SMD LED 0201 Mavi Veri Sayfası - Boyutlar 0.6x0.3x0.25mm - Gerilim 2.4-3.3V - Güç 99mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, 0201 paket formatında bir mini Yüzey Montaj Cihazı (SMD) Işık Yayan Diyot (LED) için özellikleri detaylandırmaktadır. Cihaz, otomatik baskılı devre kartı (PCB) montajı için tasarlanmış olup, alan kısıtlı uygulamalar için idealdir. Geniş bir görüş açısı sunan, su berraklığında merceğe sahip mavi ışık üretmek için InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) yarı iletken malzemesini kullanır ve çeşitli gösterge ve arka aydınlatma amaçlarına uygundur.

1.1 Özellikler

• RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uyumludur.
• Otomatik al-yerleştir montajı için 7 inç çapında makaralara sarılı 12mm şerit üzerinde paketlenmiştir.
• Standartlaştırılmış EIA (Elektronik Endüstrileri Birliği) paket ayak izi.
• Standart entegre devre (IC) mantık seviyeleri ile uyumlu giriş.
• Otomatik yüzey montaj yerleştirme ekipmanları ile uyumluluk için tasarlanmıştır.
• Kızılötesi (IR) reflow lehimleme işlemlerinde kullanıma uygundur.
• JEDEC (Ortak Elektronik Cihaz Mühendisliği Konseyi) Nem Hassasiyet Seviyesi 3'e hızlandırılmak üzere ön koşullandırılmıştır.

1.2 Uygulamalar

Bu LED, güvenilir ve kompakt durum göstergesi gerektiren geniş bir elektronik ekipman yelpazesini hedeflemektedir. Tipik uygulama alanları şunlardır:

• Telekomünikasyon cihazları (örneğin, telsiz telefonlar, cep telefonları).
• Ofis otomasyon ekipmanları (örneğin, dizüstü bilgisayarlar, ağ sistemleri).
• Ev aletleri ve tüketici elektroniği.
• Endüstriyel kontrol ve izleme ekipmanları.
• Durum ve güç göstergeleri.
• Sinyal ve sembol aydınlatması.
• Ön panel ve tuş takımı arka aydınlatması.

2. Teknik Parametreler Derin Nesnel Yorumu

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Aşağıdaki parametreler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu koşullar altında çalışma garanti edilmez.

• Güç Dağılımı (Pd):99 mW. Bu, LED paketinin maksimum bağlantı sıcaklığını aşmadan ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır.
• Tepe İleri Akımı (I_FP):100 mA. Bu, aşırı ısınmayı önlemek için tipik olarak darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) belirtilen izin verilen maksimum anlık ileri akımdır.
• DC İleri Akımı (I_F):30 mA. Bu, güvenilir uzun vadeli çalışma için önerilen maksimum sürekli ileri akımdır.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı (T_opr):-40°C ila +85°C. Cihazın doğru şekilde çalışması için tasarlandığı ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı (T_stg):-40°C ila +100°C. Cihazın güç verilmediğinde depolanması için sıcaklık aralığı.

2.2 Elektriksel / Optik Karakteristikler

Bu parametreler standart ortam sıcaklığında (T_a) 25°C'de ölçülür ve cihazın tipik performansını tanımlar.

• Işık Şiddeti (I_V):I_F= 20mA'de 400 - 1040 mcd (milikandela). Bu, LED'in insan gözüne göre algılanan parlaklığını ölçer ve CIE fotopik tepki eğrisiyle eşleşecek şekilde filtrelenir. Geniş aralık, bir sınıflandırma sisteminin kullanıldığını gösterir.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):110 derece (tipik). Bu, ışık şiddetinin tepe eksenel değerinin yarısı olduğu tam açıdır. 110° açı çok geniş bir yayılım deseni sağlar.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λ_P):466 nm (tipik). Optik çıkış gücünün maksimum olduğu dalga boyu.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):I_F= 20mA'de 466 - 476 nm. Bu, LED'in çıktısının insan gözüne aynı renkte görüneceği tek renkli ışığın dalga boyunu temsil eden, CIE kromatiklik diyagramından türetilen hesaplanmış bir değerdir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):35 nm (tipik). Maksimum yoğunluğun yarısında ölçülen spektral bant genişliği (Yarım Yükseklikte Tam Genişlik - FWHM). 35nm değeri, InGaN mavi LED'lerin karakteristiğidir.
• İleri Gerilim (V_F):I_F= 20mA'de 2.4 - 3.3 V. LED'in belirtilen akımda çalışırken üzerindeki gerilim düşümü. Aralık farklı gerilim sınıflarını belirtir.
• Ters Akım (I_R):V_R= 5V'de 10 μA (maks). Ters öngerilim uygulandığında küçük sızıntı akımı. Cihaz ters çalışma için tasarlanmamıştır; bu parametre öncelikle IR test doğrulaması içindir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler, ana parametrelere göre sınıflara ayrılır. Bu, tasarımcıların renk, parlaklık ve ileri gerilim için belirli gereksinimleri karşılayan parçaları seçmesine olanak tanır.

3.1 İleri Gerilim (V_F) Sınıfı

20mA test akımında sınıflandırılır. Her sınıf için tolerans ±0.1V'dur.

• F4 Sınıfı:2.4V (Min) ila 2.7V (Maks)
• F5 Sınıfı:2.7V (Min) ila 3.0V (Maks)
• F6 Sınıfı:3.0V (Min) ila 3.3V (Maks)

3.2 Işık Şiddeti (I_V) Sınıfı

20mA test akımında sınıflandırılır. Her yoğunluk sınıfı için tolerans ±%11'dir.

• T2 Sınıfı:400.0 mcd (Min) ila 540.0 mcd (Maks)
• U1 Sınıfı:540.0 mcd (Min) ila 750.0 mcd (Maks)
• U2 Sınıfı:750.0 mcd (Min) ila 1040.0 mcd (Maks)

3.3 Renk Tonu (Baskın Dalga Boyu) Sınıfı

20mA test akımında sınıflandırılır. Her sınıf için tolerans ±1nm'dir.

• AC Sınıfı:466.0 nm (Min) ila 471.0 nm (Maks)
• AD Sınıfı:471.0 nm (Min) ila 476.0 nm (Maks)

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, değişen koşullar altında cihaz davranışını anlamak için temel olan tipik performans eğrilerine atıfta bulunur. Belirli grafikler metinde yeniden üretilmemiş olsa da, etkileri aşağıda analiz edilmiştir.

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

I-V karakteristiği doğrusal değildir, tipik bir diyot gibi. İleri gerilim (V_F) pozitif bir sıcaklık katsayısına sahiptir, yani belirli bir akım için bağlantı sıcaklığı arttıkça hafifçe azalır. Tasarımcılar, sıcaklık aralığı boyunca kararlı çalışmayı sağlamak için akım sınırlayıcı devreleri tasarlarken bunu hesaba katmalıdır.

4.2 Işık Şiddeti - İleri Akım

Işık şiddeti, güvenli çalışma alanı içinde genellikle ileri akımla orantılıdır. Ancak, çok yüksek akımlarda artan ısı üretimi (düşme etkisi) nedeniyle verim düşebilir. Önerilen 20mA veya altında çalışmak, optimum verimlilik ve uzun ömür sağlar.

4.3 Spektral Dağılım

Spektral çıkış eğrisi, yaklaşık 35nm FWHM ile 466nm tepe dalga boyu etrafında merkezlenir. Bu, mavi renk saflığını tanımlar. Sınıflandırma için kullanılan baskın dalga boyu, insan gözünün hassasiyetiyle ağırlıklandırılan bu spektrumdan hesaplanır.

4.4 Sıcaklık Karakteristikleri

LED performansı sıcaklığa bağlıdır. Işık şiddeti tipik olarak bağlantı sıcaklığı yükseldikçe azalır. Çalışma ve depolama sıcaklığı aralıkları (sırasıyla -40°C ila +85°C ve -100°C), yarı iletken malzeme ve paket bütünlüğünün korunmasını sağlar.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

Cihaz 0201 paket standardına uygundur. Ana boyutlar (milimetre cinsinden) yaklaşık 0.6mm gövde uzunluğu, 0.3mm genişlik ve 0.25mm yüksekliği içerir. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutsal toleranslar ±0.2mm'dir. Anot ve katot terminalleri, doğru PCB yönlendirmesi için açıkça belirlenmiştir.

5.2 Önerilen PCB Bağlantı Pedi

Kızılötesi veya buhar fazlı reflow lehimleme için bir lehim pedi deseni (ayak izi) sağlanmıştır. Güvenilir lehim bağlantıları, reflow sırasında uygun kendiliğinden hizalama ve LED çipinden etkili ısı dağılımı sağlamak için bu önerilen ped düzenine uymak çok önemlidir.

5.3 Şerit ve Makara Paketleme

LED'ler, 12mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Şerit, 7 inç (178mm) çapında makaralara sarılır. Standart makara miktarı makara başına 4000 adettir, kalan partiler için minimum paketleme miktarı 500 adettir. Paketleme, otomatik montaj ekipmanlarıyla uyumluluğu sağlamak için ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarını takip eder.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 IR Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz işlemler için J-STD-020B'ye uygun önerilen bir reflow profili sağlanmıştır. Ana parametreler şunlardır:

• Ön Isıtma:Maksimum 150-200°C.
• Ön Isıtma Süresi:Maksimum 120 saniye.
• Tepe Sıcaklığı:Maksimum 260°C.
• Sıvı Üstü Süre:Maksimum 10 saniye (maksimum iki reflow döngüsü için önerilir).

Optimal profil, belirli PCB tasarımına, lehim pastasına ve fırına bağlı olduğu için kritik öneme sahiptir. Sağlanan profil, JEDEC standartlarına dayalı genel bir hedef olarak hizmet eder.

6.2 El Lehimleme

El lehimlemesi gerekliyse, mini boyut nedeniyle aşırı dikkat gösterilmelidir. Öneriler şunlardır:

• Havya Sıcaklığı:Maksimum 300°C.
• Lehimleme Süresi:Bağlantı başına maksimum 3 saniye.
• Isıyı LED gövdesine değil, PCB pedine uygulayın.

6.3 Temizlik

Lehim sonrası temizlik gerekliyse, sadece belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. LED'i oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkol içinde bir dakikadan az süreyle daldırmak kabul edilebilir. Belirtilmemiş kimyasallar epoksi merceğe veya pakete zarar verebilir.

6.4 Depolama ve Nem Hassasiyeti

LED'ler nem hassastır (MSL 3).

• Kapalı Paket:≤30°C ve ≤%70 Bağıl Nem (RH) koşullarında depolayın. Paketleme tarihinden itibaren bir yıl içinde kullanın.
• Açık Paket:≤30°C ve ≤%60 RH koşullarında depolayın. Açıldıktan sonra 168 saat (7 gün) içinde IR reflow'un tamamlanması önerilir.
• Uzatılmış Depolama (Açık):Nem alıcılı kapalı bir kapta veya nitrojen desikatöründe depolayın.
• Maruziyet >168saat:LED'ler, emilen nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamayı" önlemek için lehimlemeden önce yaklaşık 60°C'de en az 48 saat pişirilmelidir.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Devreleri

Bu LED, ileri geriliminden daha yüksek bir gerilim kaynağından sürüldüğünde bir akım sınırlama mekanizması gerektirir. En basit yöntem seri bir dirençtir. Direnç değeri (R_s) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R_s= (V_besleme- V_F) / I_F. Örneğin, 5V besleme, tipik 3.0V V_F ve istenen 20mA I_F ile, R_s= (5V - 3.0V) / 0.020A = 100 Ω. Direncin güç derecesi en az I_F²* R_s.

olmalıdır.

• 7.2 Tasarım HususlarıAkım Sürüşü:_FLED'i her zaman sabit akımla veya seri dirençli bir gerilim kaynağıyla sürün. V
• 'yi aşan bir gerilim kaynağına doğrudan bağlantı, aşırı akıma ve hızlı arızaya neden olur.Termal Yönetim:
• Güç dağılımı düşük olsa da, pedlerin etrafında yeterli PCB bakır alanı sağlamak, özellikle yüksek ortam sıcaklığı ortamlarında veya daha yüksek akımlarla sürüldüğünde ısıyı dağıtmaya yardımcı olur.ESD Koruması:
• Açıkça hassas olarak belirtilmemiş olsa da, tüm yarı iletken cihazları uygun ESD (Elektrostatik Deşarj) önlemleriyle ele almak iyi bir uygulamadır.Optik Tasarım:

Geniş 110° görüş açısı, geniş görünürlük gerektiren uygulamalar için uygun kılar. Odaklanmış ışık için harici mercekler veya ışık kılavuzları gerekebilir.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu LED'in birincil farklılaştırıcı faktörleri, son derece kompakt 0201 ayak izi ve spesifik mavi renk noktasıdır (466-476nm baskın dalga boyu). Daha büyük paketlerle (örneğin, 0603, 0805) karşılaştırıldığında, 0201 PCB üzerinde önemli alan tasarrufu sağlar ve daha yüksek yoğunluklu tasarımlara olanak tanır. InGaN teknolojisi verimli mavi yayılım sağlar. Geniş görüş açısı ve berrak mercek kombinasyonu, görüş açısının kısıtlanmadığı durum göstergeleri için ideal parlak, dağınık bir ışık kaynağı ile sonuçlanır. Detaylı sınıflandırma sistemi, birden fazla LED arasında sıkı renk veya parlaklık eşleştirmesi gereken uygulamalarda hassas seçime olanak tanır.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

9.1 Tepe Dalga Boyu ile Baskın Dalga Boyu Arasındaki Fark Nedir?_PTepe Dalga Boyu (λ_d), LED'in en fazla optik güç yaydığı fiziksel dalga boyudur. Baskın Dalga Boyu (λ_d), LED'in çıktısının insan gözüne aynı renkte görüneceği tek renkli ışığın dalga boyunu temsil eden hesaplanmış bir değerdir. Bu nedenle λ

renk belirtimi ve sınıflandırma için daha alakalıdır.

9.2 Bu LED'i sürekli 30mA ile sürebilir miyim?

DC İleri Akım için Mutlak Maksimum Değer 30mA olsa da, yayınlanan optik özellikler için tipik test koşulu ve önerilen çalışma noktası 20mA'dir. 30mA'de çalışmak daha yüksek ışık çıkışı üretebilir ancak daha fazla ısı üretir, potansiyel olarak ömrü kısaltır ve rengi değiştirir. Güvenilir uzun vadeli çalışma için, devreyi 20mA veya daha az için tasarlamak tavsiye edilir.

9.3 Cihaz ters çalışma için değilse neden bir ters akım spesifikasyonu var?_RTers Akım (I

) spesifikasyonu, üretim testi (IR testi) sırasında ölçülen bir kalite kontrol parametresidir. Yarı iletken bağlantının bütünlüğünü sağlar. Uygulamada, önemli ters gerilimi engellemek için tasarlanmadığından ve hasar görebileceğinden, asla kasıtlı olarak ters gerilim uygulanmamalıdır.

9.4 Sipariş verirken sınıf kodlarını nasıl yorumlamalıyım?

Tutarlı performansa sahip LED'ler almak için, tasarım gereksinimlerinize göre İleri Gerilim (F4/F5/F6), Işık Şiddeti (T2/U1/U2) ve Baskın Dalga Boyu (AC/AD) için sınıf kodlarını belirtmelisiniz. Örneğin, orta gerilim, orta-yüksek parlaklık ve daha mavi bir ton için F5, U1, AC sınıfından parçalar belirten bir sipariş olabilir.

10. Pratik Kullanım ÖrneğiSenaryo: Kompakt giyilebilir cihaz durum göstergesi tasarlama._FCihazın alanı sınırlı küçük bir PCB'si var. Mavi bir açık göstergesi gerekiyor. 0201 LED, minimum ayak izi için seçilir. Tasarım, LED'i kontrol etmek için 3.3V mikrodenetleyici GPIO pini kullanır. En kötü durum V_F ile bile yeterli akım sağlamak için seçilen gerilim sınıfının maksimum V_s'si (örneğin, F6 sınıfı maks 3.3V) kullanılarak bir seri direnç hesaplanır: R_F= (3.3V - 3.3V) / 0.020A = 0 Ω. Bu mümkün değildir. Bu nedenle, daha düşük V_F sınıfı (F4 veya F5) seçilmeli veya besleme gerilimi artırılmalıdır. F5 sınıfını (maks V_s=3.0V) seçmek ve 3.6V sağlamak için küçük bir yükseltici dönüştürücü eklemek, R

= (3.6V - 3.0V) / 0.020A = 30 Ω sağlar. PCB düzeni, LED pedlerinde ısı emici için mütevazı bakır alanlar sağlar. LED, 12mm şerit makarasından otomatik al-yerleştir kullanılarak kart üzerine yerleştirilir.

11. Prensip Tanıtımı

Bu LED bir yarı iletken fotonik cihazdır. İndiyum Galyum Nitrür (InGaN) heteroeklem yapısına dayanır. İleri öngerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler sırasıyla n-tipi ve p-tipi yarı iletken katmanlardan aktif bölgeye enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları radyatif olarak yeniden birleşir ve enerjiyi foton formunda serbest bırakır. InGaN alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler, bu da yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler—bu durumda mavi. Su berraklığındaki epoksi mercek, yarı iletken çipi kapsüller, mekanik koruma sağlar ve belirtilen 110 derecelik görüş açısını elde etmek için ışık çıkış desenini şekillendirir.

12. Gelişim Trendleri