0402 Kırmızı LED RF-RU0402TS-BC-B1 - 1.0x0.5x0.4mm - İleri Gerilim 1.7-2.4V - Güç 48mW - İngilizce Teknik Veri Sayfası

1. Ürüne Genel Bakış

RF-RU0402TS-BC-B1, 1.0mm x 0.5mm x 0.4mm paketinde, yüksek verimli kırmızı çip kullanılarak üretilmiş minyatür bir kırmızı SMD LED'dir. Genel amaçlı görsel gösterge için tasarlanmış olup, 140° gibi son derece geniş bir görüş açısı sunar; bu da çeşitli açılardan görünürlüğün kritik olduğu uygulamalar için uygun hale getirir. Cihaz, standart SMT montaj ve reflow lehimleme işlemlerini destekler, RoHS uyumludur ve nem hassasiyeti seviyesi 3'tür.

Öne çıkan özellikler arasında düşük ileri gerilim aralığı (5mA'de 1.7V - 2.4V), maksimum 20mA ileri akım ve 48mW güç dağıtımı yer alır. LED, 625nm ile 640nm arasında dominant dalga boylarına sahip kırmızı ışık yayar ve 8 mcd ile 65 mcd arasında değişen ışık şiddeti bölmeleri (bin) bulunur. Ürün, birden çok ışık şiddeti ve dalga boyu bölmesinde mevcuttur ve büyük ölçekli uygulamalarda tekdüzelik için ince ayar yapılmasını sağlar.

2. Teknik Parametre Analizi

2.1 Elektriksel ve Optik Özellikler

25°C ortam sıcaklığında ve 5mA test akımında LED aşağıdaki tipik özellikleri gösterir:

• İleri Gerilim (VF):İleri gerilim, 0.1V adımlarla 1.7V ile 2.4V arasını kapsayan A2'den D2'ye kadar birkaç gruba ayrılmıştır. Ölçüm toleransı ±0.1V'dir.
• Dominant Dalga Boyu (λD):Üç dalga boyu bölmesi (F00: 625-630nm, G00: 630-635nm, H00: 635-640nm) hassas kırmızı ton seçimine olanak tanır. Tolerans ±2nm.
• Işık Şiddeti (IV):Altı bölme (A00: 8-12 mcd, B00: 12-18 mcd, C00: 18-28 mcd, D00: 28-43 mcd, E00: 43-65 mcd) geniş bir parlaklık yelpazesini kapsar. Tolerans ±%10.
• Görüş Açısı (2θ1/2):Tipik 140°, geniş dağılım sağlar.
• Ters Akım (IR):VR=5V'de 10 µA'den az.
• Termal Direnç (RTHJ-S):450°C/W (bağlantı noktasından lehim noktasına).

2.2 Mutlak Maksimum Değerler

Kalıcı hasarı önlemek için cihaz aşağıdaki sınırları aşmamalıdır:

• Güç Dağıtımı (Pd): 48 mW
• İleri Akım (IF): 20 mA (DC); darbe için 60 mA tepe (1/10 görev, 0.1ms genişlik)
• ESD (HBM): 2000 V
• Çalışma Sıcaklığı (Topr): -40°C ila +85°C
• Depolama Sıcaklığı (Tstg): -40°C ila +85°C
• Bağlantı Sıcaklığı (Tj): 95°C

2.3 Termal Özellikler

450°C/W'lik termal direnç, orta derecede ısı dağıtma kapasitesini gösterir. 20mA'de sürekli çalışmada, bağlantı sıcaklığının ortam sıcaklığının üzerine çıkışı yaklaşık 9°C'dir (iyi termal yönetim varsayılarak). Bağlantı sıcaklığının 95°C sınırının altında tutulmasına dikkat edilmelidir, özellikle yüksek yoğunluklu uygulamalarda. Tipik optik performans düşürme eğrileri, bağıl yoğunluğun artan ortam sıcaklığıyla doğrusal olarak azaldığını gösterir (Bkz. Bölüm 3).

3. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, devre tasarımına yardımcı olan birkaç grafiksel ilişki sağlar:

3.1 İleri Gerilim vs. İleri Akım

Şekil 1-6 tipik bir üstel diyot eğrisini gösterir. 2V ileri gerilimde akım yaklaşık 5mA'dir. Eğri 2V'un üzerinde dikleşir ve 2.5V civarında 20mA'ye ulaşır. Bu doğrusal olmama durumu, akım sınırlama dirençlerinin gerekliliğini vurgular.

3.2 Bağıl Yoğunluk vs. İleri Akım

Bağıl yoğunluk, 20mA'ye kadar ileri akımla doğrusal olarak artar, ardından hafifçe doyuma ulaşır. 5mA'de bağıl yoğunluk yaklaşık 0.4'tür (20mA'ye normalize edilmiş). Bu doğrusal bölge, PWM veya analog akım kontrolü ile kolay parlaklık ayarına olanak tanır.

3.3 Sıcaklık Etkileri

Şekil 1-8, ortam sıcaklığı 25°C'den 85°C'ye yükseldiğinde bağıl yoğunluğun yaklaşık %15 düştüğünü göstermektedir. Şekil 1-9, izin verilen maksimum ileri akımın 25°C'de 20mA'den 100°C pin sıcaklığında yaklaşık 8mA'ye düştüğünü gösterir. Bu düşürme eğrileri termal tasarım için kritiktir.

3.4 Dalga Boyu Kararlılığı

Şekil 1-10, dominant dalga boyunun 5mA'den 15mA'ye hafifçe (yaklaşık 2nm) kaydığını ve bölme içinde kaldığını gösterir. Bu kararlılık çoğu gösterge uygulaması için kabul edilebilir.

3.5 Spektral Dağılım

Spektrum (Şekil 1-11), yaklaşık 20nm yarı maksimum tam genişlik (FWHM) ile 630nm civarında merkezlenmiş dar bir tepe gösterir; bu AllnGaP kırmızı LED'ler için tipiktir.

3.6 Işıma Deseni

Şekil 1-12, neredeyse Lambert tipi bir ışıma desenini gösteren bir kutupsal diyagram sunar. Bağıl yoğunluk, eksenden yaklaşık 70° açıda %50'ye düşerek 140° görüş açısını doğrular.

4. Bölmeleme Sistemi

RF-RU0402TS-BC-B1, renk, parlaklık ve ileri gerilim için çok boyutlu bir bölmeleme sistemi kullanır:

• Dalga Boyu Bölmeleri:F00 (625-630nm), G00 (630-635nm), H00 (635-640nm). Her bölme tutarlı renk görünümü sağlar.
• Işık Şiddeti Bölmeleri:A00'den E00'ye (8-65 mcd aralığı). Bölmeler örtüşmez, bu da düzgün arka aydınlatma veya matris ekranlar için hassas eşleştirmeye olanak tanır.
• İleri Gerilim Bölmeleri:A2'den D2'ye (1.7-2.4V, 0.1V adımlar). Gerilim gruplandırması, akım varyasyonunu en aza indirerek seri/paralel devrelerin tasarlanmasına yardımcı olur.

Bu bölmelerin kombinasyonu parça numarası etiketinde kodlanmıştır (örneğin, BIN KODU alanı). Müşteriler, sıkı tekdüzelik elde etmek için yüksek hacimli üretimde belirli bölme kombinasyonlarını talep edebilir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

LED, ultra-küçük 0402 ayak izini (1.0mm × 0.5mm × 0.4mm) kullanır. Pakette, katot işareti olan iki terminal bulunur (bkz. Şekil 1-4). Alt görünüm, ped boyutlarını gösterir: ped 1 anot, ped 2 katottur. Önerilen lehimleme deseni (Şekil 1-5), 0.5mm aralıklı 0.6mm × 0.6mm pedlere sahiptir ve güvenilir lehim bağlantısı oluşumuna olanak tanır.

5.2 Kutuplama ve Kullanım

Kutuplama, üst yüzeydeki (katot tarafı) bir işaretle açıkça belirtilmiştir. Yanlış kutuplama, ters arızaya (maks. 5V) neden olabilir ve LED'e zarar verebilir. Paket son derece küçüktür, bu nedenle vakumlu cımbız veya pick-and-place aletleriyle dikkatli kullanım önerilir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Önerilen reflow profili (Şekil 3-1), 260°C tepe sıcaklığı (maks. 10 saniye) ile IPC/JEDEC standartlarını takip eder. Anahtar parametreler:

• Ön ısıtma: 60-120 saniye boyunca 150°C ila 200°C
• 217°C (TL) üzerinde geçen süre: 60-150 saniye
• Tepe sıcaklığı (TP): 260°C (maks. 10 saniye)
• Soğutma hızı: ≤6°C/s

İkiden fazla reflow döngüsü yapmayın. Lehimleme işlemleri arasında 24 saatten fazla süre geçerse fırınlama gereklidir. Havya ile manuel lehimleme, ≤300°C'de ≤3 saniye ile bir tarafla sınırlandırılmalıdır.

6.2 Kullanım Önlemleri

LED neme duyarlıdır (MSL Seviye 3). Kullanılmayan cihazlar, nem bariyerli kapalı bir torbada kurutucu ile saklanmalıdır. Açıldıktan sonra depolama süresi 30°C/%60 RH'de 168 saat ile sınırlıdır. Nem gösterge kartı aşırı nem gösteriyorsa, 60±5°C'de ≥24 saat fırınlayın.

Ayrıca, silikon kapsülleyici, kükürt, brom, klor ve VOC'lerden kaynaklanan kimyasal saldırılara karşı hassastır. Eşleşen malzemeler 100PPM'den az kükürt,

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Paketleme Formatı

LED'ler, 178mm çapında bir makara ile 8mm genişliğinde taşıyıcı bantta (makara başına 4000 adet) tedarik edilir. Bantta kutuplama yönü ve koruma için bir kapak bandı bulunur. Her makara, parça numarası, spesifikasyon numarası, lot numarası, bölme kodu, miktar ve tarih kodu ile etiketlenir.

7.2 Depolama ve Raf Ömrü

Kapalı torbalar, üretim tarihinden itibaren bir yıla kadar ≤30°C/≤%75 RH'de saklanabilir. Açıldıktan sonra, MSL Seviye 3 zemin ömrü olan 168 saat izlenmelidir. Kurutucu renk değiştirmişse veya süre dolmuşsa, fırınlama zorunludur.

8. Uygulama Kılavuzları

8.1 Tipik Uygulamalar

RF-RU0402TS-BC-B1, tüketici elektroniği, giyilebilir cihazlar, IoT cihazları ve otomotiv iç aydınlatmasında durum göstergeleri, buton arka aydınlatması, sembol aydınlatması ve genel amaçlı görsel geri bildirim için idealdir. Küçük ayak izi, alan kısıtlamalı PCB'ler için uygundur.

8.2 Devre Tasarımı Hususları

Akımı sınırlamak için her zaman bir seri direnç kullanın. 3.3V besleme için, 150Ω'luk bir direnç yaklaşık 10mA akım sağlar (1.8V ileri gerilim düşüşü varsayılarak). Darbeli çalışmada (örneğin 1/10 görev döngüsü), 60mA'ye kadar tepe akımına izin verilir. Paralel diziler için, gerilim bölmesi varyasyonu nedeniyle akım yığılmasını önlemek amacıyla her LED için ayrı dirençler kullanmayı düşünün.

8.3 Termal Yönetim

Düşük güce rağmen, birçok LED bir araya getirildiğinde uygun termal tasarım önerilir. Lehim ped sıcaklığını 85°C'nin altında tutun; ısıyı yaymak için termal vialar ve bakır dökümler kullanın. Yüksek ortam sıcaklığı ortamlarında, ileri akımı azaltın (bkz. Şekil 1-9'daki düşürme eğrisi).

9. Rekabetçi Karşılaştırma

Diğer satıcılardan standart 0402 LED'lerle karşılaştırıldığında, RF-RU0402TS-BC-B1 daha geniş bir görüş açısı (tipik 120°'ye karşı 140°) ve daha sıkı bölmeleme seçenekleri (0.1V gerilim bölmeleri, 2nm dalga boyu bölmeleri) sunar. Maksimum anma ileri akımı 20mA, bazı rakiplerden (genellikle 18mA) biraz daha yüksektir ve gerektiğinde daha parlak çıkış sağlar. 2kV (HBM) ESD değeri endüstri normlarıyla karşılaştırılabilir. Benzersiz bir avantaj, LED bozulmasını önlemek için malzeme uyumluluğu (kükürt, halojen sınırları) konusunda açık kılavuzluk sağlamasıdır; bu, rakip veri sayfalarında nadiren bulunur.

10. Sık Sorulan Teknik Sorular

S: Maksimum ömür için önerilen çalışma akımı nedir?C: Genel uygulamalar için 10mA'de çalışmak, parlaklık ve uzun ömür arasında iyi bir denge sağlar. Bağlantı sıcaklığı artışı minimumdur ve LED 50.000 saatten fazla dayanabilir.

S: Bu LED'i doğrudan bir 3.3V mantık pininden sürebilir miyim?C: Evet, ancak yalnızca uygun bir seri dirençle. 150Ω'luk bir direnç akımı yaklaşık 10mA ile sınırlar (1.8V VF varsayılarak). Birçok mantık pini 20mA sağlayabilir, ancak mikrodenetleyici veri sayfasını kontrol edin.

S: Lehimlemeden sonra PCB'yi nasıl temizlemeliyim?C: İzopropil alkol (IPA) kullanın ve silikona zarar verebilecek agresif çözücülerden kaçının. Uyumluluk test edilmedikçe ultrasonik temizlik önerilmez.

S: ESD hassasiyet seviyesi nedir?C: Sınıf 1C (2000V HBM). Kullanım ve montaj sırasında standart ESD önlemleri (topraklı çalışma istasyonları, antistatik torbalar, bileklikler) kullanılmalıdır.

11. Tasarım Vaka Çalışması

Vaka: 4 durum LED'li giyilebilir fitness takip cihazı

Tasarım gereksinimi: Dört kırmızı LED (kalp atışı, Bluetooth, aktivite, uyarı) doğrudan güneş ışığında görülebilir olmalı, ancak toplam güç bütçesi 200mW'ı aşmamalıdır. C00 parlaklık bölmesinde (18-28 mcd) RF-RU0402TS-BC-B1 kullanılarak, her LED, 2.0V besleme (yükseltici dönüştürücü) ile 8mA'de çalıştırılır. İleri gerilim yaklaşık 1.8V olduğundan 25Ω'luk bir direnç kullanılır. Toplam güç: 4 × 1.8V × 8mA = 57.6mW, bütçenin oldukça altında. Geniş 140° görüş açısı, saat eğim açılarında görünürlük sağlar. ESD koruması esnek PCB'ye entegre edilmiştir. Cihaz güvenilirlik test verileri (5mA'de 1000 saat ömür testi), 2 yıllık ürün garantisi için güven verdi.

12. Çalışma Prensibi

Bu LED, kırmızı ışık yayan AllnGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) yarı iletken çip kullanır. İleri yönlü polarizasyon uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgede birleşerek bant aralığına karşılık gelen enerjide (≈1.95 eV, 635nm) fotonlar yayar. Çip, bir kurşun çerçeveye monte edilir ve bir yüzey montaj paketi oluşturmak için epoksi veya silikon ile kapsüllenir. Küçük lens şekli (düz üst), geniş ışıma açısına katkıda bulunur. Isı, arka terminal aracılığıyla PCB'ye iletilir.

13. Teknoloji Trendleri

IoT ve giyilebilir cihazlar küçülmeye devam ettikçe, 0402 gibi ultra minyatür LED'lere olan talep artacaktır. Trendler şunları içerir:

• Daha yüksek verimlilik:Çip tasarımındaki iyileştirmeler, mcd/mA değerini artırarak pil tasarrufu için daha düşük akımlarda aynı parlaklığı sağlayacaktır.
• Daha dar bölmeleme:Müşteriler, düzgün diziler için giderek daha sıkı renk ve gerilim gruplamaları talep etmektedir. Burada sunulan 0.1V ve 2nm bölmeler zaten rekabetçidir.
• Geliştirilmiş güvenilirlik:Kükürt/halojen direncine ve uzatılmış ömür testlerine (10.000 saat+) sürekli odaklanma.
• Entegrasyonlar:Çok renkli 0402 paketleri (RGB) ortaya çıkıyor, ancak tek başına kırmızı, durum ve güvenlik göstergeleri için bir işgücü olmaya devam ediyor.

RF-RU0402TS-BC-B1, kapsamlı bölmelemesi, sağlam tasarımı ve net uygulama kılavuzluğu ile bu trendleri karşılamak için iyi bir konumdadır.