SMD LED 0603 Mavi Teknik Veri Sayfası - Boyutlar 1.6x0.8x0.8mm - Gerilim 2.8-3.8V - Güç 80mW

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, standart 0603 paket boyutunda bir yüzey montaj cihazı (SMD) Işık Yayan Diyot'un (LED) özelliklerini detaylandırır. Cihaz, İndiyum Galyum Nitrür (InGaN) yarı iletken malzeme kullanarak mavi ışık yayar. Otomatik montaj süreçleri için tasarlanmıştır ve kızılötesi reflow lehimlemeye uyumludur, bu da yüksek hacimli elektronik üretimi için uygun kılar.

1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar

LED, modern elektronik tasarımlarda kullanılabilirliğini ve güvenilirliğini artıran birkaç temel özellik sunar. RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uyumludur ve bu da onu yeşil bir ürün olarak sınıflandırır. Bileşen, otomatik pick-and-place ekipmanları tarafından verimli işlemeyi kolaylaştıran, 7 inç çapında makaralar üzerinde endüstri standardı 8mm bantta tedarik edilir. Tasarımı, entegre devre (IC) uyumludur ve dijital ve analog devrelere doğrudan entegrasyona izin verir.

1.2 Hedef Uygulamalar

Bu LED, genel elektronik ekipmanlarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Tipik uygulamalar arasında durum göstergeleri, küçük ekranlar için arka aydınlatma, panel aydınlatması ve tüketici elektroniği, iletişim cihazları ve ofis ekipmanlarında dekoratif aydınlatma yer alır. Küçük form faktörü ve güvenilirliği, alan kısıtlı tasarımlar için çok yönlü bir seçenek sunar.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Aksi belirtilmedikçe, tüm parametreler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir. Bu parametreleri anlamak, doğru devre tasarımı ve uzun vadeli performansın sağlanması için çok önemlidir.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Sürekli çalışma için tasarlanmamıştır.

• Güç Dağılımı (Pd):80 mW. Bu, LED paketinin ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır.
• Tepe İleri Akımı (IFP):100 mA. Bu, aşırı ısınmayı önlemek için tipik olarak darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) belirtilen izin verilen maksimum anlık akımdır.
• DC İleri Akımı (IF):20 mA. Bu, güvenilir çalışma için önerilen maksimum sürekli ileri akımdır.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +85°C. Cihazın bu ortam sıcaklığı aralığında çalışacağı garanti edilir.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +100°C. Cihaz bu sınırlar içinde bozulmadan depolanabilir.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Bunlar, belirtilen test koşulları altındaki tipik performans parametreleridir.

• Işık Şiddeti (Iv):20 mA ileri akımda (IF) 140 mcd (minimum) ila 450 mcd (maksimum) arasında değişir. Şiddet, insan gözünün fotopik tepkisine (CIE eğrisi) uyacak şekilde filtrelenmiş bir sensör kullanılarak ölçülür.
• Görüş Açısı (2θ1/2):120 derece. Bu, ışık şiddetinin merkez eksende ölçülen değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. Bu gibi geniş bir görüş açısı, geniş, dağınık aydınlatma sağlar.
• Tepe Emisyon Dalga Boyu (λP):468 nm (tipik). Bu, spektral güç çıkışının en yüksek olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λd):IF=20mA'da 465 nm ila 475 nm arasında değişir. Bu, insan gözü tarafından algılanan ve ışığın rengini tanımlayan, CIE kromatiklik diyagramından türetilen tek dalga boyudur.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):25 nm (tipik). Bu parametre, yayılan ışığın spektral saflığını veya bant genişliğini gösterir.
• İleri Gerilim (VF):IF=20mA'da 2.8 V (minimum) ila 3.8 V (maksimum) arasında değişir. Bu, LED akım iletirken üzerindeki gerilim düşüşüdür.
• Ters Akım (IR):5V Ters Gerilimde (VR) 10 μA (maksimum). Cihaz ters öngerilimli çalışma için tasarlanmamıştır; bu parametre sadece sızıntı akımı karakterizasyonu içindir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

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

3.1 İleri Gerilim Sınıflandırması

Sınıflar, 20mA'da 2.8V ila 3.8V arasında her biri 0.2V aralığı kapsayan D7'den D11'e kadar etiketlenir. Her sınıf içindeki tolerans ±0.1V'dir. Aynı gerilim sınıfından LED'ler seçmek, birden fazla LED paralel bağlandığında düzgün akım paylaşımını korumaya yardımcı olur.

1.3.2 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Sınıflar R2, S1, S2, T1 ve T2 olarak etiketlenir. Şiddet, 20mA'da 140 mcd (R2 min) ila 450 mcd (T2 maks) arasında değişir. Her şiddet sınıfındaki tolerans ±%11'dir. Bu sınıflandırma, birden fazla gösterge arasında tutarlı parlaklık seviyeleri gerektiren uygulamalar için kritiktir.

3.3 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Sınıflar AC (465-470 nm) ve AD (470-475 nm) olarak etiketlenir. Her sınıf için tolerans ±1 nm'dir. Bu, algılanan mavi renk üzerinde çok sıkı bir kontrol sağlar, bu da çoklu LED dizilerinde veya arka aydınlatma sistemlerinde renk eşleştirmesi için önemlidir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiklere atıfta bulunulurken (örneğin, Şekil 1, Şekil 5), bu tür cihazlar için tipik eğriler temel tasarım içgörüleri sağlar.

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

İlişki üstel bir yapıdadır. Eşik değerinin ötesindeki küçük bir gerilim artışı, akımda büyük bir artışa yol açar. Bu nedenle, LED'ler termal kaçak ve tahribatı önlemek için sabit gerilim kaynağı değil, akım sınırlı bir kaynak tarafından sürülmelidir.

4.2 Işık Şiddeti - İleri Akım

Işık şiddeti, ileri akımla yaklaşık olarak orantılıdır. Ancak, yarı iletken bağlantı içindeki artan ısı üretimi nedeniyle çok yüksek akımlarda verim düşebilir.

4.3 Spektral Dağılım

Yayılan ışık spektrumu, karakteristik bir yarı genişlikle tepe dalga boyu (tipik 468 nm) etrafında merkezlenir. Baskın dalga boyu, algılanan rengi belirler. Üretim ve sürücü akımındaki değişiklikler, bu spektral karakteristiklerde hafif kaymalara neden olabilir.

4.4 Sıcaklık Bağımlılığı

LED performansı sıcaklığa duyarlıdır. Tipik olarak, ileri gerilim bağlantı sıcaklığı arttıkça azalırken, ışık şiddeti de azalır. LED'i belirtilen sıcaklık aralığında çalıştırmak, performansı ve ömrü korumak için hayati önem taşır.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Cihaz Boyutları

LED, EIA standardı 0603 paket ayak izine uyar. Ana boyutlar yaklaşık 1.6 mm gövde uzunluğu, 0.8 mm genişlik ve 0.8 mm yükseklik içerir. Hassas pad düzeni ve yerleştirme toleransları (tipik olarak ±0.2 mm) için detaylı mekanik çizimlere başvurulmalıdır.

5.2 Polarite Tanımlama

Katot tipik olarak işaretlenir, genellikle lensin ilgili tarafında yeşil bir ton veya pakette bir çentik ile. Doğru polarite yönlendirmesi, montaj sırasında zorunludur ve doğru işlevi sağlar.

5.3 Önerilen PCB Pad Tasarımı

Güvenilir bir lehim bağlantısı sağlamak için cihaz ayak izinden biraz daha büyük bir pad deseni önerilir. Veri sayfası, kızılötesi veya buhar fazlı reflow lehimleme süreçleri için optimize edilmiş, reflow sırasında "mezar taşı" (bileşenin bir uçta dikilmesi) oluşumunu önlemeye yardımcı olan belirli bir pad düzeni şeması sağlar.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Cihaz, kızılötesi reflow lehimleme süreçleriyle uyumludur. J-STD-020B'ye uyumlu kurşunsuz bir lehimleme profili önerilir. Ana parametreler 150-200°C ön ısıtma sıcaklığı, 260°C'yi aşmayan tepe gövde sıcaklığı ve belirli lehim pastasına göre ayarlanmış sıvı faz üstü süreyi (TAL) içerir. Toplam ön ısıtma süresi maksimum 120 saniye ile sınırlandırılmalıdır.

6.2 El Lehimleme

El lehimleme gerekliyse, sıcaklığı 300°C'yi aşmayan bir lehim havya kullanın. Lehimleme süresi pad başına maksimum 3 saniye ile sınırlandırılmalı ve bu işlem bileşen üzerindeki termal stresi en aza indirmek için sadece bir kez yapılmalıdır.

6.3 Depolama ve Taşıma

Açılmamış Paketleme:≤30°C ve ≤%70 Bağıl Nem (RH) koşullarında depolayın. Nem önleyici torba içinde nem alıcı ile raf ömrü bir yıldır.
Açılmış Paketleme:Ortam havasına maruz kalan bileşenler için depolama koşulları 30°C ve %60 RH'yi aşmamalıdır. Torbayı açtıktan sonraki 168 saat (7 gün) içinde IR reflow işleminin tamamlanması şiddetle tavsiye edilir. Orijinal paketleme dışında daha uzun süreli depolama için, nem alıcılı kapalı bir kapta veya nitrojen atmosferinde depolayın. 168 saatten fazla depolanan bileşenler, emilen nemi gidermek ve reflow sırasında hızlı buhar genleşmesi nedeniyle paket çatlamasını ("popcorning") önlemek için lehimlemeden önce yaklaşık 60°C'de en az 48 saat pişirilmelidir.

6.4 Temizleme

Montajlı kartın temizlenmesi gerekiyorsa, sadece 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 epoksi lensi veya paketi hasara uğratabilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Bant ve Makara Özellikleri

LED'ler, 7 inç (178 mm) çapında makaralara sarılmış 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı bant üzerinde tedarik edilir. Her makara 2000 adet içerir. Bant cepleri koruyucu bir üst kapak bandı ile kapatılmıştır. Paketleme ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarını takip eder. Tam makaradan daha az miktarlar için, kalan partiler için minimum paketleme miktarı 500 adettir.

7.2 Bant Üzerinde Kalite Güvencesi

Bir makara üzerindeki maksimum ardışık eksik bileşen (boş cep) sayısı ikidir, bu da otomatik besleyiciler için tutarlılık sağlar.

8. Uygulama Tasarım Hususları

8.1 Sürüş Yöntemi

Bir LED, akımla çalışan bir cihazdır. Özellikle birden fazla LED'i paralel bağlarken düzgün parlaklık sağlamak için, her LED kendi akım sınırlayıcı direnci tarafından sürülmelidir. LED'leri sabit akım kaynağı ile seri bağlamak, genellikle düzgün şiddet elde etmek için daha güvenilir bir yöntemdir, çünkü aynı akım dizideki tüm cihazlardan geçer.

8.2 Termal Yönetim

Güç dağılımı düşük olsa da (maks. 80mW), uygun PCB düzeni ısı dağılımına yardımcı olabilir. Özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum akıma yakın çalışırken, termal pad'lere (varsa) veya katot/anot izlerine bağlı yeterli bakır alanın bir soğutucu olarak hareket etmesini sağlayın.

8.3 Elektriksel Koruma

LED, gerilim dalgalanmalarına veya elektrostatik deşarja (ESD) duyarlı hatlara bağlıysa, geçici gerilim bastırma (TVS) diyotları veya diğer koruma devreleri eklemeyi düşünün. LED'in düşük bir ters kırılma gerilimi vardır ve ters öngerilim veya aşırı gerilim koşulları tarafından kolayca hasar görebilir.

9. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

9.1 Bu LED'i doğrudan 5V veya 3.3V mantık çıkışından sürebilir miyim?

Hayır. Seri bir akım sınırlayıcı direnç kullanmalısınız. Gerekli direnç değeri (R) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R = (Vcc - VF) / IF, burada Vcc besleme geriliminiz (örneğin, 5V), VF LED'in ileri gerilimidir (sınıftaki maksimum değeri kullanın, örneğin 3.8V) ve IF istediğiniz ileri akımdır (örneğin, 20mA). Örnek: R = (5V - 3.8V) / 0.02A = 60 Ohm. Her zaman bir sonraki daha yüksek standart direnç değerini seçin ve dirençteki güç dağılımını doğrulayın.

9.2 Neden bir görüş açısı özelliği var ve bunu nasıl kullanırım?

120 derecelik görüş açısı, bunun geniş açılı bir LED olduğunu gösterir. Işık çıkışı, dar bir huzmeye odaklanmaktan ziyade dağınıktır. Bu, geniş bir pozisyon yelpazesinden görülebilmesi gereken durum göstergeleri için idealdir. Yönlendirilmiş bir huzme gerektiren uygulamalar için, bir lens veya daha dar görüş açılı bir LED daha uygun olacaktır.

9.3 Tepe Dalga Boyu ile Baskın Dalga Boyu Arasındaki Fark Nedir?

Tepe Dalga Boyu (λP)ışık emisyonunun en güçlü olduğu fiziksel dalga boyudur.Baskın Dalga Boyu (λd)insan gözünün rengi nasıl algıladığına dayalı hesaplanan bir değerdir; LED çıkışıyla aynı renkte görünecek tek dalga boyudur. Bu mavi LED gibi tek renkli LED'ler için genellikle yakındırlar, ancak baskın dalga boyu renk eşleştirmesi için ana parametredir.

9.4 Uygulamam çok tutarlı bir mavi renk gerektiriyor. Ne belirtmeliyim?

Sıkı bir Baskın Dalga Boyu sınıfı belirtmelisiniz, örneğin tüm parçaların "AC" (465-470 nm) veya "AD" (470-475 nm) sınıfından olmasını talep etmek gibi. Bu, ürününüzdeki farklı LED'ler arasında minimum renk varyasyonu sağlar.

10. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

10.1 Çoklu LED Durum Gösterge Paneli

Senaryo:Düzgün parlaklığa sahip olması gereken 10 mavi durum göstergeli bir kontrol paneli tasarlamak.
Tasarım Yaklaşımı:
1. Devre:Düzgünlük için seri bağlantı kullanın. 24V besleme ile, seri başına 5 LED bağlayın (5 * 3.8V maks = 19V), paralel olarak iki özdeş seri kullanın. Her seri için toplam seri gerilim düşüşüne dayalı hesaplanan tek bir sabit akım sürücüsü veya akım sınırlayıcı direnç kullanın.
2. Bileşen Seçimi:Görsel tutarlılığı sağlamak için aynı Işık Şiddeti sınıfından (örneğin, hepsi T1 sınıfı: 280-355 mcd) ve aynı Baskın Dalga Boyu sınıfından (örneğin, hepsi AC sınıfı) LED'ler belirtin.
3. Yerleşim:LED'leri PCB üzerinde simetrik olarak yerleştirin. Güvenilir lehimleme ve tutarlı hizalamayı teşvik etmek için önerilen pad geometrisinin kullanıldığından emin olun.

11. Teknoloji Tanıtımı

11.1 InGaN Yarı İletken Teknolojisi

Bu LED, bir İndiyum Galyum Nitrür (InGaN) aktif katmanı kullanır. Kristal kafesteki indiyum ve galyum oranı değiştirilerek, yarı iletkenin bant aralığı ayarlanabilir, bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler. InGaN, yüksek verimli mavi, yeşil ve beyaz LED'ler (sonuncusu fosfor kaplamalı bir mavi LED kullanır) üretmek için yaygın kullanılan malzemedir. 0603 paketi, küçük yarı iletken çipi, tel bağlantılarını ve çipi koruyan ve ışık çıkışını şekillendiren kalıplanmış bir epoksi lensi barındırır.

12. Endüstri Trendleri

12.1 Küçültme ve Entegrasyon

SMD LED'lerdeki trend, akıllı telefonlar, giyilebilir cihazlar ve ultra ince ekranlar gibi giderek daha kompakt cihazlarda kart alanından tasarruf etmek için daha küçük paket boyutlarına (örneğin, 0402, 0201) doğru devam etmektedir. Ayrıca, LED çipini bir sürücü IC'si, koruma bileşenleri ve bazen tek bir pakette birden fazla renk (RGB) ile birleştiren entegre LED modüllerinde büyüme vardır, bu da tasarımı basitleştirir ve performansı iyileştirir.

12.2 Verimlilik ve Güvenilirlik

Devam eden malzeme bilimi ve üretim süreci iyileştirmeleri, LED'lerin ışık verimliliğini (vat başına lümen) istikrarlı bir şekilde artırarak daha düşük güçte veya azaltılmış termal yükte daha parlak çıkış sağlar. Gelişmiş paketleme malzemeleri ve teknikleri ayrıca uzun vadeli güvenilirliği, renk stabilitesini ve yüksek sıcaklık ve nem gibi zorlu çevre koşullarına direnci iyileştirir.