Turuncu SMD LED LTST-M670KFKT Veri Sayfası - AlInGaP - 120° Görüş Açısı - 20mA - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, bir yüzey montaj cihazı (SMD) ışık yayan diyot (LED) için tam teknik özellikleri sağlar. Cihaz, ışık kaynağı olarak Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken malzeme kullanan, su berraklığında lensli bir pakete sahip turuncu bir LED'dir. Otomatik montaj süreçleri için tasarlanmıştır ve kızılötesi reflow lehimleme teknikleriyle uyumludur, bu da onu baskılı devre kartları (PCB'ler) üzerinde yüksek hacimli üretim için uygun kılar. Ürün, RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uygundur ve bu da onu çevre dostu bir ürün olarak sınıflandırır.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED'in birincil avantajları, üretimi kolaylaştıran otomatik pick-and-place ekipmanlarıyla uyumluluğu ve modern çevresel ve üretim standartlarıyla uyumlu, kurşunsuz kızılötesi reflow lehimleme profilleri için uygunluğudur. EIA (Elektronik Endüstrileri Birliği) standart paketi, endüstri standardı yerleştirme sistemleriyle mekanik uyumluluğu garanti eder. Cihaz ayrıca I.C. (Entegre Devre) uyumlu olarak tanımlanır, bu da sürücü karakteristiklerinin tipik mantık seviyesi çıkışlarıyla doğrudan arayüz oluşturmaya uygun olduğunu gösterir. Hedef uygulamalar, güvenilir gösterge aydınlatmasının gerekli olduğu genel elektronik ekipmanları kapsayacak şekilde geniştir.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Ortam sıcaklığı (Ta) 25°C'de belirtilmiştir.

• Güç Dağılımı (Pd):72 mW. Bu, cihazın termal sınırlarını aşmadan ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır.
• Tepe İleri Akımı (IFP):80 mA. Bu, aşırı ısınmayı önlemek için tipik olarak darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) belirtilen izin verilen maksimum anlık ileri akımdır.
• DC İleri Akımı (IF):30 mA. Bu, kararlı durum koşullarında LED'e uygulanabilecek maksimum sürekli ileri akımdır.
• Ters Voltaj (VR):5 V. Ters yönde bu değeri aşan bir voltaj uygulamak, LED jonksiyonunda çökme ve hasara neden olabilir.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +85°C. Cihazın belirtilen parametreler dahilinde çalışmasının garanti edildiği ortam sıcaklığı aralığıdır.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +100°C. Cihaz güç verilmediğinde güvenli depolama için sıcaklık aralığıdır.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Bunlar, aksi belirtilmedikçe, Ta=25°C ve bir test akımı (IF) 20 mA'de ölçülen tipik performans parametreleridir.

• Işık Şiddeti (Iv):Minimum 140 mcd'den tipik maksimum 450 mcd'ye kadar değişir. Bu, CIE fotopik tepki eğrisine yaklaşan bir filtre kullanarak, insan gözü tarafından görülen LED'in algılanan parlaklığını ölçer.
• Görüş Açısı (2θ1/2):120 derece. Bu, ışık şiddetinin merkez eksen (0°) üzerinde ölçülen değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. 120°'lik bir açı, geniş bir görüş deseni olduğunu gösterir.
• Tepe Emisyon Dalga Boyu (λP):611 nm. Bu, LED'in spektral güç çıkışının maksimum olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λd):600 nm ila 612 nm arasında değişir. Bu, CIE renklilik diyagramından türetilir ve ışığın algılanan rengini en iyi şekilde tanımlayan tek dalga boyunu temsil eder. Renk belirtimi için anahtar parametredir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):17 nm. Bu, emisyon spektrumunun maksimum gücünün yarısındaki genişliğidir (Yarım Maksimum Tam Genişlik - FWHM). 17nm'lik bir değer, bir AlInGaP turuncu LED için tipiktir ve nispeten saf bir renk olduğunu gösterir.
• İleri Voltaj (VF):IF=20mA'de 1.8 V ila 2.4 V arasında değişir. Bu, LED akım iletirken üzerindeki voltaj düşümüdür.
• Ters Akım (IR):VR=5V'de maksimum 10 μA. Bu, belirtilen ters voltaj uygulandığında akan küçük sızıntı akımıdır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde tutarlılığı sağlamak için, LED'ler anahtar parametrelere göre sınıflara ayrılır. Bu, tasarımcıların renk ve elektriksel performans için belirli gereksinimleri karşılayan parçaları seçmesine olanak tanır.

3.1 İleri Voltaj Sınıflandırması (Birim: V @20mA)

LED'ler ileri voltaj düşümlerine göre kategorize edilir:
Sınıf Kodu D2: 1.8V (Min) ila 2.0V (Maks)
Sınıf Kodu D3: 2.0V (Min) ila 2.2V (Maks)
Sınıf Kodu D4: 2.2V (Min) ila 2.4V (Maks)
Her sınıf için tolerans +/-0.1V'dir.

3.2 Işık Şiddeti Sınıflandırması (Birim: mcd @20mA)

LED'ler parlaklık çıkışlarına göre sıralanır:
Sınıf Kodu R2: 140.0 ila 180.0 mcd
Sınıf Kodu S1: 180.0 ila 224.0 mcd
Sınıf Kodu S2: 224.0 ila 280.0 mcd
Sınıf Kodu T1: 280.0 ila 355.0 mcd
Sınıf Kodu T2: 355.0 ila 450.0 mcd
Her sınıf için tolerans +/-%11'dir.

3.3 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması (Birim: nm @20mA)

LED'ler kesin renklerine (baskın dalga boyu) göre sınıflandırılır:
Sınıf Kodu P: 600.0 ila 603.0 nm
Sınıf Kodu Q: 603.0 ila 606.0 nm
Sınıf Kodu R: 606.0 ila 609.0 nm
Sınıf Kodu S: 609.0 ila 612.0 nm
Her sınıf için tolerans +/- 1nm'dir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, cihazın farklı koşullar altındaki davranışını anlamak için gerekli olan tipik karakteristik eğrilere atıfta bulunur. Belirli grafikler metin içinde yeniden üretilmemiş olsa da, bunların etkileri aşağıda analiz edilmiştir.

4.1 İleri Akım - İleri Voltaj (I-V Eğrisi)

Bir LED için I-V eğrisi üsteldir. 20mA'de belirtilen 1.8V ila 2.4V ileri voltaj aralığı için, tasarımcılar çalışma noktasının bu pencere içinde kalmasını bekleyebilir. Eğri, uygun akım sınırlayıcı dirençlerin seçilmesine ve sürücü devresinin voltaj gereksinimlerinin anlaşılmasına yardımcı olur.

4.2 Işık Şiddeti - İleri Akım

Bu eğri tipik olarak, ışık şiddetinin ileri akımla arttığını, ancak özellikle akım maksimum değere yaklaştıkça mutlaka doğrusal bir şekilde artmadığını gösterir. İstenilen bir parlaklık seviyesine ulaşmak için gerekli sürücü akımını belirlemek çok önemlidir.

4.3 Sıcaklık Karakteristikleri

LED performansı sıcaklığa bağlıdır. Tipik olarak, ileri voltaj jonksiyon sıcaklığı arttıkça azalırken, ışık şiddeti de azalır. Bu eğrileri anlamak, -40°C ila +85°C aralığında çalışan uygulamalar için tutarlı performansı sağlamak açısından hayati önem taşır.

4.4 Spektral Dağılım

Spektral çıkış eğrisi, 611nm tepe dalga boyu etrafında merkezlenmiş ve 17nm yarı genişliğe sahip farklı dalga boylarında yayılan ışığın şiddetini gösterir. Bu, turuncu ışığın renk saflığını tanımlar.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgisi

5.1 Cihaz Paket Boyutları

LED standart bir SMD paketinde tedarik edilir. Veri sayfası, tüm kritik ölçümleri milimetre (ve inç) cinsinden içeren ayrıntılı bir boyut çizimi içerir. Ana boyutlar gövde uzunluğu, genişliği, yüksekliği, bacak aralığı ve pad önerilerini içerir. Aksi belirtilmedikçe toleranslar tipik olarak ±0.2mm'dir. Bu bilgi PCB pad deseni tasarımı için kritiktir.

5.2 Polarite Tanımlama

SMD LED'ler PCB üzerinde doğru yönlendirilmelidir. Veri sayfası çizimi, genellikle paket gövdesi üzerindeki bir işaretleme veya asimetrik bir özellik aracılığıyla katot (negatif) ve anot (pozitif) terminallerini gösterir.

5.3 Şerit ve Makara Paketleme

Otomatik montaj için, LED'ler kabartmalı taşıyıcı şerit ve makaralar üzerinde tedarik edilir.
Şerit Boyutları:Şerit genişliği, yuva boyutları ve kapak şeridi özellikleri, besleyicilerle uyumluluğu sağlamak için verilmiştir.
Makara Özellikleri:LED'ler 7 inç (178mm) çapında makaralar üzerinde paketlenir. Her makara 2000 adet içerir. Kalan parçalar için minimum paketleme miktarı 500 adettir. Paketleme ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uygundur. Notlar, boş yuvaların kapalı olduğunu ve maksimum iki ardışık eksik bileşene izin verildiğini belirtir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Kızılötesi Reflow Lehimleme Profili

Cihaz, kızılötesi reflow lehimleme işlemleriyle uyumludur. Kurşunsuz lehimleme için J-STD-020B'ye uygun önerilen bir profil sağlanmıştır. Bu profil için anahtar parametreler şunlardır:
Ön Isıtma:150-200°C.
Ön Isıtma Süresi:Maksimum 120 saniye.
Tepe Sıcaklığı:Maksimum 260°C.
Sıvı Faz Üzerinde Süre:Uygun lehim bağlantısı oluşumu için kritiktir (3. sayfadaki profil eğrisinden alınan belirli süre).
Profil genel bir hedeftir; nihai kart seviyesi profilleri, belirli PCB tasarımı, lehim pastası ve kullanılan fırına göre karakterize edilmelidir.

6.2 El Lehimlemesi (Lehim Havyası)

El lehimlemesi gerekliyse, aşağıdaki sınırlar geçerlidir:
Havya Sıcaklığı:Maksimum 300°C.
Lehimleme Süresi:Bağlantı başına maksimum 3 saniye.
Termal stresi önlemek için el lehimlemesi yalnızca bir kez yapılmalıdır.

6.3 Temizleme

Lehimleme sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. LED'i oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkol içinde bir dakikadan daha kısa süreyle daldırmak önerilir. Belirtilmemiş kimyasallar pakete zarar verebilir.

6.4 Depolama Koşulları

Uygun depolama, özellikle nem hassas bileşenler için lehimlenebilirliği korumak için gereklidir.
Kapalı Paket:≤30°C ve ≤%70 Bağıl Nem (RH) koşullarında depolayın. Nem önleyici torba içinde desikatör ile saklandığında raf ömrü bir yıldır.
Açılmış Paket:Kapalı torbasından çıkarılan bileşenler için, depolama ortamı 30°C ve %60 RH'yi aşmamalıdır. Maruziyetten sonraki 168 saat (7 gün) içinde IR reflow lehimlemenin tamamlanması önerilir. Daha uzun depolama için, bileşenler desikatörlü kapalı bir kapta veya nitrojen desikatöründe tutulmalıdır. 168 saatten fazla maruz kalan bileşenler, montajdan önce emilen nemi gidermek ve reflow sırasında \"patlamış mısır\" etkisini önlemek için yaklaşık 60°C'de en az 48 saat pişirilmelidir.

7. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

7.1 Tipik Uygulama Devreleri

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. En yaygın sürücü yöntemi, seri bir akım sınırlayıcı direnç kullanmaktır. Direnç değeri (R) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (Vcc - VF) / IF, burada Vcc besleme voltajı, VF LED ileri voltajı (güvenilirlik için sınıf veya veri sayfasından maksimum değer kullanın) ve IF istenen ileri akımdır (örn. 20mA). Birden fazla LED için, bunları seri bağlamak her birinden aynı akımın geçmesini sağlar ve düzgün parlaklığı teşvik eder. Paralel bağlantı, bireysel dirençler olmadan önerilmez, çünkü VF'deki küçük değişiklikler önemli akım dengesizliğine neden olabilir.

7.2 PCB Pad Tasarımı (Land Pattern)

Veri sayfası, kızılötesi veya buhar fazlı reflow lehimleme için önerilen bir pad düzeni sağlar. Bu öneriyi takip etmek, güvenilir lehim bağlantıları elde etmek, uygun hizalamayı sağlamak ve tombstoning'i en aza indirmek için çok önemlidir. Pad tasarımı termal kütle ve lehim hacmini hesaba katar.

7.3 Termal Yönetim

Güç dağılımı nispeten düşük olsa da (maks. 72mW), PCB üzerinde uygun termal tasarım, daha düşük jonksiyon sıcaklıklarını korumaya yardımcı olabilir, bu da ışık verimliliğini ve uzun vadeli güvenilirliği artırır. Bu, termal viyalar kullanmayı veya LED pad'lerine bağlı yeterli bakır alanı sağlamayı içerebilir.

7.4 Uygulama Kapsamı ve Dikkat

LED, ofis ekipmanları, iletişim cihazları ve ev aletleri gibi sıradan elektronik ekipmanlarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Arızanın hayatı veya sağlığı tehlikeye atabileceği olağanüstü güvenilirlik gerektiren uygulamalar için (örn. havacılık, tıbbi sistemler, güvenlik cihazları), kullanımdan önce özel danışma ve niteliklendirme gereklidir.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu AlInGaP turuncu LED belirli avantajlar sunar. Eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, AlInGaP daha yüksek verimlilik ve zaman ve sıcaklık karşısında daha iyi renk kararlılığı sağlar. 120 derecelik görüş açısı, bir SMD gösterge LED'i için oldukça geniştir ve eksen dışı konumlardan iyi görünürlük sağlar. Kurşunsuz lehimleme için standart IR reflow profilleriyle uyumluluğu, onu çağdaş üretim hatlarına uygun modern, çevre dostu bir seçim haline getirir. Kapsamlı sınıflandırma yapısı, renk ve parlaklık ihtiyaçlarına dayalı kesin seçime olanak tanır, bu da birden fazla gösterge arasında görsel tutarlılık gerektiren uygulamalar için kritiktir.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu LED'i hangi akımda sürmeliyim?
C: Tipik test koşulu 20mA'dir ve maksimum sürekli akım 30mA'dir. Genel gösterge kullanımı ve iyi ömür için 20mA'de sürmek standarttır. Her zaman seri bir akım sınırlayıcı direnç kullanın.

S: Işık şiddeti değerini nasıl yorumlamalıyım?
C: Işık şiddeti (mcd), belirli bir yöndeki parlaklığın bir ölçüsüdür. 20mA'deki 140-450 mcd aralığı, 120° görüş açısıyla birleştiğinde, eksen üzerinde bakıldığında parlak görüneceği ve geniş bir alanda görünür kalacağı anlamına gelir.

S: Bu LED'i açık havada kullanabilir miyim?
C: -40°C ila +85°C'lik çalışma sıcaklığı aralığı, geniş bir ortam koşulları yelpazesine dayanabileceğini gösterir. Ancak, paket özellikle su geçirmezlik veya UV direnci için derecelendirilmemiştir. Açık hava kullanımı için ek çevresel koruma (konformal kaplama, muhafazalar) gerekli olacaktır.

S: Depolama koşulu neden bu kadar önemli?
C: SMD paketleri havadan nem emebilir. Nemli bir bileşen reflow lehimlemenin yüksek sıcaklıklarına maruz kalırsa, nemin hızlı buharlaşması iç katman ayrılmasına veya çatlamaya (\"patlamış mısır\" etkisi) neden olabilir, bu da arızaya yol açar. Depolama ve pişirme kılavuzlarına uymak bunu önler.

10. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Senaryo: Bir ağ yönlendirici için durum göstergesi paneli tasarlama.
Panel, farklı bağlantı ve aktivite durumlarını göstermek için birden fazla turuncu LED gerektirir. Kullanıcı deneyimi için düzgün renk ve parlaklık önemlidir.
Tasarım Adımları:
1. Sınıflandırma Seçimi:Paneldeki tüm LED'lerin aynı görünmesini sağlamak için baskın dalga boyu (örn. Sınıf R: 606-609nm) ve ışık şiddeti (örn. Sınıf T1: 280-355 mcd) için sınıflar belirtin.
2. Devre Tasarımı:Yönlendiricinin mantık beslemesi 3.3V'dur. Maksimum VF 2.4V (Sınıf D4'ten) ve hedef IF 20mA kullanarak seri direnci hesaplayın: R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 Ohm. Standart 47-ohm'luk bir direnç kullanılır.
3. PCB Yerleşimi:Veri sayfasından önerilen pad boyutlarını kullanın. Optik çapraz konuşmayı önlemek için geniş 120° görüş açısı için LED'leri yeterli aralıklarla yerleştirin.
4. Montaj:Fabrikanın sağlanan J-STD-020B reflow profilini takip ettiğinden emin olun. Açılmış makaralardan gelen bileşenlerin 168 saat içinde kullanıldığını veya uygun şekilde pişirildiğini doğrulayın.
5. Sonuç:Geniş bir açı yelpazesinden net bir şekilde görülebilen, tutarlı parlaklıkta, düzgün renkli turuncu göstergelere sahip bir panel.

11. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Işık yayan diyotlar, elektrolüminesans yoluyla ışık yayan yarı iletken cihazlardır. P-n jonksiyonu üzerine ileri bir voltaj uygulandığında, n-tipi malzemeden gelen elektronlar aktif bölgede p-tipi malzemeden gelen deliklerle yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme, foton (ışık) şeklinde enerji açığa çıkarır. Yayılan ışığın belirli dalga boyu (rengi), kullanılan yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. Bu cihazda, AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) bileşik yarı iletkeni, baskın dalga boyu 600-612 nm aralığında olan turuncu ışığa karşılık gelen bir bant aralığına sahiptir. Su berraklığındaki epoksi lens, yarı iletken çipi kapsüller, mekanik koruma sağlar ve belirtilen 120 derecelik görüş açısını elde etmek için ışık çıkışını şekillendirir.

12. Teknoloji Trendleri

LED teknolojisinin gelişimi, bunun gibi gösterge LED'leriyle ilgili birkaç ana alana odaklanmaya devam etmektedir. Verimlilik iyileştirmeleri (birim elektriksel girdi başına daha fazla ışık çıkışı) devam eden bir trenddir, bu da daha düşük sürücü akımlarında benzer parlaklığa izin vererek güç tüketimini ve ısı üretimini azaltır. Paketleme malzemelerindeki gelişmeler, yüksek sıcaklık ve yüksek nem koşullarında uzun vadeli güvenilirliği ve renk kararlılığını iyileştirmeyi amaçlamaktadır. Ayrıca, optik performansı korurken veya iyileştirirken paketlerin daha da küçültülmesi yönünde bir trend vardır. Dahası, sürücü elektroniğinin veya kontrol özelliklerinin (dahili akım regülasyonu veya PWM karartma gibi) doğrudan LED paketine entegrasyonu, daha gelişmiş gösterge uygulamaları için bir gelişme alanıdır ve son kullanıcı için devre tasarımını basitleştirir.