850nm Kızılötesi LED 3.0x3.0x2.1mm 1.7V 1.7W EMC Paket Veri Sayfası

1. Ürüne Genel Bakış

Bu kızılötesi LED, güvenlik izleme, kamera kızılötesi aydınlatma ve makine görüş sistemleri için uygun, yüksek güvenilirliğe sahip bir EMC paketinde tasarlanmıştır. Paket boyutları 3,00mm x 3,00mm x 2,10mm'dir. 850nm tepe dalga boyu, düşük ileri gerilim ve RoHS uyumluluğuna sahiptir. Nem hassasiyeti seviyesi Seviye 3'tür.

1.1 Genel Tanım

Bu ürün, mükemmel güvenilirlik ve mekanik dayanıklılık sağlayan EMC (Epoksi Kalıplama Bileşiği) paket yapısını kullanır. Çeşitli güvenlik izleme ve sensör elektronik ürünlerinde yaygın olarak uygulanır. Kompakt 3,0mm kare ayak izi, yoğun dizi tasarımlarına olanak tanır.

1.2 Özellikler

• Düşük ileri gerilim (1000mA'de tipik 1,7V)
• Tepe dalga boyu λp=850nm
• Kurşunsuz reflow lehimleme uygulaması
• Nem hassasiyeti seviyesi: Seviye 3 (168 saat zemin ömrü)
• RoHS uyumlu

1.3 Uygulamalar

• Gözetim sistemleri
• Kameralar için kızılötesi aydınlatma
• Makine görüş sistemleri

2. Teknik Parametre Analizi

2.1 Optik ve Elektriksel Özellikler

Aşağıdaki tablo, Ts=25°C'de ve 1000mA ileri akımda (aksi belirtilmedikçe) ölçülen temel optik ve elektriksel parametreleri özetler:

1000mA'de ileri gerilim 1,4V ile 2,0V arasında değişir, tipik değer 1,7V'dir. Bu düşük ileri gerilim, güç kaybını azaltır ve sistem verimliliğini artırır. Tepe dalga boyu 850nm'de ortalanmıştır ve bu dalga boyu civarında tepe hassasiyeti olan silikon tabanlı kamera sensörleri için idealdir. 37nm'lik spektral yarı genişlik, verimlilik ve filtre uyumluluğu arasında iyi bir denge sağlar. Toplam ışıma akısı 450mW ile 1120mW arasındadır ve uzun menzilli aydınlatma için yüksek optik çıkış sağlar. 90°'lik görüş açısı, alan aydınlatması için uygun geniş bir huzme sunar. Bağlantı noktasından lehim noktasına termal direnç 16°C/W'dir ve bu iyi bir termal performansı gösterir.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler

Güvenli çalışma sağlamak için LED aşağıdaki mutlak maksimum değerleri aşmamalıdır:

1000mA ileri akımın, darbeli çalışma (1/10 görev döngüsü, 0,1ms darbe genişliği) için olduğunu unutmayın. Sürekli çalışma için, bağlantı sıcaklığını 115°C'nin altında tutmak amacıyla ısı dağılımı dikkatlice yönetilmelidir. Kullanım sırasında ESD koruması esastır.

3. Gruplama Sistemi

LED'ler, üretim sırasında toplam ışıma akısı (Φe) ve tepe dalga boyuna (WLP) göre sıralanır ve gruplandırılır. Grup kodu, belirli Φe ve WLP değerleriyle birlikte etikete basılır. Bu, kamera aydınlatma panelleri gibi eşleşen LED dizileri gerektiren uygulamalarda tutarlı optik performansa olanak tanır.

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 İleri Gerilim ve İleri Akım

Şekil 1-6, tipik ileri gerilimin ileri akımın bir fonksiyonu olarak değişimini gösterir. 1000mA'de VF yaklaşık 1,7V'tur. Eğri tipik diyot üstel davranışını izler. Tasarımcılar, sabit akım sürücüleri tasarlarken bu değişimi hesaba katmalıdır.

4.2 İleri Akım ve Bağıl Şiddet

Şekil 1-7, bağıl ışıma şiddetinin 1000mA'ye kadar ileri akımla neredeyse doğrusal olarak arttığını ve iyi bir verimlilik gösterdiğini ortaya koyar. Daha düşük akımlarda çıkış orantılı olarak daha düşüktür, ancak doğrusallık geniş bir çalışma aralığı boyunca tutarlı performansı gösterir.

4.3 Sıcaklık ve Bağıl Şiddet

Şekil 1-8, lehim noktası sıcaklığı (Ts) arttıkça bağıl şiddetin düştüğünü gösterir. 85°C'de şiddet, 25°C'deki değerin yaklaşık %80'ine düşer. Bu termal etki, yüksek sıcaklık ortamlarında veya LED maksimum akımına yakın sürüldüğünde dikkate alınmalıdır.

4.4 Spektrum Dağılımı

Şekil 1-9, 850nm'de ortalanmış ve 37nm yarı genişliğe sahip emisyon spektrumunu gösterir. Spektrum, GaAs malzemesine dayalı kızılötesi LED'ler için tipiktir. Bu dar emisyon, yaygın silikon fotodedektörlerle iyi eşleşir.

4.5 Radyasyon Diyagramı

Şekil 1-10, 45° yarım açılı (tam genişlik yarı maksimum 90°) radyasyon desenini gösterir. Desen yaklaşık olarak Lambertian'dır ve geniş bir alan üzerinde tekdüze aydınlatma sağlar.

4.6 Sıcaklık ve İleri Akım

Şekil 1-11, lehim noktası sıcaklığının bir fonksiyonu olarak izin verilen maksimum ileri akımı gösterir. Ts=25°C'de maksimum akım 1000mA'dir; Ts=85°C'de yaklaşık 500mA'ye düşer. Bu değer düşürme eğrisi, termal yönetim için çok önemlidir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED paketi 3,00mm x 3,00mm x 2,10mm (UxGxY) boyutlarına sahiptir. Paket gövdesi siyah olup kızılötesi geçirgen bir merceğe sahiptir. Anot ve katot pedleri alt görünümde tanımlanmıştır. Katot pedi, ısı dağıtımı için daha geniş bir alana sahiptir. Önerilen lehimleme ped deseni, uygun mekanik ve termal bağlantıyı sağlamak için belirli boyutlarla (0,69mm, 1,45mm, 0,46mm, vb.) Şekil 1-5'te verilmiştir.

5.2 Polarite Tanımlaması

Polarite paket üzerinde işaretlenmiştir: anot (pozitif) ve katot (negatif) belirtilmiştir. Alt görünüm ped konumlarını gösterir.

5.3 Taşıyıcı Bant ve Makara Boyutları

LED'ler, Şekil 2-1'de gösterilen boyutlara sahip taşıyıcı bantta paketlenir. Her makarada 3000 adet bulunur. Makara boyutları: A=12,7±0,3mm, B=330,2±2mm, C=79,5±1mm, D=14,3±0,2mm. Bantta yönü belirtmek için bir polarite işareti bulunur.

5.4 Etiket Bilgileri

Etiket, parça numarası, teknik özellik numarası, parti numarası, grup kodu (toplam ışıma akısı ve tepe dalga boyu grubunu içerir), ileri gerilim grubu, miktar ve tarihi içerir. Etikette ayrıca izlenebilirlik için bir barkod bulunur.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 SMT Reflow Lehimleme Profili

Önerilen reflow lehimleme profili Şekil 3-1'de gösterilmiştir. Temel parametreler: 150°C'den 200°C'ye 60-120 saniye ön ısıtma; 217°C'nin üzerinde süre: maks. 60sn; tepe sıcaklığı: maks. 10sn için 260°C; soğutma hızı: maks. 6°C/sn. 25°C'den tepe noktasına toplam süre 8 dakikadan az olmalıdır. Reflow lehimleme ikiden fazla kez yapılmamalıdır. İki reflow arasında 24 saatten fazla süre geçerse, LED'ler nem emilimi nedeniyle hasar görebilir.

6.2 Elle Lehimleme

Elle lehimleme gerekiyorsa, havya sıcaklığı 300°C'nin altında ve temas süresi 3 saniyeden az olmalıdır. Yalnızca bir kez elle lehimleme işlemine izin verilir.

6.3 Onarım

Lehimleme sonrası onarım önerilmez. Kaçınılmazsa, çift başlı bir havya kullanın ve LED özelliklerinin bozulmadığını doğrulayın.

6.4 Dikkat Edilecek Hususlar

Kapsülleyici silikondur ve yumuşaktır. Üst yüzeye aşırı basınç uygulamayın. Eğilmiş PCB üzerine LED monte etmekten kaçının ve lehimleme sonrası kartı bükmeyin. Soğutma sırasında mekanik kuvvet veya titreşim uygulamayın. Hızlı soğutmadan kaçınılmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Paketleme Miktarı

Standart paketleme: Makara başına 3000 adet. LED'ler, EIA-481'e göre taşıyıcı banda yerleştirilir ve bir makaraya sarılır.

7.2 Neme Dayanıklı Ambalaj

Her makara, bir nem emici ve bir nem gösterge kartı ile birlikte nem bariyerli bir torbaya (MBB) yerleştirilir. Torba daha sonra düşük nem ortamını korumak için kapatılır. Etiket, nem hassasiyeti seviyesi bilgilerini içerir.

7.3 Karton Kutu

Birden fazla makara, nakliye için uygun yastıklama ile bir karton kutuda paketlenir.

7.4 Depolama Koşulları

Alüminyum folyo torbayı açmadan önce, paketleme tarihinden itibaren bir yıla kadar ≤30°C ve ≤%75 Bağıl Nem'de saklayın. Açtıktan sonra, LED'ler ≤30°C ve ≤%60 Bağıl Nem'de saklandığında 168 saat (7 gün) içinde kullanılmalıdır. Depolama süresi aşılırsa veya nem emici rengini kaybetmişse, kullanımdan önce 60±5°C'de ≥24 saat fırınlama gerekir.

8. Kullanım Önlemleri

8.1 Kükürt ve Halojen Kısıtlamaları

Çalışma ortamı ve temas eden malzemeler 100PPM'yi aşan kükürt elementleri veya bileşikleri içermemelidir. Brom ve klor içeriğinin her biri 900PPM'den az olmalı ve toplamı 1500PPM'nin altında olmalıdır. Bu, LED'in korozyonunu ve renginin solmasını önlemeye yardımcı olur.

8.2 VOC'ler ve Malzeme Uyumluluğu

Fikstür malzemelerinden gelen uçucu organik bileşikler (VOC'ler), silikon kapsülleyiciye nüfuz edebilir ve ısıya ve ışığa maruz kaldığında renk bozulmasına neden olabilir. Belirli uygulama ortamında tüm malzemelerin uyumluluk açısından test edilmesi önerilir. Organik buhar çıkaran yapıştırıcılar kullanmayın.

8.3 Silikon Yüzeyinin Kullanımı

Silikon mercek yüzeyi yumuşaktır ve tozu kolayca çeker. Bileşeni yan taraftan cımbız veya uygun aletler kullanarak tutun. Mercek yüzeyine doğrudan dokunmaktan kaçının. Temizlik gerekiyorsa izopropil alkol kullanın. Ultrasonik temizlik LED'e zarar verebileceğinden önerilmez.

8.4 Devre Tasarımı Hususları

Sürücü devresini, akımı mutlak maksimum değerin altında sınırlayacak şekilde tasarlayın. Bir akım sınırlama direnci veya sabit akım sürücüsü kullanın. Dik I-V eğrisi nedeniyle hafif voltaj kaymaları büyük akım değişikliklerine neden olabilir. LED'e ters voltaj uygulamayın çünkü bu migrasyona ve hasara neden olabilir.

8.5 Termal Tasarım

Termal yönetim kritiktir. Bağlantı sıcaklığı hiçbir zaman 115°C'yi aşmamalıdır. PCB bakır alanı ve termal geçişler yoluyla yeterli ısı dağıtımı sağlayın. Bağlantı noktasından lehim noktasına termal direnç 16°C/W'dir, bu nedenle 1,7W güç dağıtımı için bağlantı noktasından lehim noktasına sıcaklık artışı yaklaşık 27°C'dir. Ortam sıcaklığı artı artışın 115°C'nin altında kaldığından emin olun.

8.6 ESD Koruması

LED 2000V (HBM) ESD dayanım voltajına sahiptir. Ancak, kullanım ve montaj sırasında ESD koruması gereklidir. Topraklı çalışma istasyonları, antistatik bileklikler ve iletken ambalaj kullanın.

9. Uygulama Önerileri

850nm kızılötesi LED, güvenlik kameraları, gece görüş aydınlatması ve makine görüş aydınlatması için idealdir. Optimum performans için darbe genişliği modülasyonu (PWM) karartma özelliğine sahip bir sabit akım sürücüsü tasarlayın. PCB'de termal geçişler ve bakır dökümler gibi ısı dağıtma tekniklerini kullanın. 90° görüş açısı geniş alan aydınlatması için uygundur; daha dar bir huzme için harici optikler kullanılabilir. LED spektral çıkışının kamera sensörü hassasiyet zirvesiyle (silikon sensörler için tipik olarak 850nm civarında) eşleştiğinden emin olun.

10. Güvenilirlik Testi

10.1 Test Öğeleri ve Koşulları

Ürün, JEDEC standartlarına göre güvenilirlik testlerinden geçmiştir: Reflow (260°C, 10sn, 3 kez), Sıcaklık Döngüsü (-40°C ila 100°C, 100 döngü), Termal Şok (-40°C ila 100°C, 300 döngü), Yüksek Sıcaklık Depolama (100°C, 1000saat), Düşük Sıcaklık Depolama (-40°C, 1000saat), Ömür Testi (25°C, 1000mA, 1000saat) ve Yüksek Sıcaklık Yüksek Nem Ömür Testi (85°C/%85Bağıl Nem, 1000mA, 1000saat). Tüm testler, 10 numune başına 0 arıza kabul kriteri ile geçmiştir.

10.2 Arıza Kriterleri

Arıza şu şekilde tanımlanır: İleri gerilim üst spesifikasyon limitini (ÜSL) x 1,1 aşarsa; Ters akım ÜSL x 2,0'yi aşarsa; Toplam ışıma akısı alt spesifikasyon limitinin (ASL) x 0,7 altına düşerse.

11. Çalışma Prensibi

Bu kızılötesi LED, galyum arsenit (GaAs) veya ilgili III-V bileşiklerinden yapılmış bir yarı iletken p-n bağlantısına dayanır. İleri yönde kutuplandığında, elektronlar aktif bölgedeki boşluklarla yeniden birleşir ve fotonlar şeklinde enerji açığa çıkar. Bant aralığı enerjisi foton dalga boyunu belirler; 850nm için malzeme tipik olarak bir miktar alüminyum içeren GaAs'tır. EMC paketi çipii kapsüller ve ısı dağıtımı ve koruma sağlar.

12. Gelişim Trendleri

Kızılötesi LED'lere olan talep, gözetim sistemlerinin, otonom araçların (LiDAR) ve endüstriyel otomasyonun genişlemesiyle birlikte büyümeye devam ediyor. Gelecekteki trendler arasında daha yüksek güç yoğunlukları, daha küçük paketler ve gelişmiş verimlilik yer alıyor. Kızılötesi LED'lerin gelişmiş sürücüler ve akıllı kontrol sistemleriyle entegrasyonu, uyarlanabilir aydınlatma sağlayacaktır. Ayrıca, gizli aydınlatma için daha uzun dalga boylarına (940nm) yönelim artmaktadır, ancak 850nm, daha iyi sensör hassasiyeti nedeniyle standart kameralar için baskın olmaya devam etmektedir.

13. Sıkça Sorulan Sorular

S: Maksimum sürekli ileri akım nedir? C: Mutlak maksimum 1000mA'dir, ancak yalnızca darbeli çalışma (1/10 görev) için. Sürekli DC çalışma için akım, sıcaklığa göre düşürülmelidir. İyi ısı dağıtımı ile 25°C ortamda tipik sürekli akım, bağlantı sıcaklığını güvende tutmak için yaklaşık 500mA'dir.

S: MSL Seviye 3 bileşenlerini nasıl kullanmalıyım? C: Kapalı nem bariyerli torbada saklayın. Açtıktan sonra 168 saat içinde kullanın veya reflow öncesi 60°C'de 24 saat fırınlayın.

S: Bu LED'i açık hava kameralarında kullanabilir miyim? C: Evet, ancak çalışma sıcaklık aralığının -40°C ile +85°C arasında olduğundan ve muhafazanın yeterli termal yönetim sağladığından emin olun.

S: Önerilen LED sürücüsü nedir? C: Termal tasarımınıza bağlı olarak bir akım derecesine sahip sabit akım sürücüsü. Örneğin, 700mA'de sürüyorsanız, 1,5W'lık bir sürücü yeterli olabilir.

14. Pratik Uygulama Örnekleri

Örnek 1: Kurşun Kamera Gece Görüşü - Bu LED'lerden 3x3'lük bir dizi, bir kurşun kamerada kullanılır ve 30 metreye kadar etkili aydınlatma sağlar. 90°'lik huzme açısı, kamera görüş alanını kapsar. Termal tasarım, ısıyı dağıtmak için alüminyum çekirdekli bir PCB kullanır.

Örnek 2: Makine Görüş Denetimi - Bir fabrikada, bir hat tarama kamerası hareketli parçaları aydınlatmak için yüksek güçlü bir kızılötesi LED dizisi (12 LED) kullanır. 500mA'de, %50 görev döngüsünde darbeli çalışma, aşırı ısınma olmadan tutarlı aydınlatma sağlar.