Turuncu SMD LED LTST-C170KFKT Veri Sayfası - Paket Boyutları - İleri Gerilim 2.4V - Işık Şiddeti 90mcd - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakış

Bu belge, yüksek performanslı bir yüzey montaj Turuncu LED'in tam teknik özelliklerini sağlar. Cihaz, turuncu-kırmızı spektrumda yüksek ışık verimliliği ve mükemmel renk saflığı ile bilinen Ultra Parlak bir AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) çipi kullanır. Çevre güvenliğini sağlayan, RoHS uyumlu bir yeşil ürün olarak tasarlanmıştır. LED, yüksek hacimli elektronik üretiminde kullanılan otomatik yerleştirme ekipmanlarıyla tam uyumlu olacak şekilde, 7 inç çapında makaralar üzerinde endüstri standardı 8mm bantta tedarik edilir. Tasarımı, modern PCB montaj hatları için standart olan hem kızılötesi (IR) hem de buhar fazı reflow lehimleme süreçleriyle uyumludur.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Cihazın çalışma limitleri, 25°C ortam sıcaklığında (Ta) tanımlanmıştır. Bu değerlerin aşılması kalıcı hasara neden olabilir. Maksimum sürekli DC ileri akım 30 mA'dır. Darbe çalışması için, 1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliği altında 80 mA'lik bir tepe ileri akımına izin verilir. Maksimum güç dağılımı 75 mW'dır. Cihaz, 5 V'a kadar ters gerilime dayanabilir. Çalışma ve depolama sıcaklık aralığı -55°C ile +85°C arasında belirtilmiştir, bu da geniş bir çevre koşulları yelpazesine uygun olduğunu gösterir. Kritik lehimleme koşulları da tanımlanmıştır: dalga ve kızılötesi lehimleme 260°C'de 5 saniye, buhar fazı lehimleme ise 215°C'de 3 dakika.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Ana performans parametreleri, Ta=25°C ve 20 mA ileri akımında (IF) ölçülmüştür. Işık şiddetinin (Iv) tipik değeri 90.0 milikandela (mcd) olup minimum 45.0 mcd'dir. Şiddetin eksenel değerinin yarısına düştüğü tam açı olarak tanımlanan görüş açısı (2θ1/2) 130 derecedir ve geniş bir yayılım deseni sağlar. Tepe emisyon dalga boyu (λP) tipik olarak 611 nm, baskın dalga boyu (λd) ise 605 nm'dir ve çıktıyı kesinlikle turuncu renk bölgesine yerleştirir. Spektral çizgi yarı genişliği (Δλ) 17 nm'dir, bu da nispeten dar bir spektral bant genişliğini gösterir. İleri gerilim (VF), 20 mA'de 2.0 V ile 2.4 V arasında değişir. Ters akım (IR), VR=5V'da maksimum 100 μA'dır ve eklem kapasitansı (C), 0V ve 1 MHz'de ölçüldüğünde tipik olarak 40 pF'dir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Ürün, birimleri ışık şiddetine göre kategorize etmek için bir sınıflandırma sistemi kullanır. Bu, düzgün aydınlatma gerektiren uygulamalarda parlaklık tutarlılığını sağlar. IF=20mA'daki sınıf kodları ve karşılık gelen şiddet aralıkları şunlardır: Sınıf P (45.0 - 71.0 mcd), Sınıf Q (71.0 - 112.0 mcd), Sınıf R (112.0 - 180.0 mcd) ve Sınıf S (180.0 - 280.0 mcd). Her bir şiddet sınıfına +/-%15 tolerans uygulanır. Tasarımcılar, uygulamaları için istenen parlaklık seviyesini garanti etmek amacıyla sipariş verirken gerekli sınıf kodunu belirtmelidir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, değişen koşullar altında cihaz davranışını anlamak için temel olan tipik performans eğrilerine atıfta bulunur. Bu eğriler tipik olarak, diyodun karakteristik üstel açılmasını gösteren ileri akım (IF) ve ileri gerilim (VF) arasındaki ilişkiyi içerir. Işık şiddeti ile ileri akım arasındaki ilişki, sürücü akımı seçimi için çok önemlidir. Işık şiddetinin ve baskın dalga boyunun ortam sıcaklığıyla değişimini gösteren eğriler, sıcaklık dalgalanmalarına maruz kalan tasarımlarda termal yönetim ve renk kararlılığı analizi için kritiktir. Açısal şiddet dağılım deseni, 130 derecelik koni boyunca ışığın nasıl yayıldığını gösteren görüş açısı özelliği ile ima edilir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

LED, bir EIA standardı yüzey montaj paket şekline uygundur. PCB ayak izi tasarımı için tüm kritik boyutlar milimetre cinsinden verilmiştir ve aksi belirtilmedikçe genel tolerans ±0.10 mm'dir. Lens, dağıtılmamış, yüksek şiddetli LED'ler için tipik olan "Su Berraklığında" olarak tanımlanır. Detaylı mekanik çizimler gövde uzunluğunu, genişliğini, yüksekliğini, bacak aralığını ve lens geometrisini gösterir.

5.2 Lehim Pisti Düzeni ve Polarite

Güvenilir lehim bağlantısı oluşumu ve reflow sırasında uygun hizalama için önerilen bir lehim pisti boyut düzeni sağlanmıştır. Pisti tasarımı, termal rahatlama ve lehim fileto oluşumunu hesaba katar. LED'in polaritesi (anot ve katot), paket çiziminde açıkça belirtilmiştir, tipik olarak gövde üzerinde bir işaretleme veya asimetrik bir pisti tasarımı ile, bu da doğru PCB montajı için hayati önem taşır.

5.3 Bant ve Makara Özellikleri

Cihaz, 7 inç (178mm) çapında makaralara sarılmış 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı bant içinde paketlenmiştir. Standart makara miktarı 3000 adettir. Paketleme ANSI/EIA 481-1-A-1994 şartnamelerini takip eder. Ana bant boyutları arasında yuva aralığı, yuva boyutu ve kapak bandı özellikleri bulunur. Notlar, boş yuvaların kapalı olduğunu, kalanlar için minimum paketleme miktarının 500 adet olduğunu ve ardışık eksik bileşenlerin maksimum sayısının iki olduğunu belirtir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Önerilen Reflow Profilleri

İki önerilen kızılötesi (IR) reflow lehimleme profili sağlanmıştır: biri standart kalay-kurşun (SnPb) lehim işlemi için, diğeri tipik olarak SAC (Sn-Ag-Cu) alaşımı kullanan kurşunsuz (Pb-free) lehim işlemi için. Kurşunsuz profil, mutlak maksimum değerlerde belirtildiği gibi, yaklaşık 260°C gibi daha yüksek bir tepe sıcaklığı gerektirir. Profiller kritik parametreleri tanımlar: ön ısıtma sıcaklığı ve süresi, sıcaklık artış hızı, likidüs üzerinde kalma süresi (TAL), tepe sıcaklığı ve soğutma hızı. LED'in plastik paketinin ve iç tel bağlantılarının termal hasar görmesini önlemek için bu profillere uyulması gereklidir.

6.2 Depolama Koşulları

LED'ler, 30°C'yi ve %70 bağıl nemi aşmayan bir ortamda depolanmalıdır. Orijinal nem bariyerli ambalajından çıkarıldıktan sonra, IR reflow lehimleme işleminin 672 saat (28 gün) içinde tamamlanması önerilir. Orijinal torbanın dışında daha uzun süre depolama için, LED'ler desikatörlü kapalı bir kapta veya nitrojen ile temizlenmiş bir kurutucuda saklanmalıdır. 672 saatten fazla depolanan bileşenler, lehimlemeden önce yaklaşık 60°C'de en az 24 saat pişirilmelidir; bu, emilen nemi uzaklaştırır ve reflow sırasında "patlamış mısır" etkisini önler.

6.3 Temizleme

Lehimleme sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. Belirtilmemiş kimyasallar LED'in epoksi lensine veya paketine zarar verebilir. Önerilen yöntem, LED'i normal oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkol içinde bir dakikadan daha kısa süre daldırmaktır. Agresif veya ultrasonik temizlik önerilmez.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu yüksek parlaklıklı turuncu SMD LED, net, görünür durum ışıkları gerektiren geniş bir uygulama yelpazesi için uygundur. Yaygın kullanımlar arasında tüketici elektroniği ürünlerindeki (yönlendiriciler, yazıcılar, şarj cihazları) durum göstergeleri, küçük ekranların veya ikonların arka aydınlatması, otomotiv iç aydınlatması, tabelalar ve genel amaçlı panel göstergeleri bulunur. Otomatik yerleştirme ile uyumluluğu, onu uygun maliyetli, yüksek hacimli üretim için ideal kılar.

7.2 Sürücü Devresi Tasarımı

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Birden fazla LED'i paralel olarak sürerken düzgün parlaklık sağlamak için, her bir LED ile seri olarak bir akım sınırlama direnci kullanılması şiddetle tavsiye edilir (Devre Modeli A). Birden fazla LED'i tek bir akım kaynağından doğrudan paralel olarak sürmek (Devre Modeli B) önerilmez, çünkü her LED'in ileri gerilim (Vf) karakteristiğindeki küçük değişiklikler, akım paylaşımında ve dolayısıyla algılanan parlaklıkta önemli farklılıklara neden olabilir. Seri direnç, her LED'den geçen akımı stabilize eder.

7.3 Elektrostatik Deşarj (ESD) Koruması

LED, elektrostatik deşarja karşı hassastır. ESD hasarı, yüksek ters kaçak akımı, düşük ileri gerilim veya düşük akımlarda ışık vermeme şeklinde kendini gösterebilir. Taşıma ve montaj sırasında önleyici tedbirler uygulanmalıdır: personel topraklanmış bileklik veya antistatik eldiven giymelidir; tüm ekipman, çalışma tezgahları ve depolama rafları uygun şekilde topraklanmalıdır; ve taşıma sürtünmesi nedeniyle plastik lens üzerinde birikebilecek statik yükü nötrleştirmek için bir iyonizer kullanılmalıdır. Düşük akımda "ışık yanmasını" ve Vf'yi doğrulamak, ESD hasarlı birimleri belirlemeye yardımcı olabilir.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu LED'in temel farklılaştırıcısı, turuncu/kırmızı renkler için standart GaP gibi eski teknolojilere kıyasla üstün verimlilik ve renk kararlılığı sunan bir AlInGaP yarı iletken malzeme kullanmasıdır. Geniş 130 derecelik görüş açısı, onu dar ışınlı LED'lerin aksine, geniş görünürlük gerektiren uygulamalar için uygun kılar. Katı reflow lehimleme profillerine (hem IR hem de buhar fazı) uyumu, standart SMT montaj termal stresine dayanabilen sağlam bir paket yapısını gösterir. Detaylı sınıflandırma sistemi, tasarımcılara ürünlerinde parlaklık düzgünlüğü üzerinde hassas kontrol sağlar.

9. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

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

C: Tepe dalga boyu (λP), yayılan optik gücün maksimum olduğu tek dalga boyudur. Baskın dalga boyu (λd), CIE renklilik diyagramından türetilir ve ışığın algılanan rengine en iyi uyan tek dalga boyunu temsil eder. Bu LED gibi tek renkli bir kaynak için birbirine yakındırlar, ancak renk belirtimi için λd daha alakalıdır.

S: Bu LED'i maksimum 30mA DC akımında sürekli olarak sürebilir miyim?

C: Mümkün olmakla birlikte, optimal ömür ve güvenilirlik için önerilmez. Mutlak maksimum değerlere yakın veya bu değerlerde çalıştırmak, eklem sıcaklığını artırır ve bozulmayı hızlandırır. Tasarımcılar, parlaklık ve uzun ömür arasında daha iyi bir denge için tipik 20mA veya daha düşük çalışma koşulunu kullanmalıdır.

S: Parçalar çok uzun süre depolandıysa, lehimlemeden önce neden bir pişirme işlemi gereklidir?

C: Plastik SMD paketleri atmosferden nem emebilir. Yüksek sıcaklıktaki reflow lehimleme işlemi sırasında, hapsolmuş bu nem hızla buharlaşarak paketi çatlatabilecek veya iç arayüzleri ayırabilecek ("patlamış mısır" etkisi) iç basınç oluşturabilir. Pişirme, bu emilen nemi uzaklaştırır.

S: Doğru akım sınırlama direnci değerini nasıl seçerim?

C: Ohm Kanunu'nu kullanın: R = (Vbesleme - Vf_LED) / I_LED. 5V besleme, tipik 2.4V Vf ve istenen 20mA akım için: R = (5 - 2.4) / 0.02 = 130 Ohm. Bu hesaplama için, tüm koşullar altında akımın istenen değeri aşmamasını sağlamak amacıyla daima veri sayfasındaki maksimum Vf'yi (2.4V) kullanın.

10. Tasarım İçi Vaka Çalışması

On özdeş turuncu LED göstergeli bir ağ anahtarı için durum göstergesi paneli tasarlamayı düşünün. Düzgün parlaklık sağlamak için, tasarımcı tedarikçiden Sınıf Q'yu (71-112 mcd) belirtir. 5V hat kullanılarak bir sürücü devresi tasarlanır. Maksimum 2.4V Vf ve 18mA hedef akımı (tipik değerin biraz altında, marj için) kullanılarak seri direnç hesaplanırsa: R = (5V - 2.4V) / 0.018A ≈ 144 Ohm elde edilir. Standart 150 Ohm, %1 toleranslı bir direnç seçilir. PCB üzerinde, her biri kendi direncine sahip on özdeş devre yerleştirilir. PCB ayak izi, önerilen pisti boyutlarını takip eder. Montaj firması, sağlanan kurşunsuz reflow profilini kullanır. Montaj sonrası, on LED'in tümü, beklenen Sınıf Q aralığında tutarlı parlaklık sergiler; bu da bireysel akım sınırlama dirençleri ve dikkatli sınıf seçimi kullanma tasarım yaklaşımını doğrular.

11. Çalışma Prensibi

Bu LED, bir yarı iletken p-n ekleminde elektrolüminesans prensibiyle çalışır. Aktif bölge AlInGaP'den oluşur. Diyodun açılma gerilimini (yaklaşık 2.0V) aşan bir ileri gerilim uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler aktif bölgeye enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerjilerini foton (ışık) şeklinde salarlar. AlInGaP alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler—bu durumda, yaklaşık 605-611 nm'de turuncu. "Su berraklığındaki" lens, ışığın minimum saçılma ile paketten çıkmasına izin vererek yüksek eksenel şiddet sağlar.

12. Teknoloji Trendleri

AlInGaP malzemelerinin kullanımı, kehribar, turuncu ve kırmızı LED'ler için yerleşik, yüksek verimli bir teknolojiyi temsil eder. Sektördeki devam eden trendler arasında, enerji verimliliğini artıran daha yüksek ışık etkinliği (elektriksel watt başına daha fazla ışık çıkışı) için sürekli bir itiş bulunmaktadır. Ayrıca, sıcaklık ve çalışma ömrü boyunca renk kararlılığını artırmaya odaklanılmaktadır. Paketleme trendleri, daha yüksek sürücü akımlarını idare etmek için termal performansı korurken veya iyileştirirken daha küçük form faktörlerini hedeflemektedir. Ayrıca, akıllı sürücülerle entegrasyon ve gelişen çevre düzenlemeleri ve üretim taleplerini karşılamak için daha da yüksek sıcaklıklı, kurşunsuz lehimleme süreçleriyle uyumlu LED'lerin geliştirilmesi, aktif gelişim alanları olmaya devam etmektedir.