İki Renkli SMD LED Veri Sayfası - AlInGaP Çip - Yeşil ve Kırmızı Işık - 30mA - Basitleştirilmiş Çince Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, yüksek parlaklıklı, çift renkli bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'in teknik özelliklerini ayrıntılı olarak açıklamaktadır. Cihaz, tek bir paket içinde iki bağımsız yarı iletken çip entegre eder: biri yeşil, diğeri kırmızı ışık yayar. Gelişmiş alüminyum indiyum galyum fosfit (AlInGaP) çip teknolojisi kullanan bu LED, kompakt tek bileşenli bir paketten iki farklı renk göstergesi gerektiren uygulamalar için özel olarak tasarlanmıştır. Başlıca avantajları arasında yüksek ışık şiddeti, otomatik montaj süreçleriyle uyumluluk ve çevre standartlarına uygunluk yer alır.

Bu LED, endüstri standardı 8 milimetre taşıyıcı bant paketlemesi kullanır ve yüksek hacimli, otomatik yüzey montaj hatları için 7 inç makaralar halinde tedarik edilir. Kızılötesi reflow ve buhar fazı reflow dahil olmak üzere çeşitli lehimleme işlemleriyle uyumludur ve ilgili çevre yönergelerine uygun olarak yeşil ürün olarak sınıflandırılır.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Cihazın çalışma limitleri, ortam sıcaklığının (Ta) 25°C olduğu koşullarda tanımlanmıştır. Yeşil ve kırmızı çipler aynı maksimum değerleri paylaşarak simetrik performans ve tasarım güvenlik marjı sağlar.

• Güç Tüketimi:Çip başına 75 mW. Bu parametre, LED'in sürekli çalışma altında güvenle ısı olarak dağıtabileceği maksimum gücü tanımlar.
• Tepe İleri Akım:80 mA, darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) izin verilir. Bu değer, çoklama veya kısa süreli yüksek yoğunluklu sinyal uygulamaları için kritiktir.
• DC İleri Akım:30 mA. Bu, güvenilir ve uzun süreli çalışmayı sağlamak için önerilen maksimum sürekli ileri akımdır.
• Akım Düşürme:25°C'den itibaren, doğrusal düşürme oranı 0.4 mA/°C'dir. 25°C'nin üzerindeki her bir santigrat derece için, termal aşırı gerilimi önlemek amacıyla izin verilen maksimum sürekli akım 0.4 mA azaltılmalıdır.
• Ters Gerilim:5 V. Ters yönde bu voltajın aşılması, LED çipine anında ve geri döndürülemez hasar verir.
• Sıcaklık Aralığı:Çalışma ve depolama sıcaklık aralığı -55°C ila +85°C'dir, bu da endüstriyel ve genişletilmiş çevresel uygulamalar için uygun olduğunu gösterir.
• Lehim Dayanımı:Bu cihaz, 260°C dalga lehimleme veya kızılötesi reflow lehimlemede 5 saniye ve 215°C buhar fazı reflow lehimlemede 3 dakika dayanabilir.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler

Ta=25°C ve standart test akımı (IF) 2 mA altında ölçülen bu parametreler, LED'in temel performansını tanımlar.

• Işık Şiddeti (Iv):Her iki renk için minimum 1.8 mcd, tipik değer 2.5 mcd'dir. Bu, CIE fotopik (insan gözü) tepki eğrisine filtre uygulanmış bir sensörle ölçülen, algılanan ışık çıkış parlaklığıdır.
• Görüş Açısı (2θ1/2):Tipik değer 130 derecedir. Bu geniş görüş açısı, yaygın bir bakış açısından görünürlük gerektiren durum göstergeleri için uygun, difüz, odaklanmamış bir yayılım modunu gösterir.
• Tepe Dalga Boyu (λP):Yeşil: 570 nm (tipik). Kırmızı: 636 nm (tipik). Bu, spektral güç çıkışının maksimum değerine ulaştığı dalga boyudur.
• Dominant Dalga Boyu (λd):Yeşil ışık: 569 nm (tipik). Kırmızı ışık: 633 nm (tipik). Bu, CIE kromatiklik diyagramından türetilen ve LED'in algılanan rengini en iyi temsil eden tek dalga boyudur.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):Yeşil ışık: 15 nm (tipik). Kırmızı ışık: 20 nm (tipik). Bu, spektral saflığı tanımlar; bant genişliği ne kadar dar olursa, renk o kadar doygun ve saf olur.
• İleri Yön Gerilimi (VF):Yeşil ışık: 1.8V (tipik), 2.2V (maks.). Kırmızı ışık: 1.7V (tipik), 2.2V (maks.). Bu, LED belirtilen akımda iletken olduğunda üzerindeki voltaj düşümüdür. Devre tasarımı ve güç kaynağı seçimi için kritik öneme sahiptir.
• Ters Yön Akımı (IR):VR=5V'de maksimum 10 μA. Bu, eklemin kapalı durumda sızıntısının bir ölçüsüdür.
• Kapasitans (C):VF=0V, f=1MHz'de tipik değer 40 pF'dir. Yüksek frekanslı anahtarlama uygulamalarıyla ilgilidir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

LED'ler, üretim partileri içinde tutarlılığı sağlamak için performansa göre sınıflandırılır. Tasarımcılar, kesin uygulama gereksinimlerini karşılamak için sınıf belirtebilir.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Yeşil ve kırmızı ışık çipleri aynı şiddet sınıflandırma kodunu kullanır. Her sınıf içindeki tolerans +/-%15'tir.

• Sınıf Kodu G:2mA'de, 1.80 mcd (minimum) ila 2.80 mcd (maksimum).
• Sınıflandırma Kodu H:2mA'de, 2.80 mcd (minimum) ila 4.50 mcd (maksimum).
• Sınıflandırma Kodu J:2mA'de, 4.50 mcd (minimum) ila 7.10 mcd (maksimum).

3.2 Dominant Dalga Boyu Sınıflandırması (Sadece Yeşil Işık)

Renk tutarlılığını kontrol etmek için sadece yeşil ışık çiplerinde belirlenmiş dalga boyu sınıflandırması vardır. Her sınıfın toleransı +/- 1nm'dir.

• Sınıflandırma Kodu C:567.5 nm ila 570.5 nm.
• Sınıflandırma Kodu D:570.5 nm ila 573.5 nm.
• Sınıflandırma Kodu E:573.5 nm ila 576.5 nm.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafik eğrilerine (örneğin, Şekil 1, Şekil 6) atıfta bulunulmasına rağmen, tipik özellikleri teknik ve belirtilen parametrelere göre tanımlamak mümkündür.

İleri yön akımı vs. ileri yön voltajı (I-V eğrisi):AlInGaP LED'ler karakteristik üstel bir I-V ilişkisi sergiler. Yaklaşık 1.8V'lik tipik bir VF değeri, bazı diğer yarı iletken malzemelere kıyasla nispeten düşük bir çalışma voltajına işaret eder. Eğri, eşik voltajında keskin bir açılma gösterecek ve ardından akımla birlikte voltajın yaklaşık olarak doğrusal arttığı bir bölge izleyecektir.

Işık şiddeti vs. ileri yön akımı (L-I eğrisi):Önerilen çalışma aralığında (maks. 30mA DC), ışık çıkışı genellikle akımla doğrusal bir ilişki içindedir. Ancak, daha yüksek akımlarda, termal etkiler ve yarı iletken içindeki diğer doğrusal olmayan faktörler nedeniyle verimlilik düşebilir.

Sıcaklık bağımlılığı:LED'in ışık şiddeti genellikle eklem sıcaklığı arttıkça azalır. Belirtilen akım düşürme katsayısı (0.4 mA/°C), güvenilirliği korumak amacıyla bu termal davranışın doğrudan bir sonucudur. İleri yön voltajı da negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir, yani sıcaklık arttıkça hafifçe düşeceği anlamına gelir.

Spektral dağılım:Yeşil ışık çipi, tipik tepe değeri 570 nm'de, dar bant genişliği 15 nm ile doygun yeşil ışık üretecektir. Kırmızı ışık çipi, tepe değeri 636 nm'de, bant genişliği 20 nm ile standart kırmızı ışık üretir. Bu dalga boyları tamamen insan gözünün yüksek hassasiyet bölgesi içindedir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Cihaz Boyutları ve Pin Ataması

Bu LED, EIA standart SMD paket boyutlarına uygundur. Lens su beyazı renktedir. Çift çipin iç bacak bağlantıları aşağıdaki gibidir:

• Yeşil ışık çipi:Bacak 1 ve 3'e bağlanır.
• Kırmızı ışık çipi:Pim 2 ve 4'e bağlayın.

Bu konfigürasyon, iki LED'in tamamen bağımsız sürülmesine olanak tanır. Aksi belirtilmedikçe, tüm boyut toleransları ±0.10 mm'dir.

5.2 Önerilen Lehim Pedi Yerleşimi

Reflow sürecinde doğru lehim bağlantısı, mekanik stabilite ve ısı dağılımı sağlamak için önerilen lehim pedi deseni (ped boyutları) sağlanmıştır. Güvenilir yüzey montaj bağlantıları elde etmek ve tombstone veya yanlış hizalama gibi sorunları önlemek için bu düzene uymak çok önemlidir.

5.3 Taşıma Bandı ve Makara Paketleme

Bu cihaz, 8 mm genişliğinde kabartmalı taşıma bandı ile tedarik edilir. Temel ambalaj özellikleri şunları içerir:

• Makara Boyutları:Çap 7 inç.
• Rulo Başına Miktar:3000 adet.
• Minimum Sipariş Miktarı (MOQ):Kalan miktar 500 adetten başlayarak sipariş verilebilir.
• Kapak Bandı:Boş bileşen cepleri üst kapak bandı ile kapatılır.
• Eksik Bileşen:Paketleme standardına göre, ardışık olarak en fazla iki LED eksik olabilir.
• Standart:Paketleme, ANSI/EIA 481-1-A-1994 spesifikasyonuna uygundur.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Önerilen Reflow Kaynak Eğrisi

İki önerilen kızılötesi (IR) reflow lehimleme profili sağlanmıştır: biri standart (kalay-kurşun) lehimleme işlemi, diğeri kurşunsuz lehimleme işlemi için. Kurşunsuz profil, Sn-Ag-Cu (SAC) alaşım lehim pastası kullanımı için tasarlanmıştır. Her iki profil de, doğru lehim bağlantılarının oluşmasını sağlarken LED paketinin aşırı termal strese maruz kalmaması için ön ısıtma sıcaklığı ve süresi, tepe sıcaklığı ve likidüs üzeri süre gibi kritik parametreleri tanımlar.

6.2 Genel Kaynak Koşulları

• Reflow Lehimleme:Ön ısıtma: 120-150°C, en fazla 120 saniye. Tepe sıcaklığı: Maksimum 240°C. Likidüs üzeri süre: En fazla 10 saniye.
• Dalga Lehimleme:Ön ısıtma: Maksimum 100°C, en fazla 60 saniye. Lehim dalgası: Maksimum 260°C, en fazla 10 saniye.
• El Lehimlemesi (Havya):Sıcaklık: Maksimum 300°C. Lehimleme süresi: Her bağlantı noktası için en fazla 3 saniye (yalnızca bir kez).

6.3 Temizleme

Kaynak işleminden sonra temizlik gerekiyorsa, yalnızca belirtilen kimyasal maddeler kullanılmalıdır. Belirtilmemiş kimyasallar LED paketleme malzemesine zarar verebilir. LED'in oda sıcaklığında etanol veya izopropil alkol içinde bir dakikadan fazla olmamak üzere bekletilmesi önerilir.

6.4 Depolama ve İşleme

• Depolama Ortamı:30°C ve %70 bağıl nemi geçmemelidir.
• Nem Duyarlılığı:Orijinal nem koruyucu ambalajından çıkarılan LED'ler bir hafta içinde reflow lehimlenmelidir. Orijinal ambalaj torbası dışında uzun süreli depolama gerekiyorsa, kurutuculu kapalı bir kapta veya nitrojen kurutucuda saklanmalıdır.
• Kürleme:Orijinal ambalajının dışında bir haftadan fazla saklanan bileşenler, nem emilimini gidermek ve leme işlemi sırasında "patlamış mısır" etkisini önlemek için montaj öncesinde yaklaşık 60°C'de en az 24 saat tavlanmalıdır.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu iki renkli LED, tek bir noktadan çoklu durum göstergesi gerektiren uygulamalar için idealdir, örneğin:

• Durum Göstergesi:Güç kaynağı (Yeşil=Açık, Kırmızı=Kapalı/Hata), ağ etkinliği, pil şarj durumu (Kırmızı=Şarjda, Yeşil=Tam).
• Tüketici Elektroniği:Ev aletleri, ses/video ekipmanları ve bilgisayar çevre birimleri üzerindeki gösterge ışıkları.
• Endüstriyel kontrol paneli:Makine durum göstergesi (Yeşil = Çalışıyor, Kırmızı = Durdu/Arıza).
• Otomobil iç aydınlatması:Çift işlevli gösterge paneli veya konsol gösterge ışığı.

7.2 Devre Tasarımı Dikkat Edilmesi Gerekenler

Sürüş yöntemi:LED, akım kontrollü bir bileşendir. Özellikle birden fazla LED paralel bağlandığında parlaklık düzgünlüğünü sağlamak için,Şiddetle tavsiye edilirHer LED için bir seri akım sınırlama direnci kullanılması (devre modeli A) önerilir. Birden fazla LED'in doğrudan bir voltaj kaynağına paralel bağlanarak sürülmesi (devre modeli B) önerilmez, çünkü tek tek LED'ler arasındaki ileri voltaj (VF) karakteristiğindeki küçük farklılıklar, akım dağılımında ve parlaklıkta önemli farklılıklara yol açacaktır.

Seri direncin (R_s) değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R_s= (V_besleme- V_F) / I_F, burada V_F, istenen I akımındaki LED'in_F.

ileri yöndeki voltaj.

7.3 Elektrostatik Deşarj (ESD) Koruması

• LED'ler elektrostatik deşarja karşı hassastır, elektrostatik deşarj yarı iletken bağlantıyı bozabilir veya tahrip edebilir. İşleme ve montaj sırasında aşağıdaki önlemler alınmalıdır:
• Personel topraklanmış bileklik veya antistatik eldiven kullanmalıdır.
• Tüm çalışma istasyonları, aletler ve ekipmanlar uygun şekilde topraklanmalıdır.
• Çalışma yüzeylerinde iletken veya dağıtıcı paspaslar kullanın.

LED'leri ESD korumalı ambalajda saklayın ve taşıyın.

8. Teknik Karşılaştırma ve FarklılaşmaBu ürünün temel farklılaştırıcı özelliği,tek bir SMD paketinde çift renk işlevselliği sağlamasıdır.ve ayrıca.

AlInGaP çip teknolojisinin

• kullanılmasıdır. Tek renkli LED'lerle karşılaştırıldığında, bu cihaz PCB alanından tasarruf sağlar, bileşen sayısını azaltır ve iki renk gerektiren uygulamaların montajını basitleştirir. Diğer çift renkli teknolojilerle (örneğin, fosfor kullanan tek çipli) karşılaştırıldığında, iki bağımsız AlInGaP çipinin kullanılması şu avantajlara sahiptir:Renk Doygunluğu:
• AlInGaP, fosfor dönüşümüne gerek kalmadan yüksek doygunlukta, saf yeşil ve kırmızı ışık sağlayarak daha yüksek renk saflığı elde edilmesini sağlar.Verimlilik:
• AlInGaP, özellikle kırmızı ve kehribar ışık bölgelerinde yüksek dış kuantum verimliliği ile tanınır; bu da cihazların yüksek parlaklığa ulaşmasına yardımcı olur.Bağımsız Kontrol:

İki çip elektriksel olarak izole edilmiştir, renk, parlaklık ve yanıp sönme modunun tamamen bağımsız kontrolüne izin verir.

9. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)
S1: Yeşil ve kırmızı LED'leri aynı anda maksimum DC akımda (her biri 30mA) sürebilir miyim?

A1: Evet, ancak toplam güç tüketimi dikkate alınmalıdır. 30mA'de, tipik VF 1.8V (yeşil) ve 1.7V (kırmızı) olup, toplam güç yaklaşık (0.03A * 1.8V) + (0.03A * 1.7V) = 0.105W veya 105 mW'dir. Bu, tek bir çipin 75 mW'lık derecelendirmesini aşmaktadır. Bu nedenle, tam akımda eşzamanlı çalışma, ortam sıcaklığına ve PCB düzenine bağlı olarak, eklem sıcaklığının güvenli sınırlar içinde kalmasını sağlamak için termal yönetim veya derecelendirme düşürme gerektirebilir.
Q2: Tepe dalga boyu ile baskın dalga boyu arasındaki fark nedir?

A2: Tepe dalga boyu (λP), LED'in en fazla ışık gücü yaydığı fiziksel dalga boyudur. Baskın dalga boyu (λd), algılanan rengi tek bir dalga boyu olarak temsil eden, CIE kromatiklik diyagramına dayalı hesaplanan bir değerdir. AlInGaP LED gibi tek renkli ışık kaynakları için ikisi genellikle çok yakındır, ancak λd, uygulamalarda renk özellikleri için daha alakalı parametredir.
Q3: Sipariş verirken sınıflandırma kodları nasıl anlaşılmalıdır?

A3: İstediğiniz yoğunluk sınıfını belirtebilirsiniz (örneğin, en yüksek parlaklık için "J"). Yeşil ışık çipleri için ayrıca baskın dalga boyu sınıfını da belirtebilirsiniz (örneğin, belirli bir yeşil ton için "D"). Bu, tutarlı performansa sahip LED'ler almanızı sağlar. Belirtmezseniz, üretimden karışık bir parti alabilirsiniz.
Q4: Bir soğutucu gerekiyor mu?

A4: Maksimum DC akımda veya bu akıma yakın bir değerde, özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında veya her iki renk de yanarken sürekli çalışma için dikkatli bir termal tasarım çok önemlidir. Tek bir gösterge ışığı özel bir soğutucu gerektirmeyebilir, ancak ısıyı dağıtmak ve performans ile ömrü korumak için LED pedinden PCB bakır katmanına iyi bir ısıl yol sağlanması (ısı dağıtım delikleri veya geniş bakır alanlar kullanarak) önerilir.

10. Tasarım ve Kullanım Durumu Çalışmaları

Senaryo: Taşınabilir Bir Cihaz İçin Çift Durumlu Güç Göstergesi TasarımıGereksinimler:

"Şarj Ediliyor" (kırmızı) ve "Tam Dolu/Açık" (yeşil) durumlarını göstermelidir. Cihaz 5V USB güç kaynağı ile çalışır. Gösterge net görülebilir olmalı, ancak güç tüketimini azaltmak için parlaklığı çok yüksek olmamalıdır.

1. Tasarım Adımları:Akım Seçimi:_FYeterli parlaklığı sağlayacak ileri yön akımını (I
2. ). 2 mA'deki tipik ışık şiddeti 2.5 mcd'ye dayanarak, 5 mA net bir gösterge için iyi bir başlangıç noktası olabilir.
   Direnç Hesaplaması:İçinKırmızı LED_F(V
   R_{Tipik değer = 1.7V), 5 mA'de:}R
   红= (5V - 1.7V) / 0.005A = 660 Ω. Standart 680 Ω direnç kullanın.İçin_FYeşil LED
   R_(VTipik değer = 1.8V), 5 mA'de:
3. R绿_F= (5V - 1.8V) / 0.005A = 640 Ω. Standart 620 Ω veya 680 Ω direnç kullanın._FGüç kontrolü:
4. Her LED'in gücü: P = V* I
5. ≈ 1.7V * 0.005A = 8.5 mW (kırmızı) ve 1.8V * 0.005A = 9 mW (yeşil). Her ikisi de 75 mW maksimum değerin çok altındadır, ikisi aynı anda yansa bile (bu kullanım durumunda aynı anda yanmazlar).Devre uygulaması:

Kırmızı LED'i (pin 2,4) ve 680Ω direncini, şarj sırasında yüksek çıkış olarak ayarlanmış bir mikrodenetleyici GPIO pinine bağlayın. Yeşil LED'i (pin 1,3) ve direncini, şarj tamamlandığında veya cihaz açıldığında aktif hale getirilen başka bir GPIO pinine bağlayın. Ortak katot/anot konfigürasyonu (bağımsız pinlerle belirtilir) bu basit bağımsız sürüme izin verir.

PCB Düzeni:Önerilen pad boyutlarını takip edin. Lehim köprüsünü önlemek için padler arasında lehim maskesi olmadığından emin olun. Hafif ısı dağılımı sağlamak için LED'in altında toprak düzlemine bağlanmış küçük bir bakır alan bulundurun.11. Teknik Prensip Tanıtımı

Bu LED,_{Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP)}yarı iletken malzemesine dayanmaktadır. Bu, bir III-V grubu bileşik yarı iletkendir ve bant aralığı enerjisi - değerlik bandı ve iletim bandı arasındaki enerji farkı - Al, In, Ga ve P oranları değiştirilerek hassas bir şekilde ayarlanabilir. Bu ayarlanabilirlik, mühendislerin görünür spektrumun kırmızı, turuncu, kehribar ve yeşil ışık bölgelerinde belirli dalga boylarında ışık yayan malzemeler tasarlamasını sağlar._{AlInGaP çipinin p-n eklemine ileri yönde bir voltaj uygulandığında, elektronlar n bölgesinden p bölgesine, delikler ise p bölgesinden n bölgesine enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları, eklemin aktif bölgesinde yeniden birleşir. AlInGaP gibi doğrudan bant aralıklı yarı iletkenlerde, bu yeniden birleşme olayı enerjiyi bir foton (ışık parçacığı) şeklinde salar. Bu fotonun dalga boyu (rengi) doğrudan malzemenin bant aralığı enerjisi (E}foton

= hc/λ ≈ E

Bant aralığı

• İki renkli paket, her biri farklı bileşime sahip AlInGaP malzemesinden yapılmış, sırasıyla yeşil ve kırmızı ışık üreten, bu şekilde bağımsız olarak üretilmiş iki çipi barındırır.12. Sektör Eğilimleri ve Gelişmeler
• SMD gösterge LED pazarı gelişmeye devam etmektedir. Bu tür bileşenlerle ilgili temel eğilimler şunları içerir:Küçülme:
• Bu cihaz standart paket kullanmasına rağmen, pazar özellikle tüketici taşınabilir elektronik ürünlerinde, giderek yoğunlaşan PCB'lerde alan tasarrufu sağlamak için daha küçük paket boyutlarına (örneğin 0402, 0201) doğru itmektedir.Verimlilik Artışı:
• Sürekli malzeme bilimi ve çip tasarımı iyileştirmeleri, her watt elektrik girişinden daha fazla ışık (lümen) elde etmeyi amaçlayarak, belirli bir parlaklık seviyesinde güç tüketimini azaltır.Gelişmiş Güvenilirlik ve Sağlamlık:
• Paketleme malzemeleri ve çip montaj teknolojilerindeki iyileştirmeler, cihazların daha yüksek sıcaklık, nem ve mekanik streslere dayanma yeteneğini artırarak, otomotiv ve endüstriyel uygulamalardaki kullanımını genişletir.Entegre Çözümler: