850nm Kızılötesi Yayıcı LED SMD Veri Sayfası - Tepe Dalga Boyu 850nm - İleri Gerilim 1.4V - Işıma Şiddeti 20mW/sr - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, yüzey montaj teknolojisi (SMT) uygulamaları için tasarlanmış ayrık bir kızılötesi yayıcı bileşenin özelliklerini detaylandırır. Cihaz, kontrollü ışık dağılımı için siyah kubbe lensli standart bir EIA paketi içinde kapsüllenmiş, AlGaAs malzeme sistemi ile üretilmiş bir 850nm kızılötesi yayan diyottur (IRED). Otomatik montaj ortamlarında güvenilir performans sağlamak üzere tasarlanmıştır.

Bu bileşenin temel işlevi, elektrik akımını 850 nanometre tepe dalga boyunda kızılötesi ışığa verimli bir şekilde dönüştürmektir. Bu dalga boyu, görünür ışık yayılımının istenmediği veya silikon tabanlı fotodedektörlerle (850-940nm civarında yüksek hassasiyete sahiptir) uyumluluk gerektiren uygulamalarda yaygın olarak kullanılır. Ürün RoHS direktiflerine uygundur ve yeşil ürün olarak sınıflandırılır.

1.1 Temel Özellikler ve Uygulamalar

Kızılötesi yayıcı, modern elektronik üretimine uygun kılan birkaç temel özellik ile karakterize edilir:

• Yüksek hacimli PCB montajı için gerekli olan kızılötesi reflow lehimleme işlemleri ile uyumluluk.
• Otomatik pick-and-place ekipmanları ile kullanım için 7 inç çapında makaralarda 8mm şerit üzerinde paketlenmiştir.
• Yönlendirilmiş yayılım için tipik 20 derecelik görüş açısı (2θ1/2) sağlayan siyah kubbe lensli üstten görünümlü tasarım.
• Tepe yayılım dalga boyu (λp) 850nm olarak belirtilmiştir.

Birincil Uygulama Alanları:Bileşen, öncelikle görünmeyen ışık iletişimi veya algılama gerektiren sistemlerde kızılötesi yayıcı olarak kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Tipik uygulamalar arasında, tüketici elektroniği için uzaktan kumanda üniteleri, kısa mesafeli kızılötesi kablosuz veri iletim bağlantıları ve yakınlık sensörleri veya kesiciler gibi PCB'ye monte edilmiş kızılötesi sensör sistemleri yer alır, ancak bunlarla sınırlı değildir.

2. Mutlak Maksimum Değerler

Cihazın bu limitlerin ötesinde çalıştırılması kalıcı hasara neden olabilir. Tüm değerler 25°C ortam sıcaklığında (TA) belirtilmiştir.

• Güç Dağılımı (PD):100 mW
• Tepe İleri Akımı (IFP):800 mA (darbe koşullarında: saniyede 300 darbe, 10μs darbe genişliği)
• DC İleri Akımı (IF):60 mA
• Ters Gerilim (VR):5 V
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı (Topr):-40°C ila +85°C
• Depolama Sıcaklığı Aralığı (Tstg):-55°C ila +100°C
• Kızılötesi Reflow Lehimleme:10 saniye için maksimum 260°C tepe sıcaklığına izin verilir.

Bu değerler, güvenilir cihaz ömrü için operasyonel sınırları tanımlar. DC ileri akım veya güç dağılımının aşılması aşırı ısı üretecek ve yarıiletken bağlantının hızlanmış bozulmasına yol açabilecektir. Ters gerilim değeri, LED'i devredeki elektrostatik deşarj (ESD) veya yanlış polarite bağlantısından korumak için kritiktir.

3. Elektriksel ve Optik Özellikler

Aşağıdaki parametreler, belirtilen test koşullarında 25°C ortam sıcaklığında garanti edilir. Bu değerler, cihazdan beklenen tipik performansı temsil eder.

• Işıma Şiddeti (I_E):20 mW/sr (Tipik), 20mA ileri akımında (I_F). Bu ölçüm için test toleransı ±%15'tir.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λ_Tepe):850 nm (Tipik), I_F= 20mA'de.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):50 nm (Tipik), I_F= 20mA'de. Bu, ışıma şiddetinin tepe değerinin en az yarısı olduğu spektral bant genişliğini gösterir.
• İleri Gerilim (V_F):1.4 V (Tipik), I_F= 20mA'de maksimum 1.7 V.
• Ters Akım (I_R):10 μA (Maksimum), 5V ters gerilimde (V_R).
• Görüş Açısı (2θ_1/2):20 derece (Tipik). θ_1/2, ışıma şiddetinin optik eksen (0 derece) üzerindeki değerinin yarısına düştüğü eksen dışı açı olarak tanımlanır.

İleri gerilim, devre tasarımı için kritik bir parametredir, çünkü LED üzerindeki voltaj düşüşünü belirler ve akım sınırlayıcı direnç değerinin hesaplanması için gereklidir. 20 derecelik görüş açısı, nispeten dar bir ışın demeti anlamına gelir; bu, belirli bir alan veya mesafe üzerinde yönlendirilmiş aydınlatma gerektiren uygulamalar için faydalıdır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, değişen koşullar altında cihaz davranışını gösteren birkaç karakteristik eğri sağlar. Bu eğrileri anlamak, sağlam sistem tasarımı için hayati öneme sahiptir.

4.1 Spektral Dağılım

Spektral dağılım eğrisi, göreceli ışıma şiddetini dalga boyunun bir fonksiyonu olarak gösterir. Bu 850nm yayıcı için çıktı, tipik 50nm yarı genişlikle 850nm civarında merkezlenmiştir. Bu karakteristik, yayıcıyı alıcı fotodedektörün (örneğin, silikon PIN fotodiyot veya fototransistör) spektral hassasiyetine uydurmak ve sinyal-gürültü oranını maksimize etmek için önemlidir.

4.2 İleri Akım vs. Ortam Sıcaklığı

Bu düşürme eğrisi, ortam sıcaklığı arttıkça izin verilen maksimum DC ileri akımın azaldığını gösterir. Maksimum çalışma sıcaklığı olan +85°C'de, izin verilen sürekli akım, 25°C'deki 60mA değerinden önemli ölçüde daha düşüktür. Tasarımcılar, LED'in yüksek sıcaklık ortamlarında aşırı sürülmemesini sağlamak için bu eğriyi kullanmalıdır.

4.3 İleri Akım vs. İleri Gerilim (IV Eğrisi)

IV eğrisi, uygulanan ileri gerilim ile LED üzerinden geçen sonuç akımı arasındaki doğrusal olmayan ilişkiyi tasvir eder. 20mA'de tipik 1.4V ileri gerilim bu eğri üzerinde gösterilir. Eğrinin üstel doğası, küçük bir voltaj değişikliğinin büyük bir akım değişikliğine neden olabileceğinden, LED'lerin neden bir akım kaynağı veya seri bir akım sınırlayıcı direnç ile sürülmesi gerektiğini vurgular.

4.4 Göreceli Işıma Şiddeti vs. İleri Akım

Bu eğri, ışık çıkışının (ışıma şiddeti) normal çalışma aralığında ileri akımla yaklaşık olarak orantılı olduğunu gösterir. Isınma ve diğer verimlilik faktörleri nedeniyle tamamen doğrusal değildir, ancak akım kontrolünün ışık çıkışını kontrol etmenin birincil yöntemi olduğunu doğrular.

4.5 Göreceli Işıma Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı

Bir LED'in çıkış gücü, bağlantı sıcaklığı yükseldikçe azalır. Bu eğri, sürüş akımı sabit tutulsa bile, ortam sıcaklığı arttıkça göreceli ışıma şiddetinin düştüğünü göstererek bu ilişkiyi nicelendirir. Geniş bir sıcaklık aralığında kararlı çıkış gerektiren uygulamalarda bu termal düşürme hesaba katılmalıdır.

4.6 Işınım Deseni (Polar Diyagram)

Polar diyagram, görüş açısını grafiksel olarak temsil eder. Normalleştirilmiş şiddet, merkez eksenden açıya karşı çizilir. Bu cihaz için diyagram, 20 derecelik yarı açıyı doğrular ve merkezde en güçlü ve simetrik olarak düşen bir ışın deseni gösterir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Ana Hat Boyutları

Cihaz, standart bir EIA yüzey montaj paketi ana hatlarına uyar. Ana boyutlar arasında gövde boyutu, bacak aralığı ve toplam yükseklik yer alır. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar milimetre cinsinden ve tipik ±0.1mm tolerans ile verilmiştir. Paket, kubbe lensli siyah epoksi gövdeye sahiptir.

5.2 Önerilen Lehim Pedi Düzeni

PCB tasarımı için önerilen bir lehim pedi deseni (footprint), reflow sırasında güvenilir lehim bağlantısı oluşumunu sağlamak için sağlanmıştır. Boyutlar, ana ped alanları için uzunluk 1.8mm ve genişlik 1.0mm olup, aralarında 1.0mm boşluk bulunur. Lehim macunu uygulaması için 0.1mm (4 mil) veya 0.12mm (5 mil) kalınlığında metal bir şablon kullanılması tavsiye edilir.

5.3 Şerit ve Makara Paketleme Boyutları

Bileşenler, 7 inç (178mm) çapında makaralarda kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Şerit genişliği 8mm'dir. Her makara 2000 adet içerir. Paketleme, ANSI/EIA 481-1-A-1994 spesifikasyonlarına uygundur. Şerit bir kapak bandı ile kapatılır ve bir makarada izin verilen maksimum ardışık eksik bileşen sayısı ikidir.

6. Montaj, Taşıma ve Uygulama Kılavuzları

6.1 Lehimleme ve Reflow Profili

Cihaz, SMT montajı için standart olan kızılötesi (IR) reflow lehimleme işlemleri ile uyumludur. Kurşunsuz (Pb-free) lehim için JEDEC uyumlu bir reflow profili önerilir. Bu profil için ana parametreler şunlardır: 150-200°C'de en fazla 120 saniye süren bir ön ısıtma aşaması, ardından maksimum 260°C tepe sıcaklığına bir sıcaklık rampası. 245°C üzerindeki süre kontrol edilmeli ve 260°C tepe sıcaklığındaki toplam süre 10 saniyeyi aşmamalıdır. Lehim macunu üreticisi önerilerini takip etmek ve kart seviyesinde karakterizasyon yapmak kritiktir, çünkü ideal profil spesifik PCB montajına göre değişebilir.

Lehim havya ile manuel tamir için, uç sıcaklığı 300°C'yi aşmamalı ve her lehim bağlantısı için temas süresi 3 saniye ile sınırlandırılmalıdır.

6.2 Depolama ve Nem Hassasiyeti

Orijinal nem geçirmez bariyer torbası (nem alıcı ile) kapalıyken, bileşenler 30°C veya daha düşük ve %90 bağıl nem (RH) veya daha düşük koşullarda depolanmalıdır. Bu koşullar altında raf ömrü bir yıldır. Bariyer torbası açıldığında, bileşenler ortam nemine maruz kalır. Orijinal paket dışında uzun süreli depolama (bir haftadan fazla) için, nem alıcılı kapalı bir kapta veya nitrojen ile temizlenmiş bir kurutucuda saklanmaları şiddetle tavsiye edilir. Bileşenler ortam koşullarına bir haftadan fazla maruz kaldıysa, reflow lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve reflow sırasında \"patlamış mısır\" hasarını önlemek için bir kurutma prosedürü (yaklaşık 60°C'de en az 20 saat) gereklidir.

6.3 Temizlik

Lehim sonrası temizlik gerekliyse, sadece izopropil alkol (IPA) gibi alkol bazlı çözücüler kullanılmalıdır. Sert veya agresif kimyasal temizleyiciler epoksi lensi veya paketi hasara uğratabilir.

6.4 Sürücü Devre Tasarımı

Bir LED, akım ile çalışan bir cihazdır. Tutarlı ışık çıkışı sağlamak ve hasarı önlemek için kontrollü bir akım kaynağı ile sürülmelidir. En basit ve yaygın yöntem, seri bir akım sınırlayıcı direnç kullanmaktır. Direnç değeri (R_seri) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R_seri= (V_besleme- V_F) / I_F, burada V_F, istenen I_F akımındaki LED'in ileri gerilimidir. Birden fazla LED paralel bağlandığında, ileri gerilim cihazdan cihaza hafifçe değişebileceğinden, akım paylaşımını önlemek ve uniform parlaklık sağlamak için her LED için ayrı bir akım sınırlayıcı direnç kullanılması şiddetle tavsiye edilir (orijinal belgedeki \"Devre A\"da gösterildiği gibi).

6.5 Uygulama Hususları ve Uyarılar

Bu ürün, ofis ekipmanları, iletişim cihazları ve ev aletleri dahil standart ticari ve endüstriyel elektronik ekipmanlarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Arızanın hayatı veya sağlığı tehlikeye atabileceği olağanüstü güvenilirlik gerektiren uygulamalar için (örneğin, havacılık, tıbbi sistemler, kritik güvenlik cihazları), tasarım aşamasından önce bileşen üreticisi ile spesifik kalifikasyon ve danışma şarttır. Tasarımcılar, uygulamaları için en kötü durum senaryolarını göz önünde bulundurarak, cihazı her zaman Mutlak Maksimum Değerleri ve önerilen çalışma koşulları içinde çalıştırmalıdır.