Çift Renkli SMD LED Veri Sayfası - Paket 3.2x2.8x1.9mm - Gerilim 2.0V - Güç 75mW - Yeşil/Sarı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, kompakt, yüzeye monte çift renkli bir LED lambanın özelliklerini detaylandırır. Cihaz, otomatik baskılı devre kartı (PCB) montaj süreçleri için tasarlanmış olup, alanın kritik bir kısıt olduğu uygulamalara uygundur. Tek bir paket içinde iki farklı LED çipini barındırarak, minimum alan kaplamasında çoklu durum göstergesi veya renk karışımı sağlar.

1.1 Temel Özellikler ve Hedef Pazar

Bu bileşenin başlıca avantajları arasında RoHS direktiflerine uygunluk, yüksek parlaklıklı AlInGaP yarı iletken teknolojisinin kullanımı ve yüksek hacimli montaj için standart bant ve makara formatlarıyla uyumlu paketleme yer alır. Tasarımı, kızılötesi (IR) yeniden akış lehimleme süreçleriyle uyumludur. Hedef uygulamalar, telekomünikasyon ekipmanları (örn. cep telefonları), taşınabilir bilgi işlem cihazları (örn. dizüstü bilgisayarlar), ağ donanımı, ev aletleri, iç mekan işaretleri, klavye arka aydınlatması ve durum göstergesi işlevleri dahil olmak üzere geniş bir tüketici ve endüstriyel elektronik yelpazesini kapsar.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorumlama

2.1 Mutlak Maksimum Derecelendirmeler

Cihazı bu sınırların ötesinde çalıştırmak kalıcı hasara neden olabilir. Temel derecelendirmeler arasında renk çipi başına maksimum 75 mW güç dağılımı, 30 mA sürekli DC ileri akım ve darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) 80 mA tepe ileri akım bulunur. İzin verilen maksimum ters gerilim 5 V'dur. Cihaz, -30°C ila +85°C çalışma sıcaklığı aralığı ve -40°C ila +85°C depolama sıcaklığı aralığı için derecelendirilmiştir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

20 mA standart test akımı ve 25°C ortam sıcaklığında ölçüldüğünde, hem yeşil hem de sarı çipler için tipik ileri gerilim (Vf) 2.0 V'dur ve belirtilen aralık 1.5 V (Min) ila 2.4 V (Max) arasındadır. Işık şiddeti (Iv) temel bir performans metriğidir. Yeşil çip için tipik değer 35.0 mcd (millikandela), minimum değer ise 18.0 mcd'dir. Sarı çip, tipik olarak 75.0 mcd ile daha yüksek çıkış sergiler ve minimum değeri 28.0 mcd'dir. Görüş açısı (2θ1/2), şiddetin eksenel değerinin yarısına düştüğü tam açı olarak tanımlanır ve tipik olarak 130 derecedir, bu da geniş bir görüş deseni olduğunu gösterir. Baskın dalga boyu (λd) algılanan rengi tanımlar. Yeşil için tipik olarak 571 nm (564-578 nm aralığı), sarı için ise 589 nm (582-596 nm aralığı) merkezlidir. Spektral çizgi yarı genişliği (Δλ) her iki renk için tipik olarak 15.0 nm'dir.

3. Sınıf Sıralama Sistemi Açıklaması

Ürün, uygulamada tutarlılığı sağlamak için performans sınıflarına göre sınıflandırılır. İki temel sınıflandırma parametresi kullanılır: Işık Şiddeti (Iv) ve Baskın Dalga Boyu (Renk Tonu).

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Yeşil LED, M (18.0-28.0 mcd), N (28.0-45.0 mcd) ve P (45.0-71.0 mcd) şiddet sınıflarında mevcuttur. Sarı LED, N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd) ve R (112.0-180.0 mcd) sınıflarını sunar. Her sınıf içinde +/-%15 tolerans uygulanır.

3.2 Renk Tonu (Dalga Boyu) Sınıflandırması

Yeşil LED için baskın dalga boyu, C (567.5-570.5 nm), D (570.5-573.5 nm) ve E (573.5-576.5 nm) olarak sınıflandırılır ve her sınıf için +/-1 nm tolerans uygulanır. Bu hassas kontrol, üretim partileri arasında renk tutarlılığını sağlar, bu da tek tip görünüm gerektiren uygulamalar için kritik öneme sahiptir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Kaynak belgede belirli grafiksel verilere atıfta bulunulsa da (örn. spektral emisyon için Şekil 1, görüş açısı için Şekil 5), bu tür cihazlar için tipik eğriler önemli ilişkileri gösterir. İleri Akım - İleri Gerilim (I-V) eğrisi, diyotların karakteristik üstel ilişkisini gösterir. Işık Şiddeti - İleri Akım eğrisi tipik olarak, bir noktaya kadar akımla birlikte ışık çıkışında neredeyse doğrusal bir artış gösterir, ardından verim düşebilir. Spektral dağılım eğrisi, her bir monokromatik çip için tek bir tepe noktası gösterir ve yarı genişlik renk saflığını tanımlar. Bu eğrileri anlamak, devre tasarımı, özellikle LED'i optimal verimlilikte sürmek ve farklı çalışma koşulları altında ışık çıkışını tahmin etmek için esastır.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları ve Pin Ataması

Cihaz standart bir SMD ayak izine sahiptir. Kritik boyutlar arasında yaklaşık 3.2 mm uzunluk ve 2.8 mm genişlikte gövde boyutu ve tipik 1.9 mm yükseklik yer alır. Toleranslar tipik olarak ±0.1 mm'dir. Paket su berraklığında bir lens kullanır. Pin ataması şu şekildedir: Pin 1 ve 3 yeşil AlInGaP çipine, Pin 2 ve 4 ise sarı AlInGaP çipine atanmıştır. Bu konfigürasyon, her rengin bağımsız kontrolüne olanak tanır.

5.2 Önerilen PCB Bağlantı Pedi Düzeni

Güvenilir lehimleme ve uygun mekanik hizalamayı sağlamak için önerilen bir lehim pedi deseni (ayak izi) sağlanmıştır. Bu desen tipik olarak, iyi bir lehim file oluşumunu kolaylaştırmak için cihazın terminallerinden biraz daha büyük pedler içerir; bu, bağlantı mukavemeti ve ısı dağılımı için kritiktir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 IR Yeniden Akış Lehimleme Parametreleri

Kurşunsuz (Pb-free) montaj süreçleri için belirli bir yeniden akış profili önerilir. Tepe gövde sıcaklığı 260°C'yi geçmemeli ve 260°C üzerindeki süre maksimum 10 saniye ile sınırlandırılmalıdır. 200°C'ye kadar bir ön ısıtma aşaması tavsiye edilir. Profil, kullanılan spesifik PCB tasarımı, lehim pastası ve fırın için karakterize edilmelidir. Cihaz bu koşullar altında maksimum iki yeniden akış döngüsü için niteliklidir.

6.2 Manuel Lehimleme

Bir havya ile manuel lehimleme gerekliyse, uç sıcaklığı maksimum 300°C'de kontrol edilmeli ve her bacak için lehimleme süresi 3 saniyeyi geçmemelidir. Manuel lehimleme yalnızca bir kez yapılmalıdır.

6.3 Depolama ve Taşıma

LED'ler nem hassasiyetine sahiptir (MSL 3). Orijinal mühürlü nem bariyerli torbalarında nem alıcı ile depolandıklarında, ≤30°C ve ≤%90 RH'de tutulmalı ve bir yıl içinde kullanılmalıdır. Torba açıldıktan sonra bileşenler ≤30°C ve ≤%60 RH'de depolanmalıdır. IR yeniden akış işleminin torba açıldıktan sonraki bir hafta içinde tamamlanması önerilir. Orijinal ambalaj dışında bir haftadan fazla depolanan bileşenler için, lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve yeniden akış sırasında \"patlamış mısır\" hasarını önlemek için bir kurutma prosedürü (örn. en az 20 saat 60°C) gereklidir.

6.4 Temizlik

Lehimleme sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. LED'i oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkolde bir dakikadan az süreyle daldırmak kabul edilebilir. Belirtilmemiş kimyasallar paket malzemesine zarar verebilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

Bileşenler, EIA-481 standartlarına uygun olarak, 7 inç (178 mm) çapında makaralara sarılmış 8 mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı bant üzerinde tedarik edilir. Her makara 3000 adet içerir. Bant, bileşen yuvalarını mühürlemek için bir kapak bandı kullanır. Tam makaradan daha az miktarlar için, kalan partilerde minimum paketleme miktarı 500 adettir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu çift renkli LED, çoklu durum göstergesi için idealdir. Örneğin, bir ağ yönlendiricisinde, yeşil çip \"güç açık/çalışma normal\" durumunu gösterirken, sarı çip \"veri aktivitesi\" veya \"sistem uyarısı\" durumunu gösterebilir. Tüketici elektroniğinde, birleşik şarj/durum göstergesi olarak hizmet verebilir. Küçük boyutu, taşınabilir cihazlardaki minyatür tuş takımlarının veya simgelerin arka aydınlatması için uygundur.

8.2 Tasarım Hususları

Akım Sınırlama:Her LED çipi için daima seri bir akım sınırlayıcı direnç kullanın. Direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R = (Vbesleme - Vf_LED) / I_istenen. Tipik Vf değeri 2.0V ve istenen akım 20 mA, besleme gerilimi 5V olduğunda, R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω olur.

Termal Yönetim:Güç dağılımı düşük olsa da, termal pedlerin (varsa) veya bacakların etrafında yeterli PCB bakırı sağlamak, özellikle yüksek ortam sıcaklığı ortamlarında ısının dağılmasına yardımcı olur ve LED ömrünü ve kararlı ışık çıkışını korur.

ESD Koruması:Cihaz elektrostatik deşarja (ESD) karşı hassastır. Taşıma ve montaj sırasında uygun ESD kontrolleri (bileklik, topraklanmış çalışma istasyonları, iletken köpük) kullanılmalıdır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Tek renkli SMD LED'lere kıyasla, bu cihaz iki işlevi tek bir pakette birleştirerek alan tasarrufu sağlar, PCB alanı ve montaj süresini azaltır. AlInGaP teknolojisinin kullanımı, bu spesifik renkler (yeşil ve sarı) için diğer bazı LED teknolojilerine kıyasla tipik olarak daha yüksek ışık verimliliği ve daha iyi sıcaklık kararlılığı sunar, bu da çalışma sıcaklığı aralığı boyunca daha parlak ve daha tutarlı çıkış sağlar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Hem yeşil hem de sarı LED'leri aynı anda maksimum DC akımlarında (her biri 30 mA) sürebilir miyim?

A: Teknik olarak evet, ancak toplam güç dağılımını dikkate almalısınız. Her biri 30mA'de eşzamanlı çalışma, ileri gerilimler aralığının yüksek ucunda olduğunda önerilen sınırları aşabilecek birleşik bir güç dağılımına neden olur. Mutlak maksimum derecelendirmelerin altında, belki her biri 20 mA'de çalışmak ve yeterli termal tasarım sağlamak daha güvenlidir.

S: Tepe dalga boyu ile baskın dalga boyu arasındaki fark nedir?

A: Tepe dalga boyu (λp), spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyudur. Baskın dalga boyu (λd), bir referans beyaz ışıkla karşılaştırıldığında LED'in algılanan rengiyle eşleşen monokromatik ışığın tek dalga boyudur. λd, insan merkezli uygulamalarda renk spesifikasyonu için daha alakalıdır.

S: Torba açıldıktan sonra depolama koşulu neden bu kadar önemli?

A: SMD paketleri havadan nem emebilir. Yüksek sıcaklıktaki yeniden akış lehimleme işlemi sırasında, hapsolmuş bu nem hızla buharlaşarak paketin katmanlarını ayırabilen veya çipi çatlatabilen iç basınç yaratabilir; bu arızaya \"patlamış mısır\" denir. Belirtilen depolama koşulları ve kurutma prosedürleri bunu önler.

11. Pratik Uygulama Örneği

Senaryo: Taşınabilir Bir Cihaz için Çift Durum Göstergesi Tasarımı

Bir tasarımcı, tek bir gösterge LED'ine sahip kompakt bir medya oynatıcı oluşturuyor. Gereksinimler şunlardır: \"oynat\" için sabit yeşil, \"duraklat\" için yanıp sönen yeşil ve \"şarj/bekleme\" için sabit sarı. Bu çift renkli LED kullanmak tasarımı basitleştirir. İki GPIO pinine sahip bir mikrodenetleyici, basit transistör anahtarları veya GPIO yeterli akımı çekebiliyorsa doğrudan, yeşil ve sarı çipleri bağımsız olarak kontrol edebilir. Geniş 130 derecelik görüş açısı, durumun çeşitli açılardan görülebilmesini sağlar. Tasarımcı, tüm üretim birimleri arasında tek tip renk ve parlaklığı garanti etmek için aynı şiddet ve renk tonu sınıfından bileşenler seçer.

12. Prensip Tanıtımı

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), üzerlerinden elektrik akımı geçtiğinde ışık yayan yarı iletken cihazlardır. Bu olaya elektrolüminesans denir. Bir AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) LED'inde, elektrik enerjisi elektronların ve deliklerin yarı iletkenin aktif bölgesi içinde yeniden birleşmesine neden olarak enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakır. Işığın spesifik rengi, bileşen elementlerin oranları ayarlanarak tasarlanan yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. Çift renkli bir LED paketi, elektriksel olarak izole edilmiş ancak ortak bir mekanik yapıyı paylaşan, farklı bant aralıklarına sahip iki bu tür yarı iletken çip barındırır.

13. Gelişim Trendleri

SMD LED teknolojisindeki genel eğilim, daha yüksek verimliliğe (vat başına daha fazla lümen) doğru devam etmektedir, bu da daha parlak ekranlar veya daha düşük güç tüketimi sağlar. Küçültme, tüketici elektroniğinde daha yoğun paketleme ve yeni form faktörlerine olanak tanıyan önemli bir itici güç olmaya devam etmektedir. Ayrıca, gelişmiş renk geri verimi ve tutarlılığının yanı sıra zorlu çevre koşulları altında gelişmiş güvenilirlik üzerine de odaklanılmaktadır. Kontrol IC'lerini LED'lerle tek bir pakette birleştirmek (\"akıllı LED'ler\") gibi entegrasyon, sistem tasarımını basitleştirmek için büyüyen bir başka alandır.