SMD LED 93-22SURSYGC/S530-A3/TR8 Teknik Veri Sayfası - 3.2x2.8x1.9mm - Voltaj 2.0-2.4V - Parlak Kırmızı/Sarı Yeşil - İngilizce

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, entegre reflektörlü, yüksek performanslı bir yüzey montajlı LED bileşeninin özelliklerini detaylandırmaktadır. Cihaz, otomatik üretim ortamlarında güvenilirlik ve montaj kolaylığı için tasarlanmıştır.

1.1 Temel Avantajlar

• 12mm şerit üzerinde 7 inç makaralar için paketlenmiştir, standart otomatik yerleştirme ekipmanları ile uyumludur.
• Kızılötesi (IR) ve buhar fazlı reflow lehimleme prosesleri ile uyumluluk için tasarlanmıştır.
• EIA standart paketleme kurallarına uygundur.
• IC uyumlu giriş.
• Kurşunsuz yapı ve RoHS uyumlu.
• Geliştirilmiş ışık yönlendirmesi ve yoğunluğu için entegre reflektör.

1.2 Hedef Uygulamalar

Bu LED, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çok çeşitli gösterge ve arka aydınlatma işlevleri için uygundur:

• Telekomünikasyon ekipmanları (telefonlar, faks makineleri).
• Ses ve video ekipmanları.
• Pil ile çalışan cihazlar.
• Dış mekan uygulama göstergeleri.
• Ofis ekipmanları.
• Anahtarlar, semboller ve diğer LED'ler için düz arka aydınlatma.
• Genel amaçlı gösterge.

2. Cihaz Seçimi ve Teknik Parametreler

2.1 Cihaz Seçimi Kılavuzu

Ürün, çip malzemesine bağlı olarak iki ana renk çeşidinde sunulmaktadır:

• SUR: Parlak Kırmızı bir renk yaymak için bir AlGaInP çipi kullanır. Kapsülleme reçinesi su berraklığındadır.
• SYG: Parlak Sarı Yeşil renk yaymak için bir AlGaInP çip kullanır. Kapsülleme reçinesi su berraklığındadır.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler

Bu sınırların ötesindeki gerilimler kalıcı hasara neden olabilir. Tüm değerler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir.

2.3 Elektro-Optik Özellikler

Ta=25°C ve I'de ölçülen tipik performans parametreleri_F=20mA, aksi belirtilmedikçe.

3. Performans Eğrisi Analizi

3.1 İleri Yön Akım - İleri Yön Gerilim (IV Eğrisi)

Hem SUR (Kırmızı) hem de SYG (Sarı Yeşil) varyantları için sağlanan eğriler tipik bir diyot karakteristiği göstermektedir. İleri voltaj (V_F) pozitif bir sıcaklık katsayısı sergiler, yani ortam sıcaklığı arttıkça hafifçe azalır. Tipik çalışma akımı olan 20mA'de, V_F yaklaşık 2.0V'dur ve belirtilen maksimum değeri 2.4V'dur. Bu nispeten düşük ileri voltaj, pil ile çalışan uygulamalar için faydalıdır.

3.2 Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım

Işık çıkışı (ışık şiddeti), ileri yön akımı ile artar. Eğriler normal çalışma aralığında genellikle doğrusaldır, ancak daha yüksek akımlarda doyuma ulaşacaktır. Mutlak maksimum derecelendirme olan 25mA sürekli akımın ötesinde çalıştırmak, hızlanmış bozulmaya ve ömrün kısalmasına yol açabileceğinden önerilmez. Darbe akım derecelendirmesi (1/10 görev döngüsünde 60mA), daha yüksek parlaklık için kısa süreli olanak sağlar.

3.3 Göreceli Işık Şiddeti ve Ortam Sıcaklığı

Çoğu LED gibi, bu cihazın ışık çıkışı da sıcaklığa bağlıdır. Ortam sıcaklığı yükseldikçe şiddet azalır. Özellikle yüksek ortam sıcaklıklarına veya zayıf ısıl yönetime sahip uygulamalarda, güç azaltma eğrisi tasarım için çok önemlidir. Eğri, güç dağılımı limitleri içinde kalmak ve güvenilirliği sağlamak için sıcaklık arttıkça izin verilen ileri akımın azaltılması gerektiğini gösterir.

3.4 Spektrum Dağılımı

Spektral grafikler, AlGaInP çiplerinin monokromatik doğasını doğrulamaktadır. SUR varyantı baskın dalga boyu yaklaşık 624nm (kırmızı) civarında merkezlenmişken, SYG varyantı yaklaşık 573nm (sarı-yeşil) civarında merkezlenmiştir. Her ikisi için spektral bant genişliği (FWHM) yaklaşık 20nm'dir, bu da iyi bir renk saflığına işaret eder.

3.5 Işıma Diyagramı

Polar diyagram, tipik bir yarı şiddet açısı (2θ_1/2130°'lik bir ışın demeti oluşturur. Entegre reflektör, bu ışın demetinin şekillendirilmesine yardımcı olarak, geniş bir açıdan görünürlüğün önemli olduğu gösterge uygulamaları için uygun, tutarlı bir görüş açısı sağlar.

4. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

4.1 Paket Boyutları

SMD paketi kompakt bir ayak izine sahiptir. Temel boyutlar yaklaşık 3.2mm x 2.8mm gövde boyutunu ve yaklaşık 1.9mm yüksekliği içerir. Katot tipik olarak paket üzerinde bir çentik veya yeşilimsi bir renk gibi görsel bir işaretle tanımlanır. PCB land pattern tasarımı için toleranslı (genellikle ±0.1mm) detaylı boyut çizimleri veri sayfasında sağlanmıştır.

4.2 Makara ve Bant Paketleme

Bileşenler, 12 mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı bant içinde, 7 inç (178 mm) çapında makaralara sarılı olarak tedarik edilir. Her makarada 1000 adet bulunur. Taşıyıcı bant boyutları (yuva boyutu, aralık vb.), otomatik montaj ekipmanlarıyla uyumluluğu sağlamak için standartlaştırılmıştır. Ambalaj, bileşenleri depolama ve taşıma sırasında, özellikle hermetik olmayan SMD paketleri için önemli olan nemden korumak için bir nem alıcı ve alüminyum nem geçirmez torba gibi nem dirençli önlemler içerir.

4.3 Etiketleme ve Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Makara üzerindeki etiket, kritik sipariş ve izlenebilirlik bilgilerini sağlar. Daha da önemlisi, cihazın performans sınıflandırmasını gösterir:

• CAT (Işık Şiddeti Sınıfı): Bu kod, makaradaki LED'ler için minimum ışık şiddeti sınıfını belirler ve bir üretim partisi içindeki parlaklık tutarlılığını garanti eder.
• HUE (Baskın Dalga Boyu Sınıfı): Bu kod, dalga boyu aralığını belirterek renk tutarlılığını sağlar. Bu, özellikle birden fazla LED'in yan yana kullanıldığı uygulamalar için önemlidir.
• REF (İleri Gerilim Sıralaması): Bu kod, ileri gerilim aralığını belirtir; paralel dizilerde sıkı akım eşleştirmesi gerektiren veya belirli sürücü gerilim gereksinimleri olan tasarımlar için faydalı olabilir.

5. Lehimleme ve Montaj Yönergeleri

5.1 Reflow Lehimleme Profili

Cihaz, kurşunsuz reflow lehimleme işlemleri için derecelendirilmiştir. Paket terminallerinde önerilen maksimum lehimleme sıcaklığı 260°C olup, 217°C üzerindeki toplam süre 60 saniyeyi geçmemelidir. Ön ısıtma, bekleme, reflow ve soğutma aşamalarından oluşan tipik bir reflow profili takip edilmelidir. Kızılötesi veya buhar fazlı reflow kullanımı uyumlu olarak belirtilmiştir.

5.2 El ile Lehimleme

El ile lehimleme gerekliyse, son derece dikkatli olunmalıdır. İş ucu sıcaklığı 350°C'yi geçmemeli ve herhangi bir bacağa temas süresi 3 saniye veya daha az ile sınırlandırılmalıdır. Lehim noktası ile paket gövdesi arasındaki bacak üzerinde bir ısı emici kullanılabilir.

5.3 Depolama ve Taşıma

Bileşenler, orijinal, açılmamış nem bariyerli torbalarında, belirtilen depolama sıcaklık aralığı (-40°C ila +100°C) koşullarında saklanmalıdır. Torba açıldıktan sonra, bileşenler belirli bir süre içinde (genellikle fabrika koşullarında 168 saat) kullanılmalı veya yeniden akış sırasında "popcorning"i önlemek için üreticinin nem hassasiyet seviyesi (MSL) talimatlarına göre yeniden fırınlanmalıdır.

6. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

6.1 Akım Sınırlama

LED, akımla sürülen bir cihazdır. Bir gerilim kaynağından sürülürken seri bir akım sınırlama direnci zorunludur. Direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R = (V_source - V_F) / I_F. Sağlam bir tasarım için her zaman maksimum V_F değerini kullanın (veri sayfasından 2.4V), parça-parça varyasyonunda bile akımın sınırları aşmamasını sağlamak için.

6.2 Termal Yönetim

Güç dağılımı düşük olsa da (maks. 60mW), PCB üzerinde etkili termal yönetim, ömrü uzatır ve parlaklığı korur. PCB lehim yatağı deseninin yeterli termal rahatlama sağladığından emin olun ve mümkünse termal pedi (varsa) ısı emici olarak bir toprak katmanına bağlayın. Maksimum akım ve sıcaklıkta aynı anda çalışmaktan kaçının.

6.3 ESD Önlemleri

Cihaz 2000V HBM ESD derecesine sahip olsa da, gizli hasarı önlemek için montaj ve taşıma sırasında standart ESD işleme önlemlerine uyulmalıdır.

6.4 Optik Tasarım

Geniş 130° görüş açısı, bu LED'i birçok gösterge uygulamasında ikincil optikler olmadan doğrudan görüntülemeye uygun hale getirir. Arka aydınlatma için, düzgün aydınlatma elde etmek üzere ışık kılavuzları veya difüzörler kullanılabilir. Reflektör kabı, yan yayılımları en aza indirmeye ve ışığı ileri yönlendirmeye yardımcı olur.

7. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu LED ailesi, birkaç temel özellik ile kendini farklılaştırır:

• Çip Teknolojisi: AlGaInP yarı iletken malzemenin kullanımı, GaAsP gibi eski teknolojilere kıyasla kırmızı ve sarı-yeşil ışıma için yüksek verimlilik ve mükemmel renk doygunluğu sağlar.
• Entegre Reflektör: Yerleşik reflektör kabı, ileri ışık çıkışını artırır ve harici bir bileşene ihtiyaç duymadan iyi tanımlanmış bir ışık demeti deseni sağlar, bu da alandan ve maliyetten tasarruf sağlar.
• Sağlam Paketleme: Paket, yüksek güvenilirlikli lehimleme işlemleri (kurşunsuz reflow) için tasarlanmıştır ve nem koruması içerir, bu da modern elektronik üretimine uygun olmasını sağlar.
• Kapsamlı Sınıflandırma: Üç parametreli sınıflandırma (Yoğunluk, Dalga Boyu, Voltaj), tasarımcıların tutarlılık gerektiren uygulamalar için sıkı performans toleranslarına sahip parçaları seçmesine olanak tanır.

8. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

8.1 Tepe dalga boyu ile baskın dalga boyu arasındaki fark nedir?

Tepe dalga boyu (λ_p), spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyudur. Baskın dalga boyu (λ_d), LED'in algılanan rengiyle eşleşen tek renkli ışığın dalga boyudur. Simetrik spektruma sahip LED'ler için bu değerler birbirine yakındır. Tasarımcılar için renk eşleştirmede baskın dalga boyu daha önemlidir.

8.2 Bu LED'i daha yüksek parlaklık için 30mA'de sürebilir miyim?

Hayır. Sürekli ileri akım (I_F) için Mutlak Maksimum Değer 25mA'dir. 30mA'de çalıştırmak bu değeri aşar, bu da geri dönüşü olmayan hasara neden olabilir, çalışma ömrünü önemli ölçüde azaltabilir ve güvenilirlik garantilerini geçersiz kılabilir. Daha yüksek parlaklık için, daha yüksek akım değerine sahip bir LED seçin veya uygulama izin veriyorsa darbe modunu (maksimum 60mA, 1/10 görev döngüsü) kullanın.

8.3 Işık şiddeti neden kesin bir aralık yerine minimum/tipik bir değer olarak verilir?

Yarı iletken üretim sürecindeki değişkenlikler nedeniyle, LED performansı sınıflandırılır. Veri sayfası, yaygın bir referans olarak "Tipik" bir değer sağlar. Belirli bir sipariş için garanti edilen gerçek minimum değer, CAT makara etiketindeki (Yoğunluk Sınıfı) kodu ile tanımlanır. Mühendisler, belirledikleri sınıfın minimum yoğunluğuna dayanarak tasarım yapmalıdır.

8.4 HUE binning uygulamam için ne kadar kritiktir?

Duruma bağlıdır. Tek bir gösterge LED'i için HUE binning kritik olmayabilir. Ancak, bir panel, dizi veya arka aydınlatmada yan yana kullanılan birden fazla LED'de, farklı HUE bölmelerinden parçalar karıştırılırsa fark edilebilir renk farklılıkları ("color binning") oluşabilir. Bu tür uygulamalar için sıkı bir HUE bölmesi belirtmek veya aynı partiden tam bir makara sipariş etmek esastır.

9. Pratik Tasarım ve Kullanım Örnekleri

9.1 Örnek 1: Bir Tüketici Cihazı için Durum Göstergesi

Senaryo: Kablosuz bir hoparlör için güç düğmesi göstergesi.
Tasarım: Nötr bir "açık" göstergesi için SYG (Sarı Yeşil) varyantını kullanın. 3.3V besleme ve seri bir direnç kullanarak 15mA'de (20mA tipik değerin altında) sürün: R = (3.3V - 2.0V) / 0.015A ≈ 87Ω (82Ω veya 100Ω standart değerini kullanın). Bu, pil ömrünü ve cihaz dayanıklılığını en üst düzeye çıkarırken yeterli parlaklık sağlar. Geniş görüş açısı, çeşitli açılardan görünürlüğü garanti eder.

9.2 Örnek 2: Membran Anahtar Yazıları için Arka Aydınlatma

Senaryo: Bir kontrol paneli üzerindeki sembollerin aydınlatılması.
Tasarım: Panelin çevresine yerleştirilmiş, bir ışık yönlendirici katmana doğru bakan birden fazla SUR (Kırmızı) LED kullanın. Geniş görüş açısı, ışığın yönlendiriciye bağlanmasına yardımcı olur. Muhafaza içindeki olası sıcaklık artışı nedeniyle, ileri akım düşürme eğrisine danışın. LED'leri, ürünün ömrü boyunca güvenilir çalışmayı sağlamak için tam 25mA yerine 18-20mA'de sürmek ihtiyatlı olabilir. Düzgünlük, aynı CAT ve HUE gruplarından LED'ler seçilerek iyileştirilebilir.

10. Teknik İlkeler ve Eğilimler

10.1 Çalışma İlkesi

Bu LED, Alüminyum Galyum İndiyum Fosfit (AlGaInP)'den yapılmış bir yarı iletken p-n eklemine dayanır. İleri yönde bir voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir ve burada yeniden birleşirler. Bu yeniden birleşme sırasında açığa çıkan enerji, fotonlar (ışık) olarak yayılır. AlGaInP alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tanımlar—bu durumda kırmızı ve sarı-yeşil. Epoksi reçine kapsülü, çipi korur, ışık çıktısını şekillendirmek için bir mercek görevi görür ve gerekirse (bu tek renkli tipler için değil) fosforlar içerir. Genellikle yüksek yansıtıcılı plastik veya kaplamalı bir malzemeden yapılan reflektör kabı, çipi çevreleyerek yandan yayılan ışığı ileri yönlendirir ve amaçlanan görüş yönündeki faydalı ışık şiddetini artırır.

10.2 Endüstri Trendleri

Bunun gibi SMD LED'lerin gelişimi, birkaç önemli endüstri trendini takip eder:

• Miniaturization & IntegrationPaket boyutunun sürekli küçültülmesi, ışık çıkışının korunması veya iyileştirilmesiyle birlikte gerçekleşmektedir. Reflektörler ve elektrostatik koruma gibi özelliklerin paket içine entegrasyonu standart hale gelmiştir.
• Daha Yüksek Verimlilikİç kuantum verimliliği (IQE) ve ışık çıkarma verimliliğindeki sürekli iyileştirmeler, daha yüksek ışık etkinliğine (elektriksel watt başına daha fazla ışık) yol açarak güç tüketimini ve termal yükü azaltmaktadır.
• Geliştirilmiş Güvenilirlik: Paketleme malzemelerindeki (epoksi, silikon) ve çip montaj teknolojilerindeki iyileştirmeler, termal döngü, nem ve diğer çevresel streslere karşı direnci artırarak daha uzun çalışma ömrü sağlar (genellikle 50.000 saat veya daha fazla için L70/B50 olarak derecelendirilir).
• Standardizasyon ve Otomasyon: Paketleme (7" makaradaki 12mm bant gibi) ve ayak izleri, otomatik montajı kolaylaştırmak ve üretim maliyetlerini düşürmek için oldukça standart hale getirilmiştir.
• Renk Tutarlılığına Odaklanın: Tüketici elektroniği ve görsel düzgünlüğün kritik olduğu ekran uygulamalarında, dalga boyu (HUE) ve yoğunluk (CAT) için daha sıkı sınıflandırma toleransları giderek daha fazla talep edilmektedir.

Bu bileşen, gelişen bu ortamda olgun, güvenilir ve uygun maliyetli bir çözümü temsil eder ve çok çeşitli ana akım gösterge ve arka aydınlatma uygulamaları için uygundur.