SMD LED 0603 Mavi Teknik Veri Sayfası - Boyutlar 1.6x0.8x0.6mm - Gerilim 2.8-3.8V - Güç 76mW

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, 0603 paket boyutunda bir yüzey montaj cihazı (SMD) ışık yayan diyot (LED) için eksiksiz teknik özellikleri sağlar. Cihaz, su berraklığında bir lense sahiptir ve mavi ışık yaymak için InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) yarı iletken yapısını kullanır. Otomatik montaj süreçleri için tasarlanmıştır ve çeşitli reflow lehimleme teknikleriyle uyumludur, bu da onu yüksek hacimli elektronik üretimi için uygun kılar.

1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar

LED, modern elektronik uygulamalarda kullanılabilirliğini ve güvenilirliğini artıran birkaç temel özellik ile karakterize edilir. RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uyumludur ve bu da onu çevre dostu bir ürün olarak sınıflandırır. Bileşenler, endüstri standardı 8mm şerit üzerinde 7 inç çapında makaralarda tedarik edilir, bu da otomatik pick-and-place ekipmanlarıyla uyumluluğu kolaylaştırır. Bu paketleme standardı, verimli işlemeyi sağlar ve montaj sürecinde hasar riskini azaltır. Cihaz ayrıca, kurşunsuz (Pb-free) montaj hatlarında yaygın olan kızılötesi (IR) ve buhar fazlı reflow lehimleme süreçlerinin termal profillerine dayanacak şekilde tasarlanmıştır. Paketi EIA (Elektronik Endüstrileri Birliği) standartlarına uygundur ve elektriksel özellikleri standart entegre devre (IC) sürücü seviyeleriyle uyumludur.

1.2 Hedef Uygulamalar ve Pazar

Bu mavi SMD LED, geniş bir yelpazedeki sıradan elektronik ekipmanlarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Tipik uygulamalar arasında durum göstergeleri, küçük ekranlar için arka aydınlatma, panel aydınlatması ve tüketici elektroniği, ofis otomasyon ekipmanları, iletişim cihazları ve ev aletlerinde dekoratif aydınlatma yer alır. Küçük form faktörü ve güvenilirliği, kompakt ve verimli aydınlatma çözümleri arayan tasarımcılar için çok yönlü bir bileşen haline getirir. Bu LED'in, arızanın hayatı veya sağlığı tehlikeye atabileceği havacılık, tıbbi yaşam destek sistemleri veya güvenlik açısından kritik ulaşım kontrolleri gibi olağanüstü güvenilirlik gerektiren uygulamalar için özel olarak derecelendirilmediğini belirtmek önemlidir. Bu tür uygulamalar için üretici ile özel ürünler konusunda istişare yapılması gereklidir.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorumlama

Başarılı bir devre tasarımı ve güvenilir çalışma için elektriksel ve optik parametrelerin kapsamlı bir şekilde anlaşılması çok önemlidir.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. LED'in bu değerleri aşan koşullar altında çalıştırılması önerilmez. Mutlak maksimum değerler, 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir.

• Güç Dağılımı (Pd):76 mW. Bu, LED paketinin ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır.
• Tepe İleri Akımı (I_F(tepe)):100 mA. Bu akım yalnızca 1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliği ile darbe koşullarında uygulanabilir. DC çalışmada bu değerin aşılması hasara neden olacaktır.
• DC İleri Akımı (I_F):20 mA. Bu, normal çalışma için önerilen sürekli ileri akımdır.
• Değer Düşürme:İzin verilen maksimum DC ileri akım, 50°C üzerindeki ortam sıcaklıklarında °C başına 0.25 mA oranında doğrusal olarak azalır. Bu, termal yönetim için kritik öneme sahiptir.
• Ters Gerilim (V_R):5 V. Bundan daha yüksek bir ters gerilim uygulamak LED eklemine zarar verebilir. Veri sayfası, ters gerilim çalışmasının sürekli olamayacağını açıkça belirtmektedir.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-20°C ila +80°C. Cihazın bu ortam sıcaklığı aralığında çalışacağı garanti edilir.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-30°C ila +100°C.
• Lehimleme Koşulları:LED, 260°C'de 5 saniye dalga lehimlemeye, 260°C'de 5 saniye IR reflow'a ve 215°C'de 3 dakika buhar fazlı reflow'a dayanabilir.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Bunlar, aksi belirtilmedikçe Ta=25°C ve I_F=20mA'de ölçülen tipik performans parametreleridir.

• Işık Şiddeti (I_V):28.0 ila 180.0 mcd (milikandela). Geniş aralık, cihazın farklı parlaklık sınıflarında (Bkz. Bölüm 3) mevcut olduğunu gösterir. Ölçüm, CIE fotopik göz tepki eğrisine yaklaşan bir filtre ile yapılır.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):130 derece. Bu, ışık şiddetinin merkez eksende (0°) ölçülen şiddetin yarısı olduğu tam açıdır. Geniş bir görüş açısı, su berraklığında, dağıtılmamış lense sahip LED'ler için tipiktir.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λ_P):468 nm. Bu, spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):465.0 ila 475.0 nm. Bu, ışığın rengini tanımlayan ve CIE kromatiklik diyagramından türetilen, insan gözü tarafından algılanan tek dalga boyudur.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):25 nm. Bu, spektral bant genişliğini gösterir; daha küçük bir değer daha monokromatik bir ışık kaynağını gösterirdi.
• İleri Gerilim (V_F):2.80 ila 3.80 V. LED'in 20mA'de sürüldüğünde üzerindeki gerilim düşümü. Bu parametre de sınıflandırılmıştır (Bkz. Bölüm 3).
• Ters Akım (I_R):10 μA (maks.). 5V ters gerilim uygulandığında oluşan kaçak akım.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler, temel parametrelere göre sınıflara ayrılır. Bu, tasarımcıların uygulamalarında renk ve parlaklık düzgünlüğü için belirli gereksinimleri karşılayan parçaları seçmelerine olanak tanır.

3.1 İleri Gerilim Sınıflandırması

LED'ler, 20mA'deki ileri gerilimlerine (V_F) göre kategorize edilir. Sınıf kodları (D7'den D11'e), her sınıf içinde ±0.1V toleransı olan gerilim aralıklarını temsil eder. Örneğin, D8 sınıfı, V_Fdeğeri 3.00V ile 3.20V arasında olan LED'leri içerir. Aynı gerilim sınıfından LED'ler seçmek, birden fazla LED paralel bağlandığında daha düzgün akım paylaşımı elde etmeye yardımcı olabilir.

3.2 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Bu, parlaklık tutarlılığı için kritik bir sınıftır. Sınıflar (N, P, Q, R), minimum ve maksimum ışık şiddeti değerlerini tanımlar ve her biri ±%15 toleransa sahiptir. N sınıfı 28.0-45.0 mcd'yi kapsarken, R sınıfı en yüksek parlaklık aralığı olan 112.0-180.0 mcd'yi kapsar. Düzgün algılanan parlaklığın önemli olduğu uygulamalarda aynı ışık şiddeti sınıfından LED'ler kullanmak esastır.

3.3 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Bu sınıflandırma, renk tutarlılığını sağlar. İki sınıf, AC (465.0-470.0 nm) ve AD (470.0-475.0 nm), ±1 nm gibi sıkı bir toleransa sahiptir. AC sınıfı biraz daha kısa, daha saf maviyi temsil ederken, AD sınıfı biraz daha uzun, hafif yeşilimsi mavidir. Tutarlı dalga boyu seçimi, renk açısından kritik gösterge uygulamaları veya renkleri karıştırırken anahtardır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası tipik karakteristik eğrilere atıfta bulunsa da, sağlanan veriler performans eğilimlerinin analizine olanak tanır.

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

20mA'de belirtilen V_Faralığı 2.8-3.8V olduğuna göre, LED tipik bir diyot karakteristiği olan üstel I-V eğrisi sergiler. İleri gerilim negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir, yani belirli bir akım için eklem sıcaklığı arttıkça hafifçe azalır.

4.2 Işık Şiddeti - İleri Akım

Işık şiddeti, normal çalışma aralığında (20mA'ye kadar) ileri akımla yaklaşık olarak orantılıdır. Ancak, çok yüksek akımlarda artan eklem sıcaklığı ve diğer doğrusal olmayan etkiler nedeniyle verim düşebilir. 50°C üzerindeki değer düşürme şartnamesi, ışık çıkışını ve ömrü korumak için bu termal etkiyi yönetmekle doğrudan ilgilidir.

4.3 Spektral Dağılım

468 nm tepe dalga boyu ve 465-475 nm baskın dalga boyu aralığı ile LED, görünür spektrumun mavi bölgesinde ışık yayar. 25 nm'lik spektral yarı genişlik, nispeten dar bir yayılım bandını gösterir ki bu InGaN tabanlı mavi LED'lerin karakteristiğidir.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED, endüstri standardı 0603 paket ayak izini kullanır ve nominal olarak uzunluğu 1.6mm, genişliği 0.8mm ve yüksekliği 0.6mm'dir. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutsal toleranslar ±0.10mm'dir. Paket, su berraklığında epoksi bir lense sahiptir.

5.2 Polarite Tanımlama ve Pad Tasarımı

Katot tipik olarak işaretlenmiştir, genellikle paketin ilgili tarafında yeşilimsi bir ton veya şerit makarası cebinde bir çentik ile. Veri sayfası, güvenilir bir lehim bağlantısı ve reflow sırasında uygun hizalama sağlamak için önerilen lehim pad boyutlarını içerir. Bu pad deseni önerilerine uymak, iyi lehim verimi ve mekanik stabilite için esastır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profilleri

Veri sayfası, iki önerilen kızılötesi (IR) reflow profili sağlar: biri normal (kalay-kurşun) işlem için, diğeri SnAgCu lehim pastası kullanan kurşunsuz işlem için. Kurşunsuz profil tipik olarak daha yüksek bir tepe sıcaklığına (260°C'ye kadar) ancak benzer bir sıvı faz üstü süresine sahiptir. LED epoksisine veya yarı iletken die'ye termal hasarı önlemek için bu profillere uyulması kritiktir.

6.2 Temizleme ve Depolama

Lehimlemeden sonra temizlik gerekliyse, yalnızca etil alkol veya izopropil alkol gibi belirtilen çözücüler oda sıcaklığında bir dakikadan az süreyle kullanılmalıdır. Belirtilmemiş kimyasallar pakete zarar verebilir. Depolama için, orijinal nem bariyerli torbadan çıkarılan LED'ler bir hafta içinde reflow işlemine tabi tutulmalıdır. Orijinal ambalaj dışında daha uzun süreli depolama için, kuru bir ortamda (örneğin nem alıcı ile) saklanmalı ve montajdan önce emilen nemi gidermek ve reflow sırasında \"patlamış mısır\" etkisini önlemek için bir kurutma işlemi (örneğin 60°C'de 24 saat) gerekebilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

LED'ler, 7 inç (178mm) çapında makaralara sarılmış 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Her makara 3000 adet içerir. Şerit ve makara özellikleri ANSI/EIA 481-1-A-1994 standardına uygundur. Şeritteki boş cepler bir kapak bandı ile kapatılmıştır. İzin verilen maksimum ardışık eksik bileşen (atlamalı) sayısı ikidir. Tam makaradan daha az miktarlar için, kalan partiler için minimum paketleme miktarı 500 adet olarak belirlenmiştir.

8. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

8.1 Sürücü Devre Tasarımı

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Birden fazla LED'i sürmenin en güvenilir yöntemi, her LED için bir seri akım sınırlama direnci kullanmaktır (Veri sayfasındaki Devre Modeli A). Bu, bireysel LED'lerin ileri gerilimindeki (V_F) değişikliklere rağmen düzgün parlaklık sağlar. Birden fazla LED'i bireysel dirençler olmadan doğrudan paralel bağlamak (Devre Modeli B) önerilmez, çünkü V_Fdeğerlerindeki küçük farklar önemli akım dengesizliğine neden olabilir, bu da düzensiz parlaklığa ve en düşük V_F.

değerine sahip LED'de potansiyel aşırı akıma yol açar.

8.2 Elektrostatik Deşarj (ESD) Koruması

LED, elektrostatik deşarja karşı hassastır. Taşıma ve montaj sırasında ESD hasarını önlemek için aşağıdaki önlemler zorunludur: personel topraklanmış bileklik veya antistatik eldiven giymelidir; tüm çalışma istasyonları, ekipman ve depolama rafları uygun şekilde topraklanmalıdır; ve çalışma ortamındaki statik yükleri nötrleştirmek için iyonizer kullanımı önerilir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Eski LED teknolojileriyle karşılaştırıldığında, bu InGaN tabanlı mavi LED, minyatür 0603 paketinde yüksek verimlilik ve parlaklık sunar. Kurşunsuz, yüksek sıcaklıklı reflow süreçleriyle uyumluluğu, onu modern çevre düzenlemeleri ve üretim trendleriyle uyumlu hale getirir. Sıkı elektriksel ve optik sınıfların mevcudiyeti, tutarlılığın çok önemli olduğu yüksek hassasiyetli uygulamalara olanak tanır. Geniş 130 derecelik görüş açısı, onu odaklanmış bir ışın yerine geniş aydınlatma gerektiren uygulamalar için uygun kılar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu LED'i doğrudan 3.3V ile sürebilir miyim?

C: Mümkün, ancak güvenilir değil. İleri gerilim 2.8V ile 3.8V arasında değişir. 3.3V'de, D11 sınıfından (3.6-3.8V) bir LED hiç yanmayabilirken, D7 sınıfından (2.8-3.0V) bir LED aşırı sürülmüş olur. Besleme gerilimi ne olursa olsun, akımı tam olarak 20mA'ye (veya daha düşüğe) ayarlamak için her zaman bir seri direnç kullanın.

S: Işık şiddetinde neden bu kadar geniş bir aralık var (28 ila 180 mcd)?

C: Bu toplam üretim yayılımıdır. Belirli bir sipariş için, çok daha dar bir aralık elde etmek üzere bir sınıf (N, P, Q, R) seçersiniz. Bu sınıflandırma süreci, projeniz için tutarlı parlaklığa sahip LED'ler almanızı sağlar.

S: Ürünümde düzgün renk nasıl elde ederim?

C: Aynı Baskın Dalga Boyu sınıfından (AC veya AD) LED sipariş edin. Farklı sınıfları karıştırmak, gözle görülür şekilde farklı mavi tonlarına neden olabilir.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

1. Senaryo: 10 mavi LED'li bir durum göstergesi paneli tasarlama.Parlaklık Gereksinimi:

2. Gerekli parlaklığa karar verin. Yüksek ortam ışığı ortamı için Q veya R sınıfını (71-180 mcd) seçin. Loş bir ortam için N veya P sınıfı yeterli olabilir.Renk Tutarlılığı:

3. Tüm göstergelerin aynı mavi tonunda olmasını sağlamak için tek bir Baskın Dalga Boyu sınıfı belirtin (örneğin, AC).Devre Tasarımı:_{5V besleme kullanın. Her LED için seri direnci hesaplayın: R = (V}besleme_F- V_F) / I_F. Seçtiğiniz gerilim sınıfından en kötü durum V_Fdeğerini (örneğin, D9 maksimum 3.4V) kullanarak, R = (5V - 3.4V) / 0.020A = 80 Ohm. En yakın standart değeri (82 Ohm) kullanın. Bu, LED'in V

4. değeri sınıfın alt ucunda olsa bile 20mA'yi aşmamasını sağlar.Yerleşim:

5. Güvenilir lehimleme için veri sayfasındaki önerilen pad yerleşimini takip edin.Montaj:

Uygunsa önerilen kurşunsuz reflow profilini takip edin. Hemen kullanılmayacaksa açılan makaraları kuru bir dolapta saklayın.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Bu LED, İndiyum Galyum Nitrür (InGaN) yapılmış bir yarı iletken heteroyapıya dayanır. İleri bir gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir ve burada yeniden birleşirler. Bu yeniden birleşme süreci, foton (ışık) şeklinde enerji açığa çıkarır. InGaN alaşımının spesifik bileşimi, band aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyuna (rengine) karşılık gelir. Mavi ışık yayılımı için nispeten geniş bir band aralığına (~2.7 eV) sahip bir malzeme gereklidir. Su berraklığındaki epoksi lens, yarı iletken die'yi korumak ve ışık çıkışını şekillendirmek için görev yapar, bu da geniş görüş açısıyla sonuçlanır.

13. Teknoloji Trendleri ve Gelişmeler