Kırmızı LED 3.2x1.25x1.1mm - İletim Gerilimi 2.0V - Akım 30mA - Güç 72mW - Teknik Veri Sayfası

1. Ürüne Genel Bakış

1.1 Genel Tanım

Bu kırmızı SMD LED, kırmızı ışık yayan diyot çipi kullanılarak üretilmiş ve standart 3.2mm x 1.25mm x 1.1mm yüzey montaj paketine yerleştirilmiştir. Cihaz, yüksek parlaklık ve geniş görüş açısı gerektiren genel gösterge, tabela ve ekran uygulamaları için tasarlanmıştır. Kompakt boyutu sayesinde otomatik SMT montajı ve reflow lehimleme işlemlerine uygundur.

1.2 Özellikler

• Son derece geniş görüş açısı: 140 derece (yarı güç açısı), birden çok yönden net görünürlük sağlar.
• Kurşunsuz reflow dahil tüm SMT montajı ve lehimleme işlemleriyle uyumludur.
• Nem hassasiyeti seviyesi (MSL): JEDEC standardına göre Seviye 3. Belirtilen sınırların ötesinde ortam koşullarına maruz kalındığında kullanmadan önce uygun işlem ve fırınlama gerektirir.
• RoHS uyumlu olup kurşun, cıva, kadmiyum ve altı değerlikli krom gibi zararlı maddeler içermez.
• Tasarım esnekliği için birden çok parlaklık ve dalga boyu grubunda mevcuttur.

1.3 Uygulamalar

• Tüketici elektroniği, endüstriyel ekipman ve otomotiv iç mekanlarında optik göstergeler ve durum ışıkları.
• Anahtarlar ve sembol arka aydınlatması (klavyeler, kontrol panelleri ve tabelalar gibi).
• Kompakt boyut ve düşük güç tüketiminin istendiği genel aydınlatma ve dekoratif uygulamalar.

2. Teknik Parametreler

2.1 Elektriksel ve Optik Özellikler (Ta = 25°C)

Aşağıdaki tablo, aksi belirtilmediği sürece 20 mA iletim akımında ve 25°C ortam sıcaklığında ölçülen temel elektriksel ve optik parametreleri özetlemektedir.

Not: İletim gerilimi ölçüm toleransı: ±0.1 V. Baskın dalga boyu ölçüm toleransı: ±2 nm. Işık şiddeti ölçüm toleransı: ±10%.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler

Aşağıdaki tabloda listelenenlerin ötesindeki zorlamalar cihaza kalıcı hasar verebilir. Bunlar yalnızca stress değerleridir ve cihazın bu değerlerde veya önerilen çalışma koşullarının ötesindeki herhangi bir koşulda işlevsel çalışması ima edilmez.

Termal direnç ve ortam sıcaklığı, birleşme sıcaklığının 95°C'yi aşmasına neden oluyorsa izin verilen maksimum iletim akımı düşürülmelidir. Yüksek sıcaklık koşullarında yeterli soğutma veya azaltılmış sürüş akımı kullanılmalıdır.

3. Gruplama Sistemi

LED, iletim gerilimi (VF), baskın dalga boyu (λD) ve ışık şiddeti (IV) için birden çok grupta sunulmaktadır. Bu gruplama, tasarımcıların bir aydınlatma sistemi genelinde tutarlı performans için sıkı parametre toleranslarına sahip cihazlar seçmesine olanak tanır.

3.1 İletim Gerilimi Grupları

Üç VF grubu tanımlanmıştır: B0 (1.8–2.0 V), C0 (2.0–2.2 V) ve D0 (2.2–2.4 V). B0 grubunda 20 mA'de tipik iletim gerilimi yaklaşık 2.0 V'tur.

3.2 Baskın Dalga Boyu Grupları

Üç baskın dalga boyu grubu mevcuttur: F00 (625–630 nm, koyu kırmızı), G00 (630–635 nm, kırmızı) ve H00 (635–640 nm, turuncu-kırmızı). Tipik tepe emisyon yaklaşık 630 nm'dir.

3.3 Işık Şiddeti Grupları

Işık şiddeti üç aralıkta kategorize edilmiştir: 1BS (40–90 mcd), 1DN (90–140 mcd) ve 1GK (140–200 mcd). Bu gruplar, çoklu LED uygulamalarında parlaklık eşleştirmesine olanak tanır.

Grup kodu, paket etiketinde lot numarası ve tarih kodu gibi diğer tanımlayıcılarla birlikte basılmıştır.

4. Performans Eğrileri

Tipik optik ve elektriksel özellikler aşağıdaki eğrilerde gösterilmiştir. Bu eğriler tasarım kılavuzu olarak tasarlanmıştır; gerçek performans çalışma koşullarına göre değişebilir.

4.1 İletim Gerilimine Karşı İletim Akımı (Şekil 1-6)

Grafik, bir diyot için tipik olan üstel ilişkiyi göstermektedir. 20 mA'de iletim gerilimi yaklaşık 2.0 V'tur. Eğri, belirli bir gerilim için akımı tahmin etmek amacıyla kullanılabilir, ancak her zaman bir akım sınırlama direnci önerilir.

4.2 İletim Akımına Karşı Bağıl Şiddet (Şekil 1-7)

Bağıl ışık şiddeti, 30 mA'ya kadar iletim akımıyla neredeyse doğrusal olarak artar. Isınma nedeniyle daha yüksek akımlarda hafif doygunluk oluşabilir.

4.3 Pim Sıcaklığına Karşı Bağıl Şiddet (Şekil 1-8)

Lehim noktası sıcaklığı yükseldikçe bağıl çıkış düşer. 85°C'de şiddet, 25°C'dekinin yaklaşık %90'ıdır. Tutarlı ışık çıkışını sürdürmek için termal yönetim esastır.

4.4 Pim Sıcaklığına Karşı İletim Akımı (Şekil 1-9)

Pim sıcaklığı arttıkça izin verilen maksimum iletim akımı düşürülmelidir. 85°C'de, birleşme sıcaklığını 95°C'nin altında tutmak için maksimum akım yaklaşık 20 mA'ya düşürülür.

4.5 İletim Akımına Karşı Baskın Dalga Boyu (Şekil 1-10)

Baskın dalga boyu, artan akımla hafifçe kayar; çalışma aralığı boyunca tipik olarak 2 nm'den az. Bunun nedeni yarı iletkendeki bant doldurma etkileridir.

4.6 Bağıl Şiddete Karşı Dalga Boyu (Şekil 1-11)

Spektral güç dağılımı yaklaşık 630 nm'de tepe yapar, spektral yarı bant genişliği 15 nm'dir (tipik). Bu, doygun bir kırmızı renk sağlar.

4.7 Radyasyon Deseni (Şekil 1-12)

LED, 140° yarı güç açısına sahip geniş bir lambertian ışıma deseni sergiler. Bu, geniş aydınlatma veya geniş açılı gösterge gerektiren uygulamalar için idealdir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

Paket gövdesi 3.2 mm (uzunluk) x 1.25 mm (genişlik) x 1.1 mm (yükseklik) ölçülerindedir. Alt yüzeyde iki lehim pedi bulunur. Anot pedi, çizimde artı işareti veya tanımlayıcı ile işaretlenmiştir. Detaylı mekanik çizimler veri sayfasında bulunabilir (Şekil 1-1 ila 1-5).

5.2 Önerilen Lehimleme Deseni

Reflow lehimleme için önerilen bakır ped boyutları veri sayfasında gösterilmiştir. Yeterli ped boyutu iyi termal ve elektrik teması sağlar. Genellikle 0.12 mm kalınlığında lehim pastası şablonu önerilir.

5.3 Kutupluluk Tanımlama

Katot tarafı genellikle paket üzerinde bir çentik veya düz yüzeyle işaretlenir. Alt görünümde, ped 1 anot, ped 2 katottur (Şekil 1-4'e göre). Montaj sırasında doğru kutupluluğa dikkat edilmelidir.

6. SMT Reflow Lehimleme

6.1 Reflow Profili

Önerilen reflow lehimleme profili JEDEC standartlarına dayanmaktadır. Temel parametreler şunlardır:

• Ortalama yükselme hızı (Tsmax'ten TP'ye): maksimum 3°C/s
• Ön ısıtma sıcaklık aralığı (Tsmin'den Tsmax'a): 150°C ila 200°C
• Ön ısıtma süresi (ts): 60 ila 120 saniye
• 217°C'nin üzerinde kalma süresi (tL): 60 ila 150 saniye
• Tepe sıcaklığı (TP): 260°C (maksimum)
• Tepe sıcaklığının 5°C'si içinde kalma süresi (tp): maksimum 30 saniye
• Tepe sıcaklığında (>255°C) kalma süresi: maksimum 10 saniye
• Ortalama soğutma hızı: maksimum 6°C/s
• 25°C'den tepe sıcaklığına süre: maksimum 8 dakika

Reflow lehimleme ikiden fazla yapılmamalıdır. İki lehimleme döngüsü arasında 24 saatten fazla zaman geçerse, LED'ler nem emebilir ve ikinci reflowdan önce fırınlanmalıdır.

6.2 El Lehimleme

El lehimleme gerekiyorsa, havya ucu sıcaklığı 300°C'nin altında olmalı ve lehimleme süresi 3 saniyeyi geçmemelidir. LED başına yalnızca bir el lehimleme işlemine izin verilir.

6.3 Rework ve Onarım

Reflow sonrası rework önerilmez. Kaçınılmazsa, termal stresi en aza indirmek için çift başlı havya kullanılmalıdır. LED'de hasar olmadığından emin olmak için ön kalifikasyon testi gereklidir.

7. Kullanım Önlemleri

7.1 Depolama

LED'ler, nem alıcı ve nem göstergesi kartı ile nem bariyerli torbalarda (MBB) sevk edilir. Torbayı açmadan önce ≤30°C ve ≤75% RH'de saklayın. Açtıktan sonra, ≤30°C ve ≤60% RH'de saklanırsa LED'ler 168 saat (7 gün) içinde kullanılmalıdır. Depolama süresi aşılırsa veya nem göstergesi kartı pembe gösteriyorsa (nem emilimini belirtir), fırınlama gereklidir: 60±5°C'de >24 saat.

7.2 Elektrostatik Boşalma (ESD) Koruması

LED'ler ESD'ye duyarlıdır. Topraklanmış çalışma istasyonları, iletken paketleme ve antistatik bileklikler gibi uygun ESD önlemleri alınmalıdır. Cihaz 2000V HBM için derecelendirilmiştir.

7.3 Kimyasal ve Çevresel Hususlar

LED kapsülleme malzemesi silikondur ve belirli gazlara ve kimyasallara geçirgendir. Ortamdaki veya eşleşen malzemelerdeki kükürt bileşikleri 100 ppm'nin altında tutulmalıdır. Harici malzemelerdeki brom ve klor içeriğinin her biri 900 ppm'den az ve toplamı 1500 ppm'den az olmalıdır. Uçucu organik bileşikler (VOC) gaz çıkışı yapabilir ve LED üzerinde birikerek renk bozulmasına ve ışık kaybına neden olabilir. LED yakınında kullanılan yapıştırıcılar organik buhar yaymamalıdır.

7.4 Mekanik Kullanım

Silikon lens üzerine doğrudan basınç uygulamayın. Bileşeni yan yüzeylerinden tutmak için cımbız kullanın. Lehimlemeden sonra PCB'yi bükmekten kaçının, bu LED paketinin çatlamasına neden olabilir.

7.5 Temizlik

Temizlik için izopropil alkol önerilir. Diğer çözücüler silikon kapsülleme ile uyumluluk açısından test edilmelidir. Ultrasonik temizlik önerilmez, LED'e zarar verebilir.

8. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

8.1 Paketleme Spesifikasyonu

LED'ler bant ve makara formatında paketlenir: makara başına 3000 adet. Taşıyıcı bant iletken plastikten yapılmıştır, 8 mm genişliğinde ve 4 mm cep aralığına sahiptir. Makara çapı 178 mm, göbek çapı 60 mm ve bant genişliği 8 mm'dir.

8.2 Etiket Bilgisi

Her makara şu bilgileri içeren bir etiket taşır: Parça Numarası, Spec Numarası, Lot Numarası, Grup Kodu (VF, dalga boyu ve şiddet grupları dahil), miktar ve tarih kodu. Grup kodu, üretimde tutarlı performans sağlamak için gereklidir.

8.3 Neme Dayanıklı Paketleme

Makara, nem alıcı ve nem göstergesi kartı ile nem bariyerli bir torbada kapatılır. Torba daha sonra sevkiyat için karton kutuya yerleştirilir.

9. Güvenilirlik ve Test

9.1 Güvenilirlik Test Koşulları

Ürün JEDEC standartlarına göre kalifiye edilmiştir. Aşağıdaki testler 22 numune ile yapılmıştır, kabul kriteri: 0 arızaya izin verilir (Ac=0, Re=1).

9.2 Arıza Kriterleri

Güvenilirlik testinden sonra bir arızayı tanımlayan kriterler aşağıda verilmiştir:

• İletim gerilimi (VF) üst spesifikasyon limitinin (ÜSL) 1.1 katını aşarsa
• Ters akım (IR) üst spesifikasyon limitinin (ÜSL) 2.0 katını aşarsa
• Işık akısı (Φ) alt spesifikasyon limitinin (ASL) 0.7 katının altına düşerse

10. Uygulama Notları

LED devreleri tasarlarken, aşırı akımı önlemek için her zaman bir akım sınırlama direnci ekleyin. Direnç değeri R = (V_kaynak - VF_tipik) / IF_istenen olarak hesaplanabilir. Örneğin, 5V kaynak ve 20 mA hedef akım için R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 Ω. Tüm koşullar altında güvenli çalışmayı sağlamak için en kötü durum VF min/maks kullanın.

Seri veya paralel bağlantılar için akım paylaşımını ve termal etkileri göz önünde bulundurun. Parlaklık varyasyonunu en aza indirmek için paralel olarak aynı gruptaki LED'ler kullanılmalıdır. Özellikle yüksek akımlarda veya ortam sıcaklıklarında çalışırken ısı dağılımı için yeterli PCB bakır alanı sağlanmalıdır.

Geniş görüş açısı, bu LED'i eşit aydınlatmanın istendiği kenar aydınlatma ve arka aydınlatma uygulamaları için uygun kılar.

11. Sıkça Sorulan Sorular

S: LED parlaklığı sıcaklık arttıkça neden azalır?

C: Yarı iletkenin iç kuantum verimliliği sıcaklıkla düşer ve aynı sürüş akımında daha düşük ışık çıkışına yol açar. Termal yönetim anahtardır.

S: LED'i doğrudan bir gerilim kaynağından sürebilir miyim?

C: Hayır, LED'e zarar vermemek için bir akım sınırlama direnci veya sabit akım sürücüsü zorunludur.

S: Ters gerilim uygulanırsa ne olur?

C: Ters gerilimlerin bozulma seviyesini aşması kaçak akıma neden olabilir ve sonunda LED'i tahrip edebilir. Maksimum ters gerilim 5V test koşuludur; uzun süreli ters kutuplama kaçınılmalıdır.

S: Kullanılmayan LED'ler nasıl saklanmalıdır?

C: Orijinal nem bariyerli torbada ≤30°C ve ≤75% RH'de saklayın. Açılırsa, 168 saat içinde kullanın veya kullanmadan önce fırınlayın.

S: LED kurşunsuz lehimleme ile uyumlu mudur?

C: Evet, 260°C tepe sıcaklığı RoHS uyumlu kurşunsuz lehimleme işlemleriyle uyumludur.

12. Çalışma Prensibi

LED, PN birleşiminde elektronların deliklerle yeniden birleşmesiyle ışık yayan bir yarı iletken diyottur. Bu kırmızı LED'de aktif bölge tipik olarak alüminyum galyum indiyum fosfür (AlGaInP) veya galyum arsenik fosfür (GaAsP) malzemelerinden yapılır. İleri yönde polarmalandığında, n-tarafındaki elektronlar ve p-tarafındaki delikler aktif bölgede yeniden birleşerek foton şeklinde enerji açığa çıkarır. Yayılan ışığın dalga boyu, yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisine karşılık gelir—bu durumda kırmızı ışık (630 nm) için yaklaşık 1.96 eV. LED, koruma sağlayan ve radyasyon desenini şekillendiren şeffaf veya renkli silikon bir lens içinde kapsüllenmiştir.

13. Gelişim Trendleri

Kırmızı LED'ler daha yüksek verimlilik (daha yüksek lm/W) ve daha iyi termal kararlılıkla gelişmeye devam ediyor. Eğilim, daha küçük paketlere (örneğin, 3.2×1.25 mm zaten kompakttır) ve daha yüksek parlaklık gruplarına doğrudur. Geliştirilmiş ışık çıkarma ve flip-chip tasarımları gibi çip teknolojisindeki ilerlemeler, daha fazla performans iyileştirmesi vaat etmektedir. Ayrıca, akıllı sürüş devreleri ve IoT bağlantısı ile entegrasyonun akıllı aydınlatma ve ekranlardaki uygulamaları genişletmesi beklenmektedir.