İçindekiler
- 1. Ürün Genel Bakışı
- 1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar
- 1.2 Temel Özellikler
- 2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorumlama
- 2.1 Mutlak Maksimum Değerler
- 2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler
- 3. Sınıflandırma (Binning) Sistemi Açıklaması
- 3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması
- 4. Performans Eğrisi Analizi
- 4.1 İleri Akım - İleri Gerilim (I-V Eğrisi)
- 4.2 Işık Şiddeti - İleri Akım İlişkisi
- 4.3 Spektral Dağılım
- 5. Mekanik ve Paket Bilgileri
- 5.1 Paket Boyutları ve Bacak Ataması
- 5.2 Önerilen PCB Yüzey Montaj Padi
- 6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu
- 6.1 IR Reflow Lehimleme Profili
- 6.2 Depolama ve Kullanım Uyarıları
- 6.3 Temizleme
- 7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri
- 7.1 Şerit ve Makara Özellikleri
- 8. Uygulama Önerileri
- 8.1 Tipik Uygulama Senaryoları
- 8.2 Tasarım Hususları
- 9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma
- 10. Teknik Parametrelere Dayalı Sıkça Sorulan Sorular
- 10.1 Bu LED'i sürekli olarak 30mA'de sürebilir miyim?
- 10.2 Işık şiddeti ve ileri gerilim için neden bir aralık var?
- 10.3 İki rengi bağımsız olarak nasıl kontrol ederim?
- 11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği
- 12. Çalışma Prensibi Tanıtımı
- 13. Gelişim Trendleri
1. Ürün Genel Bakışı
Bu belge, otomatik baskılı devre kartı (PCB) montajı için tasarlanmış bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'in teknik özelliklerini detaylandırır. Bileşen, minyatür boyutuyla karakterize edilir ve bu da onu geniş bir elektronik ekipman yelpazesindeki alan kısıtlı uygulamalar için uygun kılar.
1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar
Bu LED'in birincil avantajları arasında çevre düzenlemelerine uyumluluğu, standart otomatik üretim süreçleriyle uyumluluğu ve taşıma ve depolama için sağlam paketlemesi yer alır. Özellikle telekomünikasyon cihazlarına, ofis otomasyon ekipmanlarına, ev aletlerine ve endüstriyel kontrol sistemlerine entegrasyon için tasarlanmıştır. Birincil işlevleri durum göstergesi, sinyal ve sembol aydınlatması ile ön panel arka aydınlatmasıdır.
1.2 Temel Özellikler
- Zararlı Maddelerin Kısıtlanması (RoHS) direktiflerine uygundur.
- Yüksek hızlı pick-and-place montajını kolaylaştırmak için 7 inç çapında makaralara sarılı 8mm şerit üzerinde paketlenmiştir.
- Standart EIA paket ayak izi, endüstri standardı PCB düzenleriyle uyumluluğu sağlar.
- Entegre devre (IC) uyumlu sürücü karakteristikleri.
- Otomatik yerleştirme ekipmanlarıyla tam uyumludur.
- Endüstri profillerine uygun kızılötesi (IR) reflow lehimleme süreçlerine dayanıklıdır.
- JEDEC Nem Duyarlılık Seviyesi 3'e göre ön koşullandırılmıştır; bu, torba açıldıktan sonra <30°C/%60 RH koşullarında 168 saatlik raf ömrü anlamına gelir.
2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorumlama
Aşağıdaki bölümler, sağlanan verilere dayanarak LED'in elektriksel, optik ve termal karakteristiklerinin detaylı bir analizini sunar.
2.1 Mutlak Maksimum Değerler
Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini tanımlar. Güvenilir bir tasarım için bu limitlerde veya yakınında çalıştırılması önerilmez.
- Güç Dağılımı (Pd):Hem turuncu hem de yeşil çip için maksimum 72 mW. Bu parametre, ileri akım ve gerilimin kombinasyonunu sınırlar.
- Tepe İleri Akımı (IFP):80 mA, yalnızca palslı koşullar altında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms pals genişliği) izin verilir. Bu, çoklama veya kısa sinyal patlamaları için geçerlidir.
- Sürekli İleri Akım (IF):30 mA DC. Bu, kararlı durum çalışması için önerilen maksimum akımdır.
- Ters Gerilim (VR):Maksimum 5 V. Bunun aşılması eklem bozulmasına neden olabilir.
- Çalışma & Depolama Sıcaklığı:Çalışma için -40°C ila +85°C ve depolama için -40°C ila +100°C. Bu aralıklar ticari sınıf bileşenler için tipiktir.
2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler
Bunlar, standart test koşullarında (Ta=25°C, IF=20mA) ölçülen tipik performans parametreleridir.
- Işık Şiddeti (IV):Turuncu: 140-450 mcd (millikandela). Yeşil: 71-224 mcd. Fotopik (insan gözü) tepkisini yaklaşık olarak temsil eden bir filtre ile ölçülmüştür. Geniş aralık, bir sınıflandırma sisteminin kullanıldığını gösterir (Bkz. Bölüm 3).
- Görüş Açısı (2θ1/2):120 derece (tipik). Dağınık lens tarafından sağlanan bu geniş açı, dar bir ışın demeti yerine geniş ve eşit bir aydınlatma deseni sağlar.
- Tepe Dalga Boyu (λP):Turuncu: 611 nm. Yeşil: 574 nm. Bu, yayılan optik gücün en yüksek olduğu dalga boyudur.
- Baskın Dalga Boyu (λd):Turuncu: 605 nm. Yeşil: 571 nm. Bu, insan gözü tarafından algılanan tek dalga boyudur ve CIE renklilik diyagramındaki renk noktasını tanımlar.
- Spektral Bant Genişliği (Δλ):Turuncu: 17 nm. Yeşil: 15 nm. Bu, ışığın spektral saflığını gösterir; daha dar bir bant genişliği daha doygun bir renk anlamına gelir.
- İleri Gerilim (VF):20mA'de her iki renk için 1.8 V ila 2.4 V. Tasarımcılar, seri akım sınırlayıcı dirençleri hesaplarken bu gerilim düşümünü hesaba katmalıdır.
- Ters Akım (IR):VR=5V'de maksimum 10 μA. Düşük bir değer, iyi eklem kalitesini gösterir.
3. Sınıflandırma (Binning) Sistemi Açıklaması
Üretimde tutarlı parlaklık sağlamak için LED'ler ışık şiddetlerine göre sınıflandırılır (binning). Her sınıf içindeki tolerans +/-%11'dir.
3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması
Turuncu LED Sınıfları:R2 (140-180 mcd), S1 (180-224 mcd), S2 (224-280 mcd), T1 (280-355 mcd), T2 (355-450 mcd).
Yeşil LED Sınıfları:Q1 (71-90 mcd), Q2 (90-112 mcd), R1 (112-140 mcd), R2 (140-180 mcd), S1 (180-224 mcd).
Bu sistem, tasarımcıların uygulamaları için uygun parlaklık sınıfını seçerek maliyet ve performansı dengelemesine olanak tanır.
4. Performans Eğrisi Analizi
Veri sayfasında belirli grafiklere atıfta bulunulsa da, bunların çıkarımları tasarım için kritik öneme sahiptir.
4.1 İleri Akım - İleri Gerilim (I-V Eğrisi)
I-V karakteristiği, bir diyot için tipik olan doğrusal değildir. İleri gerilim negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir, yani VFeklem sıcaklığı arttıkça hafifçe azalır. Bu, sabit akım sürücü tasarımlarında dikkate alınmalıdır.
4.2 Işık Şiddeti - İleri Akım İlişkisi
Işık şiddeti, önerilen çalışma aralığı içinde ileri akımla yaklaşık olarak orantılıdır. Ancak, verimlilik (watt başına lümen) çok yüksek akımlarda artan ısı nedeniyle azalabilir.
4.3 Spektral Dağılım
Atıfta bulunulan spektral dağılım eğrileri, AlInGaP teknolojisinin karakteristik dar emisyon tepe noktalarını, belirtilen tepe dalga boyları etrafında merkezlenmiş şekilde göstererek renk saflığını doğrular.
5. Mekanik ve Paket Bilgileri
5.1 Paket Boyutları ve Bacak Ataması
LED, standart bir SMD ayak izi kullanır. Kritik boyutlar gövde boyutu ve bacak aralığını içerir. Tüm boyutlar milimetre cinsindendir ve tipik tolerans ±0.2 mm'dir. Bacak ataması net bir şekilde tanımlanmıştır: Bacak 1 ve 2 yeşil LED çipi içindir, bacak 3 ve 4 ise turuncu LED çipi içindir. Bu çift çipli, 4 bacaklı konfigürasyon, iki rengin bağımsız kontrolüne olanak tanır.
5.2 Önerilen PCB Yüzey Montaj Padi
Uygun lehim bağlantısı oluşumunu ve mekanik stabiliteyi sağlamak için bir lehim padi diyagramı sağlanmıştır. Bu öneriye uymak, reflow sırasında güvenilir lehim bağlantıları elde etmek ve "mezar taşı" efekti veya yanlış hizalamayı önlemek için çok önemlidir.
6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu
6.1 IR Reflow Lehimleme Profili
Kurşunsuz işlemler için J-STD-020B'ye uygun önerilen bir reflow profili sağlanmıştır. Ana parametreler arasında bir ön ısıtma bölgesi (150-200°C, maksimum 120 sn), paket gövdesinin 260°C'yi aşmayan bir tepe sıcaklığı ve LED paketine veya epoksi lense termal hasar vermeden uygun lehim bağlantısı oluşumunu sağlamak için sınırlandırılmış bir sıvılaşma üstü süresi (TAL) yer alır.
6.2 Depolama ve Kullanım Uyarıları
- Depolama (Kapalı Torba):≤30°C ve ≤%70 RH. Bir yıl içinde kullanın.
- Depolama (Açıldıktan Sonra):≤30°C ve ≤%60 RH. IR reflow işlemini 168 saat (1 hafta) içinde tamamlayın.
- Uzatılmış Depolama (Açık):Nem alıcılı kapalı bir kapta veya nitrojen atmosferinde saklayın.
- Kurutma (Baking):168 saatten fazla açıkta kaldıysa, lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamış mısır" etkisini önlemek için en az 48 saat 60°C'de kurutun.
6.3 Temizleme
Yalnızca belirtilen temizleme ajanları kullanılmalıdır. İzopropil alkol veya etil alkol önerilir. Paket malzemelerine zarar vermemek için daldırma normal sıcaklıkta ve bir dakikadan az süreyle yapılmalıdır.
7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri
7.1 Şerit ve Makara Özellikleri
Bileşenler, 7 inç (178mm) çapındaki makaralara sarılmış, 8mm genişliğinde, kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Standart makara miktarı 2000 adettir. Kalan siparişler için minimum paketleme miktarı 500 adettir. Paketleme, ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uygundur.
8. Uygulama Önerileri
8.1 Tipik Uygulama Senaryoları
- Durum Göstergeleri:Açık/kapalı, ağ aktivitesi, pil şarjı, sistem hazır.
- Arka Aydınlatma:Ön panellerdeki tuş takımlarının, ikonların veya sembollerin aydınlatılması.
- Sinyal Işıkları:Basit renk kodlu mesajlar (örneğin, yeşil = Tamam, turuncu = uyarı).
8.2 Tasarım Hususları
- Akım Sınırlama:İleri akımı ayarlamak için her zaman bir seri direnç veya sabit akım sürücüsü kullanın. Direnç değerini R = (Vkaynak- VF) / IF.
- formülü kullanarak hesaplayın.Termal Yönetim:
- Güç dağılımı düşük olsa da, yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum akımda çalışırken eklem sıcaklığını limitler içinde tutmak için yeterli PCB bakır alanı veya termal viyalar sağlayın.ESD Koruması:
Taşıma ve montaj sırasında standart ESD önlemlerine uyulmalıdır.
9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma
Bu LED'in temel farklılaştırıcıları, AlInGaP yarı iletken malzemesini ve dağınık bir lens kullanmasıdır. AlInGaP teknolojisi, tipik olarak GaAsP gibi eski teknolojilere kıyasla kehribar/turuncu/kırmızı renkler için daha yüksek ışık verimliliği ve daha iyi sıcaklık stabilitesi sunar. Dağınık lens, yönlendirilmiş ışık için kullanılan dar açılı bir LED'in aksine, LED'in çeşitli açılardan görülebileceği uygulamalar için avantajlı olan çok geniş (120°) ve düzgün bir görüş açısı sağlar.
10. Teknik Parametrelere Dayalı Sıkça Sorulan Sorular
10.1 Bu LED'i sürekli olarak 30mA'de sürebilir miyim?
Evet, 30mA maksimum derecelendirilmiş sürekli DC ileri akımdır. Optimum ömür ve kararlı performans için, genellikle 20mA (test koşulu) gibi daha düşük bir akımda çalıştırılması önerilir.
10.2 Işık şiddeti ve ileri gerilim için neden bir aralık var?
Üretim varyasyonları bu parametrelerde doğal bir dağılıma neden olur. Sınıflandırma sistemi (Bölüm 3) LED'leri şiddete göre sıralar. İleri gerilimin, belirli bir akımdaki tipik değerden +/- 0.1V'luk belirtilmiş bir toleransı vardır. Devre tasarımları bu aralıkları karşılamalıdır.
10.3 İki rengi bağımsız olarak nasıl kontrol ederim?
LED, bağımsız anot/katot bağlantılarına sahip iki ayrı yarı iletken çipe (biri yeşil, biri turuncu) sahiptir (yeşil için bacak 1-2, turuncu için 3-4). Bunları ayrı ayrı kontrol etmek için iki ayrı sürücü devresine (örneğin, farklı mikrodenetleyici GPIO pinlerine bağlı iki akım sınırlayıcı direnç) ihtiyacınız vardır.
11. Pratik Tasarım ve Kullanım ÖrneğiÖrnek: Bir Ağ Cihazı için Çift Durum Göstergesi.FBir tasarımcının "Bağlı" (yeşil) ve "Veri Aktarımı" (turuncu) durumlarını göstermek için tek bir bileşene ihtiyacı vardır. Bu LED idealdir. Bağlantı kurulduğunda, yeşil çip bağlantı kurulan bir GPIO pinine bağlanır. Turuncu çip, veri aktivitesiyle senkronize olarak palslanan (örneğin, 80mA tepe akım derecesi kullanılarak) başka bir GPIO pinine bağlanır. Geniş görüş açısı, durumun cihazın önündeki herhangi bir yerden görülebilmesini sağlar. Tasarımcı, yeterli ancak dengeli bir parlaklık sağlamak için yeşil için R2 sınıfını ve turuncu için S1 sınıfını seçer ve 2.1V tipik V
ve 3.3V sistem kaynağına dayanarak hesaplanan uygun seri dirençlerle 20mA sürücü akımları kullanır.
12. Çalışma Prensibi Tanıtımı
Bu LED, Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken teknolojisine dayanır. P-n eklemine ileri bir gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler yeniden birleşerek enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakır. AlInGaP alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini ve dolayısıyla yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler - bu durumda yeşil ve turuncu. Dağınık lens, yayılan ışığın yönünü rastgele hale getiren saçılma parçacıkları içeren epoksi reçineden yapılmıştır ve geniş, Lambert benzeri bir yayılım deseni oluşturur.
13. Gelişim Trendleri
LED Spesifikasyon Terminolojisi
LED teknik terimlerinin tam açıklaması
Fotoelektrik Performans
| Terim | Birim/Temsil | Basit Açıklama | Neden Önemli |
|---|---|---|---|
| Işık Verimliliği | lm/W (watt başına lümen) | Watt elektrik başına ışık çıkışı, daha yüksek daha enerji verimli anlamına gelir. | Doğrudan enerji verimliliği sınıfını ve elektrik maliyetini belirler. |
| Işık Akısı | lm (lümen) | Kaynak tarafından yayılan toplam ışık, yaygın olarak "parlaklık" denir. | Işığın yeterince parlak olup olmadığını belirler. |
| Görüş Açısı | ° (derece), örn., 120° | Işık şiddetinin yarıya düştüğü açı, ışın genişliğini belirler. | Aydınlatma aralığını ve düzgünlüğünü etkiler. |
| Renk Sıcaklığı | K (Kelvin), örn., 2700K/6500K | Işığın sıcaklığı/soğukluğu, düşük değerler sarımsı/sıcak, yüksek beyazımsı/soğuk. | Aydınlatma atmosferini ve uygun senaryoları belirler. |
| Renk Geri Verim İndeksi | Birimsiz, 0–100 | Nesne renklerini doğru şekilde yansıtma yeteneği, Ra≥80 iyidir. | Renk gerçekliğini etkiler, alışveriş merkezleri, müzeler gibi yüksek talep gören yerlerde kullanılır. |
| Renk Toleransı | MacAdam elips adımları, örn., "5-adım" | Renk tutarlılık ölçüsü, daha küçük adımlar daha tutarlı renk anlamına gelir. | Aynı LED partisi boyunca düzgün renk sağlar. |
| Baskın Dalga Boyu | nm (nanometre), örn., 620nm (kırmızı) | Renkli LED'lerin rengine karşılık gelen dalga boyu. | Kırmızı, sarı, yeşil tek renkli LED'lerin tonunu belirler. |
| Spektral Dağılım | Dalga boyu vs şiddet eğrisi | Dalga boyları boyunca şiddet dağılımını gösterir. | Renk geri verimini ve renk kalitesini etkiler. |
Elektrik Parametreleri
| Terim | Sembol | Basit Açıklama | Tasarım Hususları |
|---|---|---|---|
| İleri Yönlü Gerilim | Vf | LED'i açmak için minimum gerilim, "başlangıç eşiği" gibi. | Sürücü gerilimi ≥Vf olmalıdır, seri LED'ler için gerilimler toplanır. |
| İleri Yönlü Akım | If | Normal LED çalışması için akım değeri. | Genellikle sabit akım sürüşü, akım parlaklık ve ömrü belirler. |
| Maksimum Darbe Akımı | Ifp | Kısa süreler için tolere edilebilen tepe akım, karartma veya flaş için kullanılır. | Darbe genişliği ve görev döngüsü hasarı önlemek için sıkı kontrol edilmelidir. |
| Ters Gerilim | Vr | LED'in dayanabileceği maksimum ters gerilim, ötesinde çökme neden olabilir. | Devre ters bağlantı veya gerilim dalgalanmalarını önlemelidir. |
| Termal Direnç | Rth (°C/W) | Çipten lehime ısı transferine direnç, düşük daha iyidir. | Yüksek termal direnç daha güçlü ısı dağıtımı gerektirir. |
| ESD Bağışıklığı | V (HBM), örn., 1000V | Elektrostatik deşarja dayanma yeteneği, daha yüksek daha az savunmasız anlamına gelir. | Üretimde anti-statik önlemler gerekir, özellikle hassas LED'ler için. |
Termal Yönetim ve Güvenilirlik
| Terim | Ana Metrik | Basit Açıklama | Etki |
|---|---|---|---|
| Kavşak Sıcaklığı | Tj (°C) | LED çip içindeki gerçek çalışma sıcaklığı. | Her 10°C azalma ömrü ikiye katlayabilir; çok yüksek ışık bozulması, renk kaymasına neden olur. |
| Lümen Değer Kaybı | L70 / L80 (saat) | Parlaklığın başlangıç değerinin %70 veya %80'ine düşme süresi. | LED'in "hizmet ömrünü" doğrudan tanımlar. |
| Lümen Bakımı | % (örn., %70) | Zamandan sonra tutulan parlaklık yüzdesi. | Uzun süreli kullanım üzerine parlaklık tutma yeteneğini gösterir. |
| Renk Kayması | Δu′v′ veya MacAdam elips | Kullanım sırasında renk değişim derecesi. | Aydınlatma sahnelerinde renk tutarlılığını etkiler. |
| Termal Yaşlanma | Malzeme bozulması | Uzun süreli yüksek sıcaklık nedeniyle bozulma. | Parlaklık düşüşü, renk değişimi veya açık devre arızasına neden olabilir. |
Ambalaj ve Malzemeler
| Terim | Yaygın Tipler | Basit Açıklama | Özellikler ve Uygulamalar |
|---|---|---|---|
| Paket Tipi | EMC, PPA, Seramik | Çipi koruyan muhafaza malzemesi, optik/termal arayüz sağlar. | EMC: iyi ısı direnci, düşük maliyet; Seramik: daha iyi ısı dağılımı, daha uzun ömür. |
| Çip Yapısı | Ön, Flip Çip | Çip elektrot düzeni. | Flip çip: daha iyi ısı dağılımı, daha yüksek verimlilik, yüksek güç için. |
| Fosfor Kaplama | YAG, Silikat, Nitrür | Mavi çipi kaplar, bir kısmını sarı/kırmızıya dönüştürür, beyaza karıştırır. | Farklı fosforlar verimliliği, CCT'yi ve CRI'yı etkiler. |
| Lens/Optik | Düz, Mikrolens, TIR | Işık dağılımını kontrol eden yüzeydeki optik yapı. | Görüş açısını ve ışık dağılım eğrisini belirler. |
Kalite Kontrol ve Sınıflandırma
| Terim | Sınıflandırma İçeriği | Basit Açıklama | Amaç |
|---|---|---|---|
| Işık Akısı Sınıfı | Kod örn. 2G, 2H | Parlaklığa göre gruplandırılmış, her grubun min/maks lümen değerleri var. | Aynı partide düzgün parlaklık sağlar. |
| Gerilim Sınıfı | Kod örn. 6W, 6X | İleri yönlü gerilim aralığına göre gruplandırılmış. | Sürücü eşleştirmeyi kolaylaştırır, sistem verimliliğini artırır. |
| Renk Sınıfı | 5-adım MacAdam elips | Renk koordinatlarına göre gruplandırılmış, sıkı aralık sağlayarak. | Renk tutarlılığını garanti eder, armatür içinde düzensiz renkten kaçınır. |
| CCT Sınıfı | 2700K, 3000K vb. | CCT'ye göre gruplandırılmış, her birinin karşılık gelen koordinat aralığı var. | Farklı sahne CCT gereksinimlerini karşılar. |
Test ve Sertifikasyon
| Terim | Standart/Test | Basit Açıklama | Önem |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lümen bakım testi | Sabit sıcaklıkta uzun süreli aydınlatma, parlaklık bozulmasını kaydeder. | LED ömrünü tahmin etmek için kullanılır (TM-21 ile). |
| TM-21 | Ömür tahmin standardı | LM-80 verilerine dayanarak gerçek koşullar altında ömrü tahmin eder. | Bilimsel ömür tahmini sağlar. |
| IESNA | Aydınlatma Mühendisliği Topluluğu | Optik, elektrik, termal test yöntemlerini kapsar. | Endüstri tarafından tanınan test temeli. |
| RoHS / REACH | Çevresel sertifikasyon | Zararlı maddeler (kurşun, cıva) olmadığını garanti eder. | Uluslararası pazara erişim gereksinimi. |
| ENERGY STAR / DLC | Enerji verimliliği sertifikasyonu | Aydınlatma ürünleri için enerji verimliliği ve performans sertifikasyonu. | Devlet alımlarında, sübvansiyon programlarında kullanılır, rekabet gücünü artırır. |