Turuncu SMD LED Veri Sayfası - 2.0x1.25x1.1mm - 2.5V - 75mW - AlInGaP Teknolojisi - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, yüksek parlaklıklı bir Turuncu Yüzey Montaj Cihazı (SMD) LED'in tam teknik özelliklerini sağlar. Cihaz, otomatik yerleştirme ekipmanlarına uygun kompakt bir EIA standart paketi ile modern elektronik montaj süreçleri için tasarlanmıştır. Yüksek ışık verimliliğine sahip canlı bir turuncu ışık kaynağı üretmek için AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) yarı iletken teknolojisini kullanır. Ürün, yeşil üretim standartlarına uygundur ve RoHS direktiflerine göre kurşunsuzdur.

1.1 Temel Avantajlar

• Otomasyon Uyumlu:Yüksek hızlı pick-and-place makineleri için optimize edilmiş, 7 inçlik makaralarda 8mm şerit üzerinde tedarik edilir.
• Reflow Lehimlemeye Hazır:Hem kızılötesi (IR) hem de buhar fazlı reflow lehimleme süreçleriyle uyumludur, seri üretimde güvenilir lehim bağlantıları sağlar.
• Yüksek Parlaklık:20mA standart sürüş akımında tipik olarak 900 mcd'ye kadar ışık şiddeti sağlar.
• Geniş Görüş Açısı:İyi ışık dağılımı sağlayan 110 derecelik bir görüş açısına (2θ1/2) sahiptir.
• Sağlam Yapı:Standart SMD montaj ve temizleme süreçlerine dayanacak şekilde tasarlanmıştır.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Aşağıdaki değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu koşullar altında çalışma garanti edilmez.

• Güç Dağılımı (Pd):Ta=25°C'de 75 mW. Bu, LED paketinin güvenle ısı olarak dağıtabileceği maksimum güçtür.
• DC İleri Akım (IF):30 mA sürekli. Uygulanabilecek maksimum kararlı durum akımı.
• Tepe İleri Akımı:80 mA, yalnızca palslı koşullar altında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms pals genişliği) izin verilir.
• Ters Gerilim (VR):5 V. Ters öngerilimde bu gerilimin aşılması eklem bozulmasına neden olabilir.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +85°C. Güvenilir çalışma için ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +100°C.
• Değer Düşürme:Aşırı ısınmayı önlemek için, ortam sıcaklığı 35°C'nin üzerindeki her bir derece için DC ileri akım 0.46 mA ile doğrusal olarak düşürülmelidir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Belirtilen test koşullarında Ta=25°C'de ölçülen bu parametreler tipik performansı tanımlar.

• Işık Şiddeti (Iv):IF=20mA'de 450 mcd (min) ile 1120 mcd (max) arasında değişir, tipik değer 900 mcd'dir. CIE fotopik göz tepki eğrisine filtre uygulanmış bir sensör kullanılarak ölçülür.
• İleri Gerilim (VF):Tipik olarak 2.5V, IF=20mA'de 1.7V ile 2.5V arasında bir aralık. Belirli gerilim sınıfları içinde ±0.1V tolerans uygulanır.
• Tepe Dalga Boyu (λP):611 nm. Spektral yayılımın en güçlü olduğu dalga boyu.
• Baskın Dalga Boyu (λd):605 nm. İnsan gözü tarafından algılanan, CIE renklilik diyagramından türetilen tek dalga boyu.
• Spektral Yarı Genişlik (Δλ):15 nm. Tepe şiddetinin yarısındaki yayılım spektrumunun genişliği, renk saflığını gösterir.
• Ters Akım (IR):VR=5V'de maksimum 100 μA.
• Kapasitans (C):VF=0V, f=1 MHz'de ölçülen tipik 40 pF.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Uygulamalarda tutarlılığı sağlamak için LED'ler performans sınıflarına ayrılır. İki ana parametre sınıflandırılır: Işık Şiddeti ve İleri Gerilim.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Birimler: mcd @ IF=20mA. Her sınıf ±%15 toleransa sahiptir.

• U1:450.0 – 560.0 mcd
• U2:560.0 – 710.0 mcd
• V1:710.0 – 900.0 mcd
• V2:900.0 – 1120.0 mcd

3.2 İleri Gerilim Sınıflandırması

Birimler: V @ IF=20mA. Her sınıf ±0.10V toleransa sahiptir.

• 0:1.7 – 1.8 V
• 1:1.8 – 1.9 V
• 2:1.9 – 2.0 V
• 3:2.0 – 2.1 V
• 4:2.1 – 2.2 V
• 5:2.2 – 2.3 V
• 6:2.3 – 2.4 V
• 7:2.4 – 2.5 V

Tasarımcılar, özellikle birden fazla LED paralel kullanıldığında, uygulamalarının parlaklık ve gerilim tutarlılık gereksinimlerini karşılamak için uygun sınıf kodlarını seçmelidir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiksel eğrilere atıfta bulunulsa da (Şek.1, Şek.6), bunların çıkarımları tasarım için kritiktir.

4.1 Işık Şiddeti - İleri Akım İlişkisi

Işık çıkışı (Iv), önerilen çalışma aralığı içinde ileri akıma (IF) yaklaşık olarak orantılıdır. LED'i 20mA'nin üzerinde sürmek parlaklığı artırır ancak aynı zamanda daha fazla ısı üretir, bu da dikkatli termal yönetim ve mutlak maksimum değerlere uyumu gerektirir.

4.2 İleri Gerilim - İleri Akım İlişkisi

V-I karakteristiği doğrusal değildir. İleri gerilim pozitif bir sıcaklık katsayısına sahiptir, yani belirli bir akım için eklem sıcaklığı arttıkça hafifçe azalır.

4.3 Spektral Dağılım

Yayılım spektrumu, AlInGaP teknolojisinin karakteristiği olan, doymuş bir turuncu renk sağlayan, nispeten dar 15 nm yarı genişliğe sahip 611 nm (tepe) civarında merkezlenmiştir.

4.4 Termal Hususlar

35°C üzerindeki 0.46 mA/°C değer düşürme faktörü güvenilirlik için çok önemlidir. Yüksek ortam sıcaklığı ortamlarında veya kötü tasarlanmış PCB'lerde, eklem sıcaklık limitini aşmayı ve hızlanmış lümen düşüşünü önlemek için izin verilen maksimum sürekli akım azaltılmalıdır.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED, endüstri standardı bir SMD paket şekline uyar. Ana boyutlar (milimetre cinsinden) ayak izini tanımlar: yaklaşık 2.0mm uzunluk, 1.25mm genişlik ve 1.1mm yükseklik. Detaylı çizimler pad aralığını, bileşen yüksekliğini ve lens geometrisini belirtir.

5.2 Polarite Tanımlama

Katot açıkça işaretlenmiştir. Montaj sırasında doğru yönlendirme esastır. Doğru lehimleme ve reflow sırasında mekanik stabiliteyi sağlamak için önerilen PCB bağlantı pad düzeni sağlanır.

5.3 Şerit ve Makara Paketleme

• Şerit:Bileşenler 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şeritte bulunur.
• Makara:Şerit, standart 7 inç (178mm) çapında bir makaraya sarılır.
• Miktar:Tam makara başına 4000 adet.
• Paketleme:EIA-481-1-B spesifikasyonlarına uyar. Maksimum iki ardışık eksik bileşene (boş yuva) izin verilir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

J-STD-020B'ye göre kurşunsuz bir reflow profili önerilir.

• Ön Isıtma:Maksimum 120 saniye için 120–150°C.
• Tepe Sıcaklığı:Maksimum 260°C.
• Sıvı Üstü Süresi:Tepe sıcaklık bölgesi içinde maksimum 30 saniye.
• Termal şoku önlemek için kontrollü rampa yükselme ve soğutma hızları gereklidir.

6.2 El Lehimlemesi

Manuel lehimleme gerekliyse:

• Havya Sıcaklığı:Maksimum 300°C.
• Lehimleme Süresi:Bacak başına maksimum 3 saniye.
• Bu işlem plastik pakete zarar vermemek için yalnızca bir kez yapılmalıdır.

6.3 Temizleme

Yalnızca belirtilen temizleyiciler kullanılmalıdır. LED'i oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkolde bir dakikadan az süreyle daldırmak kabul edilebilir. Belirtilmemiş kimyasallar epoksi lensi veya paketi hasara uğratabilir.

6.4 Nem Hassasiyeti ve Depolama

Bu ürün, JEDEC J-STD-020'ye göre Nem Hassasiyet Seviyesi (MSL) 3 olarak sınıflandırılmıştır.

• Mühürlü Torba:≤30°C ve ≤%90 RH'de saklayın. Torba mühür tarihinden itibaren bir yıl içinde kullanın.
• Açılmış Torba:≤30°C ve ≤%60 RH'de saklayın. Fabrika ortam koşullarına maruz kaldıktan sonra 168 saat (7 gün) içinde lehimlenmelidir.
• Kurutma:Nem göstergesi kartı pembe dönerse (≥%10 RH) veya 168 saatlik kullanım süresi aşılırsa, kullanmadan önce en az 48 saat 60°C'de kurutun. Kullanılmayan parçaları yeni nem alıcı ile yeniden mühürleyin.

7. Uygulama Tasarım Önerileri

7.1 Sürücü Devresi Tasarımı

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Tutarlı performans için:

• Akım Sınırlayıcı Direnç:Sabit akım kaynağı tarafından sürülse bile, çalışma akımını ayarlamak için her LED ile seri bir direnç kullanın. Bu, bireysel LED'lerin ileri gerilimindeki küçük varyasyonları (Vf sınıf yayılımı) telafi etmeye yardımcı olur.
• Doğrudan Paralel Bağlantıdan Kaçının:Birden fazla LED'i bireysel akım sınırlaması olmadan doğrudan paralel bağlamak (veri sayfasındaki Devre Modeli B) önerilmez. İleri gerilim karakteristiklerindeki küçük farklar önemli akım dengesizliğine neden olabilir, bu da düzensiz parlaklığa ve en düşük Vf'ye sahip LED'in aşırı gerilime maruz kalmasına yol açabilir.
• Önerilen Devre (Model A):Bir gerilim kaynağı (Vcc), bir akım ayarlama direnci (R = (Vcc - Vf_LED) / I_LED) ve LED'i seri olarak kullanın. Paralel olan her LED dalı için bu devreyi tekrarlayın.

7.2 Elektrostatik Deşarj (ESD) Koruması

LED, elektrostatik deşarja karşı hassastır. Taşıma ve montaj sırasında önlem alınmalıdır:

• Operatörler topraklanmış bileklik veya antistatik eldiven takmalıdır.
• Tüm çalışma istasyonları, ekipman ve depolama tesisleri uygun şekilde topraklanmalıdır.
• Plastik lens üzerinde birikebilecek statik yükü nötrleştirmek için iyonizerler kullanın.
• ANSI/ESD S20.20'ye göre standart ESD kontrol prosedürlerini izleyin.

7.3 Termal Yönetim

Güç dağılımı düşük olsa da, uygun PCB tasarımı ömrü uzatır:

• LED'in termal pad'lerine (katot ve anot) bağlı PCB üzerinde, ısı emici görevi görmesi için yeterli bakır alanı kullanın.
• LED'in diğer önemli ısı kaynaklarının yakınına yerleştirilmediğinden emin olun.
• Yüksek sıcaklık uygulamalarında akım değer düşürme eğrisine kesinlikle uyun.

8. Tipik Uygulama Senaryoları

Bu turuncu LED, kompakt, parlak ve güvenilir bir gösterge veya ışık kaynağı gerektiren, aşağıdakilerle sınırlı olmamak üzere geniş bir uygulama yelpazesi için uygundur:

• Durum Göstergeleri:Tüketici elektroniği, cihazlar ve endüstriyel kontrol panellerinde açma, bekleme, şarj ve arıza göstergeleri.
• Arka Aydınlatma:Küçük LCD ekranlar için kenar aydınlatması, tuş takımı aydınlatması ve kompakt cihazlarda dekoratif aydınlatma.
• Otomotiv İç Aydınlatma:Gösterge paneli göstergeleri, anahtar aydınlatması ve ortam aydınlatması (belirli otomotiv standartları için nitelik kazanmaya tabidir).
• Tabela ve Dekorasyon:Dekoratif dizilerde ve basit tabelalarda nokta ışık kaynakları.
• Sensör Sistemleri:Opto-sensörlerde ve kesinti dedektörlerinde bir ışık kaynağı olarak.

9. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

9.1 Bu LED'i doğrudan 3.3V veya 5V mantık çıkışından sürebilir miyim?

Hayır, doğrudan süremezsiniz. Her zaman seri bir akım sınırlayıcı direnç kullanmalısınız. Örneğin, tipik Vf'si 2.5V olan bir LED'i 5V kaynaktan 20mA'de sürmek için: R = (5V - 2.5V) / 0.020A = 125 Ohm. 120 Ohm veya 130 Ohm'luk bir direnç uygun olacaktır. Direnç olmadan aşırı akım akar ve LED'i potansiyel olarak tahrip edebilir.

9.2 Gerilim ve şiddet için neden bir sınıflandırma sistemi var?

Üretim süreçleri, yarı iletken karakteristiklerinde doğal varyasyonlara neden olur. Sınıflandırma, LED'leri performansları yakından eşleşen gruplara ayırır. Birden fazla LED'in eşit parlaklıkta görünmesi gereken uygulamalarda (örneğin, bir dizi), aynı şiddet sınıfını (örneğin, V1) belirtmek çok önemlidir. Benzer şekilde, aynı gerilim sınıfından LED'ler kullanmak, paralel devrelerde akım ayarlama direnci hesaplamalarını basitleştirebilir.

9.3 Tepe Dalga Boyu ile Baskın Dalga Boyu arasındaki fark nedir?

Tepe Dalga Boyu (λP)LED'in en fazla optik güç yaydığı fiziksel dalga boyudur.Baskın Dalga Boyu (λd)İnsan renk algısına (CIE şeması) dayalı hesaplanan bir değerdir; gerçekte gördüğümüz renkle en iyi eşleşen tek dalga boyudur. Bu turuncu LED gibi tek renkli LED'ler için genellikle yakındır ancak aynı değildir.

9.4 Nem bariyerli torbayı açtıktan sonraki 168 saatlik kullanım süresi ne kadar kritiktir?

MSL 3 bileşenleri için çok kritiktir. Bu sürenin ötesinde maruz kalma, nemin plastik pakete emilmesine izin verir. Reflow lehimleme sırasında bu nem hızla buhara dönüşerek iç katman ayrılmasına, çatlamaya ("patlamış mısır etkisi") veya tel bağlantı arızasına neden olabilir. Süre aşılırsa, nemi uzaklaştırmak için kurutma zorunludur.

10. Teknoloji Tanıtımı ve Trendler

10.1 AlInGaP Teknolojisi

Bu LED, şeffaf bir alt tabaka üzerinde büyütülen Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken malzemesine dayanır. Bu teknoloji, kırmızı, turuncu, kehribar ve sarı dalga boyu bölgelerinde özellikle verimlidir ve Galyum Arsenik Fosfit (GaAsP) gibi eski teknolojilere kıyasla daha yüksek parlaklık ve daha iyi sıcaklık stabilitesi sunar. Şeffaf alt tabaka kullanımı, daha fazla ışığın çipten kaçmasına izin vererek harici kuantum verimliliğini artırır.

10.2 Endüstri Trendleri

SMD LED'lerde genel eğilim şu yönlerdedir:

• Artırılmış Verimlilik:Watt başına daha fazla lümen veya milikandela, güç tüketimini ve termal yükü azaltır.
• Küçültme:Yüksek yoğunluklu PCB tasarımları için daha küçük paket boyutları (örneğin, 0402, 0201) ışık çıkışını korurken veya iyileştirirken.
• Daha Yüksek Güvenilirlik:Özellikle yüksek sıcaklık ve yüksek nem koşullarında çalışma ömrünü uzatmak için geliştirilmiş malzemeler ve paketleme teknikleri.
• Daha Sıkı Sınıflandırma:Tasarımcılara son derece tutarlı renk ve parlaklığa sahip bileşenler sağlamak için daha hassas ayırma, tam renkli ekranlar ve otomotiv aydınlatması gibi uygulamalar için gereklidir.
• Entegrasyon:Sürücü IC'leri, koruma bileşenleri ve optikleri tek bir pakette birleştiren LED modüllerinin büyümesi, nihai ürün tasarımını basitleştirir.