

Doğrudan bant aralıklı GaAsP/GaP malzemeleri kullanan geleneksel sarı LED'lerle karşılaştırıldığında, bu fosfor dönüşümlü sarı LED daha yüksek ışık verimi ve sıcaklık üzerinde daha iyi renk kararlılığı sunar. Bununla birlikte, mavi çip ve fosfor dönüşümü kullanımı nedeniyle iletim gerilimi daha yüksektir (standart sarı LED'ler için ~2V'a karşı 5.4-6.6V). Bu, daha yüksek bir besleme gerilimi gerektirir ancak yüksek sıcaklıktaki otomotiv ortamlarında daha doygun sarı renk ve gelişmiş güvenilirlik sağlar. AEC-Q101 kalifikasyonu, standart ticari LED'lerde her zaman bulunmayan bir güvence seviyesi ekler. Çok çipli RGB çözümlerine kıyasla, bu tek çipli sarı LED sürücü devresini basitleştirir ve renk karıştırma tutarsızlıklarını ortadan kaldırır. EMC paketi, geleneksel PPA (poliftalamid) paketlerine kıyasla üstün termal ve mekanik performans sağlar ve zorlu ortamlar için uygundur.

10. Sıkça Sorulan Sorular

• S:Bu LED paralel dizilerde kullanılabilir mi?C:Evet, ancak akım dengesizliğini önlemek için iletim gerilimi gruplamasına dikkat edilmelidir. Her LED için ayrı seri dirençler veya bir akım aynası kullanın.
• S:Tipik ömrü nedir?C:Teknik özellikler L70/B50 ömür verisini açıkça sağlamaz, ancak AEC-Q101 kalifikasyonu ve jonksiyon sıcaklığı sınırına dayanarak, anma koşullarında birkaç bin saatlik tahmini bir ömür beklenir.
• S:LED kurşunsuz lehimlemeyle uyumlu mu?C:Evet, reflow profili 260°C tepe sıcaklığı ile kurşunsuz lehimleme için tasarlanmıştır.
• S:LED lehimlemeden sonra temizlenebilir mi?C:İzopropil alkol önerilir. Ultrasonik temizlik önerilmez çünkü LED'e zarar verebilir.
• S:Torbayı açtıktan sonra önerilen depolama koşulu nedir?C:≤30°C ve ≤60% RH'de saklayın ve 24 saat içinde kullanın. Kullanılmazsa, kullanmadan önce 60±5°C'de ≥24 saat fırınlayın.

11. Pratik Kullanım Örnekleri

Örnek 1: Otomotiv iç ortam aydınlatması.Gösterge paneli boyunca sarı ortam aydınlatması sağlamak için 20 LED'lik bir şerit yerleştirilir. LED'ler, sabit akım yükseltici dönüştürücü (12V giriş) kullanılarak her biri 150mA'de sürülür. Toplam güç yaklaşık 18W'tır ve ısı dağıtımı için alüminyum PCB gerektirir. Geniş görüş açısı, kabin içinde eşit aydınlatma sağlar.

Örnek 2: Dış sinyal lambası modülü.Reflektör tabanlı bir optik sistem, ECE düzenlemesi için gereken ışık şiddetini elde etmek üzere 8 LED kullanır. LED'ler, eşit parlaklık ve minimum gerilim değişimi sağlamak için sıkı VF ve akı gruplarına (S2 ve SA grupları) ayrılmıştır. Modül, otomotiv standartlarına göre termal şok ve nem testlerini geçer.

Örnek 3: Bilgi-eğlence sisteminde düğme arka aydınlatması.Düğme başına 1-2 LED, belirgin sarı gösterge sağlar. Düşük yükseklik (0.6mm), ince ışık kılavuzlarının arkasına monte edilmeye olanak tanır. Güvenilirlik testleri, 105°C ortam sıcaklığında 1000 saat sonra arıza göstermemiştir.

12. Teknik Prensip Açıklaması

Bu Sarı LED, birincil ışık kaynağı olarak mavi ışık yayan InGaN LED çipi kullanır. Mavi ışık (tepe dalga boyu ~450 nm), silikon kapsülleme içine gömülü sarı bir fosfor (tipik olarak YAG:Ce3+ veya benzeri) tarafından kısmen emilir. Fosfor, ışığı 550-600 nm (sarı) merkezli geniş bir spektral bantta yeniden yayar. Kalan mavi ışık ve sarı emisyonun kombinasyonu algılanan sarı rengi üretebilir. Bununla birlikte, bu üründe fosfor, neredeyse tüm mavi ışığı dönüştürecek şekilde tasarlanmıştır ve minimum mavi bileşenle doygun sarı emisyon sağlar. "5E" grubunda tanımlanan renk koordinatları, CIE 1931 renk uzayında belirli bir noktaya karşılık gelir ve tutarlı renk görünümü sağlar.

13. Gelişim Trendleri

Otomotiv LED aydınlatmasındaki trend, daha yüksek ışık verimi, daha küçük paketler ve daha iyi termal yönetim yönündedir. Bu ürünün EMC paketi, geleneksel PPA paketlerinden bir evrimi temsil eder ve gelişmiş termal iletkenlik ve güvenilirlik sunar. Gelecekteki gelişmeler, aynı güç için akımı azaltmak üzere daha yüksek gerilimli çipleri, termal sönümlemeyi azaltmak için iyileştirilmiş fosfor malzemelerini ve akıllı sürücü entegre devreleriyle entegrasyonu içerebilir. AEC-Q101 kalifikasyonunun otomotiv LED'leri için bir temel olarak benimsenmesi standart hale gelmekte ve tedarikçileri titiz testlere yatırım yapmaya itmektedir. Ek olarak, benzersiz renkler ve dinamik aydınlatma (örneğin uyarlanabilir farlar) talebi, çok çipli ve ayarlanabilir çözümlerde ilerlemeleri teşvik etmektedir, ancak bu sarı cihaz gibi tek renkli yüksek güvenilirlikli LED'ler, uygun maliyetli ve sağlam tasarımlar için gerekli olmaya devam etmektedir.