Ters Montaj SMD LED Turuncu 611nm - EIA Paketi - 30mA - 75mW - Türkçe Veri Sayfası

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, yüksek parlaklıklı, ters montajlı bir Yüzey Montaj Cihazı (SMD) Işık Yayan Diyot'un (LED) özelliklerini detaylandırır. Cihaz, turuncu-kırmızı dalga boyu spektrumunda verimliliği ve performansıyla tanınan Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken çipini kullanır. LED, güvenilir ve tutarlı turuncu aydınlatma gerektiren uygulamalar için tasarlanmış, su berraklığında lensli standart bir EIA uyumlu paket içerisindedir. Başlıca tasarım avantajları, otomatik yerleştirme montaj sistemleriyle uyumluluğu ve yüksek sıcaklıklı kızılötesi (IR) reflow lehimleme işlemlerine uygunluğunu içerir; bu da onu modern, seri elektronik üretimi için ideal kılar.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Cihazın çalışma limitleri, 25°C ortam sıcaklığı (Ta) altında tanımlanmıştır. Bu değerlerin aşılması kalıcı hasara neden olabilir.

• Güç Dağılımı (Pd):75 mW. Bu, cihazın güvenli bir şekilde ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır.
• Tepe İleri Akımı (I_FP):80 mA. Bu akım yalnızca darbe koşullarında, özellikle %1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliğinde, kısa süreli yüksek yoğunluklu parlamalar için izin verilir.
• Sürekli İleri Akım (I_F):30 mA. Bu, sürekli DC çalışma için önerilen maksimum akımdır ve ışık şiddeti ölçümleri için standart çalışma noktasını tanımlar.
• Ters Gerilim (V_R):5 V. Bu limitin ötesinde bir ters gerilim uygulamak LED'in PN eklemini bozabilir.
• Çalışma & Depolama Sıcaklık Aralığı:-55°C ila +85°C. Cihaz, endüstriyel sınıf sıcaklık dayanımı için derecelendirilmiştir.
• IR Reflow Lehimleme Tepe Sıcaklığı:Maksimum 10 saniye için 260°C, kurşunsuz (Pb-free) montaj gereksinimlerine uygundur.

2.2 Elektro-Optik Özellikler

Ana performans parametreleri, aksi belirtilmedikçe, Ta=25°C ve 20 mA ileri akım (I_F) ile ölçülmüştür.

• Işık Şiddeti (I_V):Minimum 45.0 mcd'den tipik 90.0 mcd değerine kadar değişir. Şiddet, fotopik (CIE) insan gözü tepki eğrisiyle eşleşecek şekilde filtrelenmiş bir sensör kullanılarak ölçülür.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):130 derece. Yoğunluğun eksenel değerinin yarısına düştüğü tam açı olarak tanımlanan bu geniş görüş açısı, alan aydınlatması veya geniş görünürlük gerektiren göstergeler için uygun Lambert veya yakın-Lambert yayılım modelini gösterir.
• Tepe Dalga Boyu (λ_P):611 nm. Bu, spektral güç dağılımının maksimuma ulaştığı dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):605 nm. CIE renklilik koordinatlarından türetilen bu tek dalga boyu, LED'in algılanan rengini (turuncu) en iyi şekilde temsil eder.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):17 nm. Bu dar bant genişliği, AlInGaP teknolojisinin karakteristiğidir ve doymuş renk saflığı sağlar.
• İleri Gerilim (V_F):Tipik 2.4 V, I_F=20mA'da maksimum 2.4 V. Tasarımcılar, seri akım sınırlama dirençlerini hesaplarken bu gerilim düşümünü hesaba katmalıdır.
• Ters Akım (I_R):V_R=5V'da maksimum 10 μA, iyi eklem kalitesini gösterir.
• Kapasitans (C):0V öngerilim ve 1 MHz'de 40 pF. Bu parametre, yüksek frekanslı anahtarlama veya çoklama uygulamaları için önemlidir.

3. Sınıflandırma (Binning) Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler, 20mA'de ölçülen ışık şiddetine göre sınıflara ayrılır.

• Sınıf Kodu P:45.0 – 71.0 mcd
• Sınıf Kodu Q:71.0 – 112.0 mcd
• Sınıf Kodu R:112.0 – 180.0 mcd
• Sınıf Kodu S:180.0 – 280.0 mcd

Her bir şiddet sınıfı içinde +/-%15 tolerans uygulanır. Bu parça numarası için veri sayfası ayrı dalga boyu veya ileri gerilim sınıflarını belirtmez; bu, bu parametreler üzerinde sıkı kontrol veya tek sınıf sunumu olduğunu gösterir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Belirli grafiksel eğrilere atıfta bulunulsa da sağlanan metinde gösterilmese de, bu tür LED'ler için tipik ilişkiler çıkarılabilir ve tasarım için kritiktir:

• I-V (Akım-Gerilim) Eğrisi:Standart üstel diyot karakteristiğini sergiler. İleri gerilim negatif sıcaklık katsayısına sahiptir, yani V_Feklem sıcaklığı yükseldikçe hafifçe azalır.
• Işık Şiddeti - İleri Akım İlişkisi:Şiddet, normal çalışma aralığında ileri akımla yaklaşık orantılıdır ancak termal ve verimlilik düşüşü nedeniyle çok yüksek akımlarda doyuma ulaşacaktır.
• Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı İlişkisi:AlInGaP LED'ler için, ışık şiddeti tipik olarak ortam (ve eklem) sıcaklığı arttıkça azalır. Bu termal düşürme, yüksek sıcaklıklı ortamlarda dikkate alınmalıdır.
• Spektral Dağılım:17 nm yarım genişlikli, 611 nm (tepe) civarında merkezlenmiş dar, Gauss benzeri bir eğri, monokromatik turuncu çıkışını doğrular.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları ve Polarite

LED, standart bir EIA paket şekline uygundur. Ana boyutsal notlar şunları içerir:

• Tüm boyutlar milimetre cinsinden verilmiştir, aksi belirtilmedikçe genel tolerans ±0.10 mm'dir.
• "Ters montaj" tanımı tipik olarak LED'in ana ışık yayan yüzeyinin baskılı devre kartına (PCB) bakacak şekilde, ışığın bir açıklıktan çıkarak veya yansıtılarak monte edildiğini gösterir. Kesin mekanik çizim, lensin pedlere göre yönelimini açıklığa kavuşturacaktır.
• Polarite, cihaz paketi üzerinde (örneğin, bir katot işareti, çentik veya nokta) belirtilmiştir ve PCB ayak iziyle doğru şekilde hizalanmalıdır.

5.2 Önerilen Lehim Pedi Tasarımı

Doğru lehimleme, mekanik stabilite ve reflow sırasında termal rahatlama sağlamak için önerilen bir lehim pedi deseni sağlanmıştır. Bu ayak izini takip etmek, "mezar taşı" (bileşenin dikilmesi) veya zayıf lehim bağlantısı oluşumunu önlemek için çok önemlidir.

6. Montaj ve Kullanım Kılavuzları

6.1 Lehimleme İşlemi

Cihaz, kurşunsuz (Pb-free) lehim kullanan kızılötesi (IR) reflow lehimleme işlemleriyle tamamen uyumludur. JEDEC standartlarına uygun önerilen bir reflow profili sağlanmıştır.

• Ön Isıtma:Kartı kademeli olarak ısıtmak ve flux'u aktifleştirmek için maksimum 120 saniye boyunca 150–200°C.
• Tepe Sıcaklığı:Maksimum 260°C. Cihaz bu sıcaklığı aşmamalıdır.
• Sıvı Faz Üzerinde Geçen Süre:Profil, cihazın lehimin erime noktasının üzerinde geçirdiği süreyi, güvenilir bir bağlantı için gerekli olanla sınırlamalıdır; tipik olarak tepe sıcaklıkta maksimum 10 saniye civarı.
• Lehim Havyası:Onarım için el lehimlemesi gerekliyse, maksimum 300°C uç sıcaklığı ve 3 saniye veya daha az temas süresi önerilir ve yalnızca bir kez uygulanmalıdır.

6.2 Temizleme

Lehim sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. Önerilen ajanlar oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkoldür ve daldırma süresi bir dakikadan az olmalıdır. Belirtilmemiş kimyasallar epoksi lensi veya paketi hasara uğratabilir.

6.3 Depolama ve Nem Hassasiyeti

LED'ler nem hassasıdır (MSL 2a).

• Kapalı Torba:≤30°C ve ≤%90 RH'de depolayın. Orijinal nem bariyerli torba ve nem alıcı açılmadığında raf ömrü bir yıldır.
• Açılmış Torba:Açıldıktan sonra, depolama ortamı 30°C / %60 RH'yi aşmamalıdır. Bileşenler 672 saat (28 gün) içinde IR reflow işlemine tabi tutulmalıdır.
• Uzatılmış Maruziyet:Orijinal torbadan çıkarıldıktan sonra 672 saati aşan depolama için, lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve "patlamış mısır" (reflow sırasında paket çatlaması) etkisini önlemek için yaklaşık 60°C'de en az 20 saat pişirme (baking) yapılmalıdır.

6.4 Elektrostatik Deşarj (ESD) Önlemleri

LED'ler elektrostatik deşarjdan kaynaklanan hasara karşı hassastır. Kullanım önlemleri, topraklanmış bileklikler, antistatik eldivenler kullanmayı ve tüm ekipman ve çalışma yüzeylerinin uygun şekilde topraklanmasını sağlamayı içerir.

7. Paketleme ve Sipariş

• Şerit ve Makara:Cihazlar, 7 inç (178mm) çapındaki makaralara sarılmış 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir.
• Makara Başına Adet:3000 adet.
• Minimum Sipariş Miktarı (MOQ):Kalan miktarlar için 500 adet.
• Paketleme Standartları:ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uygundur. Şeridin bir kapak mühürü vardır ve ardışık en fazla iki boş yuva izin verilir.

8. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu turuncu LED, aşağıdakilerle sınırlı olmamak üzere çok çeşitli gösterge ve aydınlatma uygulamaları için uygundur:

• Tüketici elektroniği, endüstriyel kontrol panelleri ve ağ ekipmanları üzerindeki durum göstergeleri.
• Anahtarlar, tuş takımları veya membran paneller üzerindeki yazılar için arka aydınlatma.
• Otomotiv iç aydınlatması (kritik olmayan).
• Turuncu renk gerektiren tabela ve dekoratif aydınlatma.

Önemli Uyarı:Cihaz standart elektronik ekipmanlar için tasarlanmıştır. Arızanın hayat veya sağlık riski oluşturabileceği olağanüstü güvenilirlik gerektiren uygulamalar (örneğin, havacılık, tıbbi yaşam destek, ulaşım güvenlik sistemleri) ön görüşme ve niteliklendirme gerektirir.

8.2 Sürücü Devresi Tasarımı

Bir LED akım kontrollü bir cihazdır. Bir gerilim kaynağından sürülürken, istenen çalışma akımını ayarlamak ve termal kaçakları önlemek için seri bir akım sınırlama direnci zorunludur. Direnç değeri (R_s) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R_s= (V_kaynak- V_F) / I_F. Sıcaklık üzerinde kararlı çalışma için, özellikle maksimum değerlere yakın veya değişken termal ortamlarda çalışan tasarımlar için, sabit akım sürücüleri önerilir.

8.3 Termal Yönetim

Paket küçük olsa da, maksimum 75mW güç dağılımını yönetmek, uzun ömür ve ışık çıkışını korumak için önemlidir. PCB üzerinde termal pedlere (varsa) veya LED'in lehim bağlantılarına bağlı yeterli bakır alan, ısının eklemden uzaklaştırılmasına yardımcı olur. Maksimum 30mA'dan daha düşük akımlarda çalışmak, güç dağılımını ve eklem sıcaklığını önemli ölçüde azaltarak çalışma ömrünü uzatır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılıklar

Bu spesifik LED platformunun temel avantajları şunları içerir:

• Ters Montaj Kabiliyeti:Belirli optik efektler oluşturmak veya ışık kaynağının gizlendiği düşük profilli kurulumlar için tasarım esnekliği sunar.
• AlInGaP Teknolojisi:GaAsP gibi eski teknolojilere kıyasla turuncu/kırmızı renkler için daha yüksek verimlilik ve daha iyi sıcaklık stabilitesi sağlar.
• Geniş Görüş Açısı (130°):Panel göstergeleri için ideal geniş ve eşit aydınlatma sağlar.
• Sağlam Montaj Uyumluluğu:Otomatik yerleştirme ve standart kurşunsuz IR reflow profilleri için sertifikalıdır, üretim karmaşıklığını ve maliyetini azaltır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S1: Tepe dalga boyu (611nm) ile baskın dalga boyu (605nm) arasındaki fark nedir?

C1: Tepe dalga boyu, yayılan ışık spektrumunun fiziksel tepe noktasıdır. Baskın dalga boyu, algılanan tonla en iyi eşleşen, insan renk algısına (CIE şeması) dayalı hesaplanmış bir değerdir. Bu gibi monokromatik LED'ler için birbirine yakındır ancak aynı değildir.

S2: Bu LED'i 30mA'de sürekli olarak sürebilir miyim?

C2: Evet, 30mA maksimum sürekli DC ileri akım derecesidir. Ancak, optimum ömür ve güvenilirlik için, eklem sıcaklığını ve stresi azalttığından, genellikle daha düşük bir akımda (örneğin, 20mA) sürmek önerilir.

S3: Işık şiddeti için neden bir sınıflandırma sistemi var?

C3: Üretim varyasyonları ışık çıkışında küçük farklılıklara neden olur. Sınıflandırma, LED'leri benzer performansa sahip gruplara ayırır; bu da tasarımcıların parlaklık gereksinimlerini karşılayan bir sınıf seçmelerine ve bir üründeki birden fazla birim arasında tutarlılık sağlamalarına olanak tanır.

S4: Torbayı açtıktan sonraki 672 saatlik raf ömrü ne kadar kritiktir?

C4: Güvenilir lehimleme için çok önemlidir. Bu maruz kalma süresini bir pişirme döngüsü olmadan aşmak, reflow sırasında emilen nemin buharlaşmasına ve LED paketinde iç katman ayrılmasına veya çatlaklara neden olabilir.

11. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Senaryo: Bir Endüstriyel Yönlendirici için Durum Gösterge Paneli Tasarımı.

Bir tasarımcı, ön panelde birden fazla turuncu "Aktivite" LED'ine ihtiyaç duyar. Parlaklığı, geniş görüş açısı ve otomatik montaj uyumluluğu nedeniyle bu LED'i seçer. Tasarım 3.3V besleme hattı kullanır. Standart 20mA çalışma akımı hedeflenerek seri direnç hesaplanır: R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 Ohm. Standart 47-ohm direnç seçilir. PCB düzeni, önerilen lehim pedi ayak izini kullanır ve ısı dağılımı için bir toprak katmanına küçük bir termal rahatlama bağlantısı içerir. LED'ler, yeterli ve düzgün parlaklığı sağlamak için Sınıf Kodu Q'dan (71-112 mcd) belirtilir. Montajlı kartlar, JEDEC uyumlu profil kullanılarak standart bir kurşunsuz reflow fırınından geçer, bileşenlere termal hasar vermeyen güvenilir lehim bağlantıları elde edilir.

12. Teknoloji Prensibi Tanıtımı

Bu LED, bir alt tabaka üzerinde büyütülmüş Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken malzemesine dayanır. PN eklemine ileri bir gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgede yeniden birleşir ve fotonlar şeklinde enerji açığa çıkarır - bu sürece elektrolüminesans denir. Kristal kafesteki alüminyum, indiyum ve galyumun spesifik oranı, bant aralığı enerjisini belirler; bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tanımlar - bu durumda turuncu (~605-611 nm). Su berraklığındaki epoksi lens, çipi kapsüller, mekanik koruma sağlar, ışık çıkış huzmesini şekillendirir (130° görüş açısı) ve ışık çıkarma verimliliğini artırır.

13. Endüstri Trendleri ve Gelişmeler

SMD gösterge LED'lerindeki trend, daha yüksek verimlilik (birim elektrik girişi başına daha fazla ışık çıkışı), daha sıkı sınıflandırma yoluyla geliştirilmiş renk tutarlılığı ve daha yüksek sıcaklıklı lehimleme ve çalışma koşullarında artırılmış güvenilirlik yönünde devam etmektedir. Ayrıca, optik performansı korurken veya artırırken küçültme yönünde bir eğilim vardır. Dahası, basitleştirilmiş tasarım için daha gelişmiş paketlerde yerleşik elektroniklerle (dahili akım sınırlama dirençleri veya sürücü IC'ler gibi) entegrasyon giderek daha yaygın hale gelmektedir. Turuncu/kırmızı/kehribar renkler için AlInGaP kullanımı, baskın yüksek performanslı teknoloji olmaya devam etse de, perovskitler gibi yeni malzemeler üzerindeki devam eden araştırmalar gelecekte alternatifler sunabilir.