Yandan Işık Veren SMD LED Turuncu 5A - Ultra Parlak AlInGaP - 5V Ters Gerilim - 75mW Güç - Türkçe Teknik Veri Sayfası

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, yüksek performanslı, yandan ışık veren bir Yüzey Montaj Cihazı (SMD) Işık Yayan Diyot'un (LED) özelliklerini detaylandırır. Cihaz, turuncu ışık üretmek için ultra parlak Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken çip kullanır. Su berraklığında lensli paketle tasarlanmıştır ve yandan ışık yayılımının gerekli olduğu çeşitli gösterge ve arka aydınlatma uygulamaları için uygun geniş bir görüş açısı sunar. Ürün, RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uygundur ve bu da onu çevre dostu bir ürün olarak sınıflandırır. Tasarımı, standart otomatik yerleştirme ekipmanları ve kızılötesi (IR) yeniden akış lehimleme süreçleriyle uyumludur, bu da onu yüksek hacimli üretim için ideal kılar. LED'ler, EIA (Elektronik Endüstrileri Birliği) standart paketlemesine uygun olarak, 7 inç çapında makaralara takılı 8mm şerit üzerinde tedarik edilir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak maksimum değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu değerler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir ve hiçbir çalışma koşulunda aşılmamalıdır.

• Güç Dağılımı (Pd):75 mW. Bu, LED paketinin performansı düşürmeden veya arızaya neden olmadan ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır.
• Sürekli İleri Akım (IF):30 mA DC. Sürekli olarak uygulanabilecek maksimum kararlı durum akımıdır.
• Tepe İleri Akım:80 mA. Bu, ancak %10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliği ile darbe koşullarında izin verilir. Darbe modunda DC akım değerinin aşılması, daha yüksek anlık parlaklığa olanak tanır.
• Ters Gerilim (VR):5 V. LED üzerinde ters polarma yönünde uygulanabilecek maksimum gerilimdir. Bunun aşılması eklem bozulmasına neden olabilir.
• Elektrostatik Deşarj (ESD) Eşiği (HBM):1000 V (İnsan Vücut Modeli). Bu, cihazın statik elektriğe duyarlılığını gösterir; uygun ESD işleme prosedürleri zorunludur.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-30°C ila +85°C. LED'in doğru şekilde çalışması için tasarlandığı ortam sıcaklığı aralığıdır.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +85°C. Cihaz güçsüzken güvenli depolama için sıcaklık aralığıdır.
• Kızılötesi Yeniden Akış Lehimleme Koşulu:Maksimum 10 saniye için 260°C tepe sıcaklığı. Bu, montaj sırasında paketin dayanabileceği termal profili tanımlar.

2.2 Elektro-Optik Özellikler

Bu parametreler Ta=25°C'de ölçülür ve LED'in normal çalışma koşulları altındaki tipik performansını tanımlar. Çoğu optik parametre için test akımı (IF) 5 mA'dir.

• Işık Şiddeti (Iv):5 mA'de minimum 11.2 milikandela (mcd) ile tipik 71.0 mcd arasında değişir. Şiddet, fotopik (insan gözü) tepki eğrisine (CIE) uyacak şekilde filtrelenmiş bir sensör kullanılarak ölçülür.
• Görüş Açısı (2θ1/2):130 derece. Bu, ışık şiddetinin merkez eksende ölçülen değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. Geniş görüş açısı, su berraklığında lense sahip yandan ışık veren LED'lerin karakteristiğidir.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λP):611 nanometre (nm). Bu, LED'in spektral güç çıkışının maksimum olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λd):605 nm. CIE renklilik diyagramından türetilmiştir ve insan gözüne LED'in algılanan rengini (turuncu) en iyi temsil eden tek dalga boyudur.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):17 nm. Bu parametre, yayılan ışığın spektral saflığını veya bant genişliğini gösterir ve maksimum yoğunluğun yarısındaki tam genişlik (FWHM) olarak ölçülür.
• İleri Gerilim (VF):IF=5mA'de 1.6 V (min) ile 2.3 V (max) arasında. Bu, LED akım iletirken üzerindeki gerilim düşümüdür.
• Ters Akım (IR):5V ters gerilim (VR) uygulandığında maksimum 10 mikroamper (μA). Düşük ters akım tercih edilir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

LED'lerin ışık şiddeti partiye göre değişebilir. Son kullanıcı için tutarlılığı sağlamak amacıyla, cihazlar 5 mA'de ölçülen performansa göre şiddet sınıflarına ayrılır. Sınıf kodu, o kodla işaretlenmiş LED'ler için garanti edilen minimum ve maksimum ışık şiddetini tanımlar. Her sınıf içindeki tolerans +/- %15'tir.

• Sınıf Kodu L:11.2 mcd (Min) ila 18.0 mcd (Max)
• Sınıf Kodu M:18.0 mcd (Min) ila 28.0 mcd (Max)
• Sınıf Kodu N:28.0 mcd (Min) ila 45.0 mcd (Max)
• Sınıf Kodu P:45.0 mcd (Min) ila 71.0 mcd (Max)

Bu sistem, tasarımcıların uygulamaları için bilinen bir parlaklık aralığına sahip LED'leri seçmelerine olanak tanır ve çoklu LED tasarımlarında düzgün aydınlatma elde etmeye yardımcı olur.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiksel eğrilere atıfta bulunulsa da (örn., spektral dağılım için Şekil 1, görüş açısı için Şekil 6), tipik davranışları yarı iletken fiziği ve standart LED karakteristiklerine dayanarak tanımlanabilir.

4.1 İleri Akım - İleri Gerilim (I-V Eğrisi)

AlInGaP malzemesi, 5mA'de tipik olarak 1.6V ile 2.3V arasında karakteristik bir ileri gerilime sahiptir. I-V eğrisi üstel bir yapıdadır; ileri gerilimdeki küçük bir artış, ileri akımda büyük bir artışa neden olur. Bu nedenle, termal kaçakmayı önlemek ve kararlı ışık çıkışı sağlamak için LED'i sabit gerilim kaynağı yerine sabit akım kaynağı ile sürmek şiddetle tavsiye edilir.

4.2 Işık Şiddeti - İleri Akım

Işık çıkışı (ışık şiddeti), önemli bir aralıkta ileri akımla yaklaşık olarak orantılıdır. Ancak, çip içindeki artan ısı üretimi nedeniyle (verim düşüşü etkisi) çok yüksek akımlarda verimlilik azalma eğilimindedir. Önerilen DC akımda veya altında çalışmak, optimum verimlilik ve uzun ömür sağlar.

4.3 Sıcaklık Bağımlılığı

Tüm yarı iletkenler gibi, LED performansı da sıcaklığa duyarlıdır. Eklem sıcaklığı arttıkça:

• İleri Gerilim (VF):Hafifçe azalır.
• Işık Şiddeti (Iv):Azalır. AlInGaP LED'lerin ışık çıkışı negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir.
• Baskın Dalga Boyu (λd):Sıcaklık arttıkça tipik olarak daha uzun dalga boylarına doğru (kırmızıya kayma) hafifçe kayabilir.

Uygulamada uygun termal yönetim (örn., ısı emici için yeterli PCB bakır alanı), tutarlı performans ve ömür için çok önemlidir.

4.4 Spektral Dağılım

Spektral çıkış eğrisi, yaklaşık 611 nm'de (turuncu-kırmızı) birincil bir tepe gösterecektir. 17 nm yarı genişlik, beyaz veya geniş spektrumlu LED'lere kıyasla nispeten dar bir yayılım spektrumunu gösterir, bu da monokromatik AlInGaP cihazları için tipiktir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

Veri sayfası, SMD paketinin detaylı bir boyut çizimini içerir. Anahtar özellikler arasında yandan ışık veren lens geometrisi, katot ve anot terminallerinin konumu ve boyutu ile genel paket ayak izi bulunur. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar milimetre cinsinden ve standart ±0.10 mm toleransla verilmiştir. Yandan görüş tasarımı, ışığı PCB'nin montaj düzlemine paralel olarak yönlendirir.

5.2 Polarite Tanımlama ve Lehim Pedi Tasarımı

LED'in bir anot (+) ve katot (-) terminali vardır. Veri sayfası, PCB tasarımı için önerilen bir lehim pedi düzeni (land pattern) sağlar. Bu düzen, güvenilir lehimleme ve mekanik stabilite için optimize edilmiştir. Ayrıca, düzgün lehim filetoları sağlamak ve "mezar taşı" oluşumunu (yeniden akış sırasında bir ucun pedden kalkması) önlemek için önerilen lehimleme yönünü gösterir. Bu kılavuzlara uymak, yüksek verimli üretim için çok önemlidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Yeniden Akış Lehimleme Profili

Kurşunsuz (Pb-free) lehim işlemleri için önerilen bir kızılötesi (IR) yeniden akış profili sağlanmıştır. Bu profil için anahtar parametreler şunlardır:

• Ön Isıtma/Islatma Bölgesi:Flux'u aktifleştirmek ve montajı kademeli olarak ısıtmak için 150-200°C'ye kadar ısıtma, termal şoku en aza indirir.
• Yeniden Akış Bölgesi:Sıcaklık maksimum 260°C tepe değerine yükselir. Likidüs üzerindeki süre (tipik olarak SnAgCu lehimi için ~217°C) ve tepe sıcaklığın 5°C içindeki süre, bağlantı oluşumu için kritiktir.
• Tepe Sıcaklık & Süre:Paket, 10 saniyeden fazla 260°C'yi aşmamalıdır. Bu sınır, LED'in epoksi lensine ve iç tel bağlantılarına zarar gelmesini önlemek için kritiktir.
• Soğutma Bölgesi:Lehim bağlantılarını düzgün şekilde katılaştırmak için kontrollü soğutma.

Profil JEDEC standartlarına dayanır, ancak PCB tasarımı, lehim macunu ve fırın özelliklerindeki değişiklikler nedeniyle son kart seviyesi profil oluşturma önerilir.

6.2 El Lehimlemesi

El lehimlemesi gerekliyse, sıcaklık kontrollü bir lehim havya kullanın. Havya ucu sıcaklığı 300°C'yi geçmemeli ve her bacak için lehimleme süresi maksimum 3 saniye ile sınırlandırılmalıdır. Termal stresi önlemek için el lehimlemesi yalnızca bir kez yapılmalıdır.

6.3 Temizleme

Lehimleme sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca belirtilen çözücüleri kullanın. LED'i oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkol içinde bir dakikadan az süreyle daldırmak kabul edilebilir. Belirtilmemiş kimyasal temizleyicileri kullanmayın, çünkü bunlar paket malzemesine veya lense zarar verebilir.

6.4 Depolama ve Taşıma

• ESD Önlemleri:Cihaz Elektrostatik Deşarj'a (ESD) duyarlıdır. Taşıma sırasında her zaman bileklik, antistatik paspas ve uygun şekilde topraklanmış ekipman kullanın.
• Nem Hassasiyeti:Orijinal nem alıcılı kapalı paketleme cihazları korurken, bir kez açıldıktan sonra LED'ler 30°C'yi ve %60 bağıl nemi geçmeyen bir ortamda depolanmalıdır. Orijinal torbanın dışında uzun süreli depolama için, nem alıcılı kapalı bir kap kullanın. Bir haftadan fazla açık depolanırsa, yeniden akış lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve "patlamış mısır" etkisini (yeniden akış sırasında paket çatlaması) önlemek için yaklaşık 60°C'de en az 20 saat pişirme önerilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

LED'ler, koruyucu kapak bandı olan kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Anahtar özellikler şunlardır:

• Taşıyıcı Şerit Genişliği:8 mm.
• Makar Çapı:7 inç.
• Makara Başına Adet:4000 adet (tam makara).
• Minimum Paket Miktarı:Kalan miktarlar için 500 adet.
• Cep Kapatma:Şerit üzerindeki boş cepler kapak bandı ile kapatılır.
• Eksik Lambalar:Spesifikasyona göre maksimum iki ardışık eksik LED'e (boş cep) izin verilir.

Paketleme, standart otomatik montaj ekipmanlarıyla uyumluluğu sağlayan ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uygundur.

8. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu yandan ışık veren turuncu LED, geniş, yandan yayılan ışık deseni gerektiren çeşitli uygulamalar için uygundur:

• Durum Göstergeleri:Geniş görüş açısının faydalı olduğu tüketici elektroniği, endüstriyel kontrol panelleri ve ağ ekipmanlarında.
• Arka Aydınlatma:Kenardan aydınlatmalı paneller, membran anahtar kaplamaları veya ışığın yanal olarak yönlendirilmesi gereken semboller için.
• Otomotiv İç Aydınlatma:Gösterge paneli veya konsol aydınlatması için (belirli otomotiv sınıfı kalifikasyonuna tabidir).
• Cihaz Ekranları:Ev aletlerinde güç, mod veya işlev göstergesi.

8.2 Devre Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:Her zaman seri bir akım sınırlayıcı direnç veya özel bir sabit akımlı LED sürücü kullanın. Direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R = (Vbesleme - VF) / IF. Direncin güç değerinin yeterli olduğundan emin olun (P = IF² * R).
• Ters Gerilim Koruması:LED ters yönde 5V'ye dayanabilse de, herhangi bir ters polarma uygulamaktan kaçınmak iyi bir uygulamadır. AC veya bipolar devrelerde, koruma için ters paralel bir diyot eklemeyi düşünün.
• Termal Yönetim:Maksimum DC akımda veya yakınında çalışma için, PCB'nin yeterli termal rahatlama sağladığından emin olun. LED pedlerini bakır döküm alanlarına bağlamak ısı dağılımına yardımcı olur.
• Karartma:Parlaklık kontrolü için, Darbe Genişlik Modülasyonu (PWM), tutarlı bir renk sıcaklığı koruduğu için analog akım azaltmaya tercih edilen yöntemdir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu AlInGaP turuncu LED, belirli avantajlar sunar:

• Geleneksel Turuncu LED'lere Karşı (örn., GaAsP):AlInGaP teknolojisi, önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği ve parlaklık, daha iyi sıcaklık stabilitesi ve daha uzun çalışma ömrü sağlar.
• Fosfor Dönüştürmeli Turuncu LED'lere Karşı:Doğrudan yayan bir yarı iletken olarak, fosfor dönüştürmeli tiplerin daha geniş spektrumuna kıyasla daha doygun, saf turuncu bir renk (~605 nm baskın dalga boyunda dar spektrum) sunar. Ayrıca tipik olarak daha hızlı tepki sürelerine sahiptir.
• Yandan Işık Veren - Üstten Görünümlü Pakete Karşı:Birincil farklılaştırıcı, ışık yayılımının yönüdür. Bu paket, ışığı PCB'ye paralel olarak yaymak için özel olarak tasarlanmıştır, dikey alanın sınırlı olduğu veya bir yan yüzeyin aydınlatılmasının gerektiği tasarım zorluklarını çözer.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

10.1 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)gördüğümüz rengi en iyi temsil eden, insan renk algısına (CIE şeması) dayalı hesaplanmış bir değerdir. Bu turuncu LED gibi monokromatik LED'ler için genellikle yakındır ancak aynı değildir.

10.2 Bu LED'i 20 mA'de sürekli olarak sürebilir miyim?

Evet. Mutlak maksimum sürekli ileri akım 30 mA'dir. 20 mA'de çalıştırmak spesifikasyonlar dahilindedir. Gerekli akım sınırlayıcı direnç değerini 20 mA'deki ileri gerilime göre (5 mA'dekinden biraz daha yüksek olabilir) yeniden hesaplamayı unutmayın.

10.3 Neden sabit akım sürücü önerilir?

Bir LED'in ileri gerilimi negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir ve birimden birime değişebilir. Seri dirençli sabit gerilim kaynağı temel akım sınırlaması sağlar, ancak akım sıcaklıkla yine de kayabilir. Sabit akım kaynağı, VF değişimlerinden bağımsız olarak kararlı ışık çıkışı sağlar ve LED'i aşırı akım koşullarından korur.

10.4 Sipariş verirken sınıf kodunu nasıl yorumlamalıyım?

Sınıf kodu (örn., L, M, N, P), 5 mA'de garanti edilen ışık şiddeti aralığını belirtir. Düzgün parlaklık gerektiren uygulamalar için, aynı sınıf kodundan LED'leri belirtin ve kullanın. Daha az kritik uygulamalar için karışık kullanım kabul edilebilir olabilir.

11. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Senaryo: Bir Tıbbi Cihaz Paneli Üzerindeki Kabartmalı Dokunsal Düğmenin Arka Aydınlatması.Düğme kapağı opak ve yarı saydam bir ikona sahiptir ve PCB'nin 2mm üzerinde oturur. Üstten ışık veren bir LED yukarı doğru ışık vererek ışığı boşa harcar. Düğmeye bitişik monte edilen bir yandan ışık veren LED, 130 derecelik ışınını yanal olarak düğme kapağının kenarına yönlendirerek ikonu içeriden verimli bir şekilde aydınlatabilir. Geniş görüş açısı, ikon boyunca eşit aydınlatma sağlar. Turuncu renk, net bir "bekleme" veya "uyarı" göstergesi sağlar. SMD paketi, tıbbi ekipmanlar için gerekli otomatik üretim ve temizleme süreçleriyle uyumlu, kompakt ve alçak profilli montaja olanak tanır.

12. Teknoloji Prensibi Tanıtımı

Bu LED, bir alt tabaka üzerinde epitaksiyel olarak büyütülmüş Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken malzemesine dayanır. İleri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir ve burada yeniden birleşerek foton (ışık) şeklinde enerji açığa çıkarırlar. Kristal kafesteki alüminyum, indiyum ve galyumun özel oranı, bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tanımlar—bu durumda turuncu (~605-611 nm). "Ultra parlak" karakteristiği, gelişmiş çip tasarımı ve yarı iletken malzemeden pakete verimli ışık çıkarma yoluyla elde edilir. Yandan ışık veren etki, üstten ışık yayan çipten gelen ışığı paketin yanından dışarı yönlendirmek için iç yansıma ve kırılma kullanan özel kalıplanmış lens geometrisi ile oluşturulur.

13. Endüstri Trendleri ve Gelişmeler

Gösterge ve sinyal LED'lerinde trend, daha yüksek verimlilik, daha küçük paketler ve daha büyük güvenilirliğe doğru devam etmektedir. AlInGaP teknolojisi olgunlaşmıştır ancak vat başına lümen çıkışında artan iyileştirmeler görmeye devam etmektedir. Ayrıca, tam renkli ekranlar veya otomotiv kümeleri gibi renk tutarlılığı gerektiren uygulamalar için hassas renk sınıflandırması ve daha sıkı toleranslara artan bir vurgu vardır. Yandan ışık veren ve dik açılı paketlerin benimsenmesi, elektroniklerin küçülmesiyle birlikte artmaktadır ve bu da alan kısıtlı tasarımlarda yenilikçi arka aydınlatma ve durum göstergesi çözümlerine olanak tanır. Ayrıca, gömülü denetleyicilerle entegrasyon (akıllı LED'ler) ve yüksek sıcaklık lehimleme süreçleriyle geliştirilmiş uyumluluk, gelişmiş otomotiv ve endüstriyel uygulamaların taleplerini karşılamak için devam eden gelişim alanlarıdır.