Power Top View LED 67-31A Serisi Teknik Veri Sayfası - P-LCC-3 Paketi - Maks. 3.95V - 110mW - Mavi

1. Ürün Genel Bakışı

67-31A serisi, kompakt bir P-LCC-3 yüzey montaj paketinde tasarlanmış bir Power Top View LED ailesini temsil eder. Bu cihaz, geniş bir görüş açısıyla yüksek ışık akısı çıkışı sağlamak üzere tasarlanmış olup, özellikle düzgün aydınlatma ve gösterge işlevleri gerektiren uygulamalar için uygundur. Seri, yumuşak turuncu, kırmızı ve sarı renk varyantlarında mevcuttur; bu belgede detaylandırılan spesifik model ise renksiz şeffaf reçine ile kapsüllenmiş mavi bir InGaN çipine sahiptir.

Bu LED serisinin temel avantajları arasında yüksek akım kapasitesi, otomatik yerleştirmeye uygun sağlam yapısı ve hem reflow hem de dalga lehimleme işlemleriyle uyumluluğu yer alır. Tasarımı, ışık kılavuzu ve arka aydınlatma uygulamaları için kritik bir özellik olan ışık bağlama verimliliğini optimize eden bir iç yansıtıcı içerir. Düşük akım gereksinimi, güç verimliliğinin çok önemli olduğu taşınabilir elektronik cihazlar için uygunluğunu daha da artırır.

2. Teknik Parametre Derinlemesine Analizi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Cihazın, ortam sıcaklığının (T_A) 25°C olduğu ölçümde, aşağıdaki mutlak maksimum limitler dahilinde güvenilir bir şekilde çalışacağı belirtilmiştir. Bu değerlerin aşılması kalıcı hasara neden olabilir.

• Ters Gerilim (V_R):5 V - LED terminallerine ters yönde uygulanabilecek maksimum gerilim.
• İleri Akım (I_F):30 mA - Normal çalışma için önerilen maksimum sürekli DC ileri akım.
• Tepe İleri Akım (I_FP):100 mA - 1 kHz'de %1/10 görev döngüsü altında belirtilen, izin verilen maksimum palslı ileri akım.
• Güç Dağılımı (P_d):110 mW - Cihazın dağıtabileceği maksimum güç.
• Elektrostatik Deşarj (ESD) HBM:150 V - İnsan Vücut Modeli ESD dayanım gerilimi, standart ESD işleme önlemleri gerektiren bir hassasiyeti gösterir.
• Çalışma Sıcaklığı (T_opr):-40°C ila +85°C - Güvenilir çalışma için ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı (T_stg):-40°C ila +90°C - Güvenli depolama için sıcaklık aralığı.
• Lehimleme Sıcaklığı (T_sol):Reflow: Maks. 10 saniye için 260°C; El Lehimlemesi: Maks. 3 saniye için 350°C.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Ana performans parametreleri, aksi belirtilmedikçe, I_F= 30 mA ve T_A= 25°C standart test koşulu altında tanımlanmıştır.

• Işık Şiddeti (I_V):Minimum 285 mcd'den maksimum 715 mcd'ye kadar değişir. Tipik değer belirtilmemiştir, bu da performansın bir sınıflandırma sistemi ile yönetildiğini gösterir.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):120° (tipik). Bu geniş görüş açısı, paket tasarımı ve iç yansıtıcı sayesinde mümkün olan, geniş ve eşit ışık dağılımı sağlayan tanımlayıcı bir özelliktir.
• Tepe Dalga Boyu (λ_P):468 nm (tipik). Bu, spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):464.5 nm ila 476.5 nm. Bu, insan gözü tarafından algılanan, yayılan ışığın rengine eşdeğer tek dalga boyudur. ±1 nm tolerans uygulanır.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):35 nm (tipik). Bu, yayılan spektrumun maksimum gücünün yarısındaki (FWHM) genişliğini tanımlar.
• İleri Gerilim (V_F):2.75 V ila 3.95 V. LED'in 30 mA ile sürüldüğünde üzerindeki gerilim düşüşü. ±0.1V tolerans not edilmiştir.
• Ters Akım (I_R):V_R= 5V'de 10 μA (maks).

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler üç ana parametreye göre sınıflara ayrılır.

3.1 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması (Grup A)

LED'in kesin rengini (tonunu) tanımlar. Sınıflar A9'dan A12'ye kadar etiketlenir ve her biri genel 464.5-476.5 nm spesifikasyonu içinde 3 nm'lik bir aralığı kapsar.

3.2 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Parlaklık çıkışını tanımlar. Sınıflar T1, T2, U1 ve U2 olarak etiketlenir ve artan minimum ve maksimum mcd değerlerine sahiptir. Bu, uygulama için uygun parlaklığın seçilmesini sağlar.

3.3 İleri Gerilim Sınıflandırması (Grup M)

Elektriksel karakteristiği tanımlar. Sınıflar M5'ten M8'e kadar etiketlenir ve her biri genel 2.75-3.95 V spesifikasyonu içinde 0.3 V'luk bir aralığı kapsar. Bu, özellikle birden fazla LED'i seri olarak sürerken devre tasarımı için faydalıdır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası tipik elektro-optik karakteristik eğrilerine atıfta bulunur. Belirli grafikler sağlanan metinde detaylandırılmamış olsa da, bu tür eğriler genellikle şunları içerir:

• I-V (Akım-Gerilim) Eğrisi:İleri gerilim (V_F) ve ileri akım (I_F) arasındaki ilişkiyi gösterir. Diyodun üstel doğasını gösterir ve gerilim açma eşiğini aştıkça akım sınırlayıcı dirençlere duyulan ihtiyacı vurgular.
• Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım:Işık çıkışının sürücü akımıyla nasıl arttığını gösterir, tipik olarak belirtilen çalışma aralığında neredeyse doğrusal bir ilişki içindedir.
• Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı:Bağlantı sıcaklığı arttıkça ışık çıkışının düşüşünü gösterir. Bu, yüksek güçlü veya yüksek ortam sıcaklıklı uygulamalarda termal yönetim için kritiktir.
• Spektral Güç Dağılımı:Bağıl şiddetin dalga boyuna karşı çizimi, ~468 nm'deki tepe noktasını ve 35 nm bant genişliğini gösterir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgisi

5.1 Paket Boyutları ve Polarite

LED, bir P-LCC-3 (Plastik Bacaklı Çip Taşıyıcı) paketi kullanır. Boyut çizimi uzunluk, genişlik, yükseklik ve bacak pozisyonlarını belirtir. Montaj sırasında doğru yönlendirmeyi sağlamak için bir polarite göstergesi (tipik olarak bir çentik veya işaretli katot) açıkça gösterilmiştir. Uygun lehimleme ve mekanik stabilite için önerilen bir lehim pedi ayak izi tasarımı sağlanmıştır.

5.2 Makara ve Bant Paketleme

Cihaz, otomatik montaj için bant ve makara üzerinde tedarik edilir. Taşıyıcı bant boyutları belirtilmiştir ve makara başına standart yüklü miktar 2000 adettir. Makara boyutları da pick-and-place makineleri tarafından işlenmek üzere sağlanmıştır. Paketleme, nem geçirmez önlemler içerir: bileşenler, lehimlemeden önce nem emilimi hasarını önlemek için bir kurutucu ve nem göstergesi kartı ile birlikte alüminyum nem geçirmez bir torbada paketlenir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

LED, standart lehimleme işlemleri için derecelendirilmiştir.

• Reflow Lehimleme:Maksimum tepe sıcaklığı 10 saniyeyi aşmayacak şekilde 260°C.
• El Lehimlemesi:İğne ucu sıcaklığı 350°C'yi geçmemeli ve her bacak için temas süresi 3 saniye ile sınırlandırılmalıdır.
• Önlemler:Kritik bir uyarı sağlanmıştır: LED ile seri olarak MUTLAKA harici bir akım sınırlayıcı direnç kullanılmalıdır. Üstel I-V karakteristiği, gerilimdeki küçük bir artışın büyük, yıkıcı bir akım artışına neden olabileceği anlamına gelir. İşleme ve montajın tüm aşamalarında uygun ESD işleme prosedürleri izlenmelidir.

7. Güvenilirlik Testleri

Ürün, %90 güven düzeyi ve %10 Lot Tolerans Yüzde Kusurlu (LTPD) ile yürütülen kapsamlı bir güvenilirlik testleri paketine tabi tutulur. Ana testler şunları içerir:

• Reflow Lehimleme Direnci
• Sıcaklık Döngüsü (-40°C ila +100°C)
• Termal Şok (-10°C ila +100°C)
• Yüksek Sıcaklıkta Depolama (100°C)
• Düşük Sıcaklıkta Depolama (-40°C)
• DC Çalışma Ömrü (30 mA, 25°C)
• Yüksek Sıcaklık/Nem (85°C/%85 RH)

Bu testler, cihazın çeşitli çevresel ve operasyonel stresler altındaki dayanıklılığını doğrular.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Tüketici Elektroniği için Gösterge ve Arka Aydınlatma:Ses/video ekipmanları, set üstü kutular, oyun konsolları.
• Ofis ve Ev Ekipmanları:Yazıcılar, yönlendiriciler, ev aletleri, kontrol panelleri.
• Düz Arka Aydınlatma:LCD'ler, membran anahtarlar ve aydınlatmalı semboller için.
• Işık Kılavuzu Uygulamaları:Geniş görüş açısı ve iç yansıtıcı tasarımı, durum göstergesi veya dekoratif aydınlatma için plastik ışık kılavuzlarına ışık bağlamak için idealdir.
• Genel Amaçlı Gösterge:Parlak, güvenilir, yüzey montaj bir durum göstergesi gerektiren herhangi bir uygulama.

8.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:Her zaman seri bir direnç kullanın. Değerini, besleme gerilimine (V_cc), LED'in ileri gerilimine (V_F - güvenlik için maks. değeri kullanın) ve istenen ileri akıma (I_F) göre hesaplayın. R = (V_cc- V_F) / I_F.
• Termal Yönetim:Güç dağılımı düşük olsa da, yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum akımda çalışırken ışık çıkışını ve ömrünü korumak için yeterli PCB bakır alanı veya termal rahatlama sağlayın.
• Optik Tasarım:Işık kılavuzu uygulamaları için LED, kılavuzun giriş yüzeyine tam olarak yerleştirilmelidir. Geniş görüş açısı, bağlama verimliliğini maksimize etmeye yardımcı olur.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

67-31A serisi, birkaç temel özellikle kendini farklılaştırır:

• Paket:P-LCC-3 paketi, daha küçük çip LED'lere kıyasla iyi termal ve mekanik özelliklere sahip sağlam, endüstri standardı bir ayak izi sunar.
• Görüş Açısı:120°'lik görüş açısı, genellikle 60-80° açılara sahip olan birçok standart üstten görünümlü LED'den önemli ölçüde daha geniştir. Bu, geniş alan aydınlatması gerektiren uygulamalar için büyük bir avantajdır.
• İç Yansıtıcı:Bu entegre optik özellik, ışık çıkarma ve yönlülüğü artırarak, böyle bir özelliği olmayan LED'lere kıyasla ışık kılavuzu ve arka aydınlatma tasarımlarında verimliliği iyileştirir.
• Akım Kapasitesi:30 mA sürekli akım derecesi, 5-20 mA için derecelendirilmiş düşük akımlı gösterge LED'lerine kıyasla daha yüksek parlaklık potansiyeli sağlar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: 5V besleme ile hangi direnç değerini kullanmalıyım?

A: Muhafazakar bir tasarım için maksimum V_F= 3.95V ve I_F= 30mA kullanarak: R = (5V - 3.95V) / 0.03A = 35 Ohm. En yakın standart değeri (örn. 33 veya 39 Ohm) kullanın ve güç derecesini kontrol edin.

S: Bu LED'i karartma için bir PWM sinyali ile sürebilir miyim?

A: Evet. LED, PWM kullanılarak etkili bir şekilde karartılabilir. Pals içindeki tepe akımın 100 mA I_FPderecesini aşmadığından ve ortalama akımın 30 mA I_F.

S: Sıcaklık performansı nasıl etkiler?

A: Işık şiddeti tipik olarak bağlantı sıcaklığı arttıkça azalır. İleri gerilim de sıcaklık arttıkça hafifçe düşer. Tutarlı parlaklık için, zorlu ortamlarda termal yönetim ve/veya optik geri besleme gerekli olabilir.

S: Tepe ve Baskın Dalga Boyu arasındaki fark nedir?

A: Tepe Dalga Boyu (468 nm), yayılan ışık spektrumunun fiziksel tepe noktasıdır. Baskın Dalga Boyu (464.5-476.5 nm), tam spektrumdan hesaplanan, insan gözü tarafından algılanan renktir. Baskın dalga boyu renk göstergesi için daha alakalıdır.

11. Pratik Kullanım Örneği

Senaryo: Bir ağ yönlendirici için ışık kılavuzu kullanarak bir durum göstergesi paneli tasarlamak.

1. Seçim:Yüksek görünürlük için U1 veya U2 ışık şiddeti sınıfından bir 67-31A LED seçin. Birden fazla birimde tek tip renk için tutarlı bir Baskın Dalga Boyu sınıfı (örn. A10) seçin.

2. Devre Tasarımı:Yönlendiricinin dahili mantığı 3.3V'da çalışır. Tipik V_F= 3.2V ve güç tasarrufu için I_F= 20 mA kullanarak: R = (3.3V - 3.2V) / 0.02A = 5 Ohm. 5.1 Ohm'luk bir direnç uygun olacaktır.

3. Yerleşim:LED'i, ışık kılavuzunun giriş noktasının hemen altındaki PCB'ye yerleştirin. Güvenilirlik için önerilen lehim pedi düzenini takip edin.

4. Sonuç:Geniş 120°'lik görüş açısı, ışığı kılavuza verimli bir şekilde bağlayarak, çeşitli açılardan net bir şekilde görülebilen parlak, eşit şekilde aydınlatılmış bir gösterge oluşturur ve basit, güvenilir bir çözümle tasarım gereksinimini karşılar.

12. Çalışma Prensibi

LED, bir yarı iletkende elektrolüminesans prensibiyle çalışır. Temel bileşen bir InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) çipidir. Diyodun açma eşiğini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler yarı iletkenin aktif bölgesine enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleşerek enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakır. InGaN malzemesinin spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler, bu da yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tanımlar - bu durumda mavi. Renksiz şeffaf epoksi reçine kapsülü, çipi korur, ışık çıkışını şekillendirmek için bir mercek görevi görür ve farklı bir renk (bahsedilen yumuşak turuncu, kırmızı, sarı gibi) gerekiyorsa fosfor içerebilir, ancak mavi versiyon için şeffaf kalır.

13. Teknoloji Trendleri

LED endüstrisi, daha yüksek verimlilik, daha küçük form faktörleri ve daha büyük entegrasyona doğru evrimini sürdürmektedir. 67-31A gibi cihazlarla ilgili trendler şunları içerir:

• Artırılmış Verimlilik:Devam eden malzeme bilimi iyileştirmeleri, watt başına daha fazla lümen (etkinlik) üretmeyi amaçlar, aynı akımda daha parlak çıkış veya daha düşük güç tüketimi ile aynı parlaklık sağlar.
• Küçültme:P-LCC-3 standart bir paket olsa da, alan kısıtlı uygulamalar için daha da küçük çip ölçekli paket (CSP) LED'lere doğru paralel bir trend vardır, ancak genellikle görüş açısı ve işleme kolaylığı konusunda ödünler verilir.
• Geliştirilmiş Renk Tutarlılığı:Epitaksiyel büyüme ve sınıflandırma süreçlerindeki ilerlemeler, daha sıkı dalga boyu ve şiddet dağılımlarına yol açar, yüksek hacimli uygulamalarda seçici sınıflandırma ihtiyacını azaltır.
• Geliştirilmiş Güvenilirlik:Paketleme malzemelerindeki (epoksi, silikon) ve çip bağlama teknolojilerindeki iyileştirmeler, özellikle yüksek akım veya yüksek sıcaklık koşullarında çalışma sıcaklığı aralıklarını ve ömrünü sürekli olarak zorlamaktadır.