SMD LED LTST-T680TBWT Veri Sayfası - Mavi Dağınık - 20mA - 80mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'in teknik özelliklerini detaylandırmaktadır. Bu bileşen, otomatik baskılı devre kartı (PCB) montaj süreçleri için tasarlanmış olup, alanın kritik bir kısıt olduğu uygulamalara uygundur. LED, şeffaf veya su berraklığındaki lenslere kıyasla daha geniş ve daha düzgün bir ışık dağılımı sağlayan dağınık bir lense sahiptir; bu da, parlama azaltmanın istendiği gösterge ve arka aydınlatma amaçları için ideal kılar.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED'in birincil avantajları arasında, RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uygunluğu yer alır; bu da onu sıkı çevre düzenlemelerine sahip küresel pazarlar için uygun hale getirir. Bileşen, yüksek hacimli elektronik üretiminde kullanılan standart otomatik yerleştirme ekipmanlarıyla uyumlu olan, 7 inç çapında makaralara sarılmış 8mm bant üzerinde paketlenmiştir. Cihaz ayrıca, SMD montajında endüstri standardı olan kızılötesi (IR) reflow lehimleme süreçleriyle uyumlu olacak şekilde tasarlanmıştır. Entegre devre (IC) uyumlu sürücü karakteristikleri, devre tasarımını basitleştirir. Bu bileşenin birincil hedef pazarları, durum göstergesi, sinyal ve sembol aydınlatması ile ön panel arka aydınlatması için yaygın olarak kullanıldığı telekomünikasyon ekipmanları, ofis otomasyon cihazları, ev aletleri ve endüstriyel ekipmanlardır.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Bu bölüm, LED'in standart test koşulları altındaki (Ta=25°C) çalışma limitlerinin ve performans karakteristiklerinin detaylı bir dökümünü sağlar. Bu parametreleri anlamak, güvenilir devre tasarımı ve bileşenin uzun ömrünü sağlamak için çok önemlidir.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak maksimum değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini tanımlar. Bunlar sürekli çalışma koşulları değildir.

• Güç Dağılımı (Pd):80 mW. Bu, LED paketinin ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır. Bu limitin aşılması, aşırı ısınmaya ve yarı iletken malzemenin hızlanmış bozulmasına yol açabilir.
• Tepe İleri Akımı (I_FP):100 mA. Bu, genellikle darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) belirtilen izin verilen maksimum anlık ileri akımdır. Sürekli akım değerinden önemli ölçüde yüksektir ve kısa, yüksek yoğunluklu flaşlar için geçerlidir.
• DC İleri Akımı (I_F):20 mA. Bu, normal çalışma için önerilen maksimum sürekli ileri akımdır. LED'i bu akımda veya altında sürmek, optimum performans ve ömür sağlar.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı (T_opr):-40°C ila +85°C. Cihazın bu ortam sıcaklığı aralığı boyunca özellikler dahilinde çalışacağı garanti edilir.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı (T_stg):-40°C ila +100°C. Cihaz, güç verilmediğinde bu sıcaklık aralığında bozulmadan saklanabilir.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Bu parametreler, LED'in önerilen koşullar altında (I_F= 20mA, Ta=25°C) çalıştırıldığında tipik performansını tanımlar.

• Işık Şiddeti (I_V):140.0 - 450.0 mcd (millikandela). Bu, yayılan ışığın algılanan gücünün bir ölçüsüdür. Geniş aralık, cihazın farklı parlaklık sınıflarında mevcut olduğunu gösterir (Bkz. Bölüm 3). Şiddet, insan gözünün fotopik tepkisine (CIE eğrisi) uyacak şekilde filtrelenmiş bir sensör kullanılarak ölçülür.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):120 derece (tipik). Görüş açısı, ışık şiddetinin eksen üzerinde (0 derece) ölçülen şiddetin yarısı olduğu tam açı olarak tanımlanır. 120 derecelik bir açı, dağınık bir lense özgü çok geniş bir ışın demetini gösterir.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λ_P):468 nm (tipik). Bu, yayılan ışığın spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyudur. Kullanılan InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) yarı iletken malzemenin fiziksel bir özelliğidir.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):465 - 475 nm. Bu, CIE renklilik diyagramından türetilen, ışığın algılanan rengini en iyi temsil eden tek dalga boyudur. Renk sınıflandırması için kullanılan parametredir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):20 nm (tipik). Bu, maksimum şiddetin yarısında ölçülen spektral bant genişliğidir (Yarım Yükseklikte Tam Genişlik - FWHM). 20nm'lik bir değer, mavi bir InGaN LED için tipiktir.
• İleri Gerilim (V_F):3.3 V (tipik), 3.8 V (maksimum). Bu, LED 20mA'de sürüldüğünde LED üzerindeki gerilim düşümüdür. Akım sınırlayıcı devre tasarımı için (örneğin, seri direnç veya sabit akım sürücü seçimi) kritik bir parametredir.
• Ters Akım (I_R):V_R= 5V'da 10 μA (maksimum). LED'ler ters öngerilimli çalışma için tasarlanmamıştır. Bu parametre, yanlışlıkla bir ters gerilim uygulanırsa çok küçük bir sızıntı akımını gösterir. Maksimum değerin ötesinde bir ters gerilim uygulamak anında arızaya neden olabilir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için, LED'ler üretim sonrasında performans sınıflarına ayrılır. Bu, tasarımcıların uygulamaları için belirli parlaklık, renk ve gerilim gereksinimlerini karşılayan bileşenleri seçmelerine olanak tanır.

3.1 İleri Gerilim (V_f) Sınıflandırması

LED'ler, 20mA'deki ileri gerilim düşümlerine göre sınıflandırılır. Sınıflar (D7'den D11'e) her bir sınıf içinde ±0.1V toleransa sahiptir. Örneğin, D9 sınıfı, V_f'si 3.2V ile 3.4V arasında olan LED'leri içerir. Aynı V_f sınıfından LED'ler seçmek, birden fazla LED ortak bir akım sınırlayıcı dirençle paralel bağlandığında düzgün parlaklık sağlamaya yardımcı olabilir.

3.2 Işık Şiddeti (I_V) Sınıflandırması

Bu, parlaklık sınıflandırmasıdır. Sınıflar R2 (140.0-180.0 mcd) ile T2 (355.0-450.0 mcd) arasında değişir ve her sınıf için %11 tolerans vardır. Belirli parlaklık seviyeleri gerektiren uygulamalar, istenen şiddet sınıfı kodunu belirtebilir.

3.3 Baskın Dalga Boyu (W_d) Sınıflandırması

Bu, renk sınıflandırmasıdır. Bu mavi LED için sınıflar AC (465.0-470.0 nm) ve AD (470.0-475.0 nm)'dir ve ±1nm'lik sıkı bir toleransa sahiptir. Bu, bir montajdaki tüm LED'lerde tutarlı bir mavi ton sağlar; bu da estetik ve sinyalizasyon uygulamaları için kritiktir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiklere atıfta bulunulsa da (örneğin, Şekil 1, Şekil 5), bunların tipik çıkarımları burada analiz edilmiştir. Bu eğriler, standart olmayan koşullar altındaki performansı anlamak için gereklidir.

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

Bir LED'in I-V karakteristiği üsteldir. Diz geriliminin ötesindeki küçük bir ileri gerilim artışı, akımda büyük bir artışa neden olur. Bu doğrusal olmayan ilişki, LED'lerin bir akım kaynağı veya akım sınırlayıcı bir dirençle sürülmesinin nedenidir; sabit bir gerilim kaynağı termal kaçak ve tahribata yol açar. 20mA'deki tipik V_F değeri 3.3V, bu eğri üzerinde bir noktayı temsil eder.

4.2 Işık Şiddeti - İleri Akım

Işık şiddeti, çalışma aralığı içinde ileri akımla yaklaşık olarak orantılıdır. Ancak, verimlilik (vat başına lümen) maksimum değerden daha düşük bir akımda zirve yapabilir. LED'i maksimum sürekli akımda (20mA) sürmek en yüksek çıkışı sağlar, ancak daha düşük bir sürücü akımına kıyasla etkinliği biraz azaltabilir.

4.3 Sıcaklık Bağımlılığı

LED performansı sıcaklığa duyarlıdır. Kavşak sıcaklığı arttıkça:

- İleri Gerilim (V_F) azalır. Bu, sabit bir gerilim kaynağından basit bir dirençle sürülürse akımda bir artışa neden olabilir.

- Işık Şiddeti (I_V) azalır. Sıcaklık yükseldikçe ışık çıkışı düşer; bu olaya termal düşüş denir.

- Baskın dalga boyu hafifçe kayabilir, bu da ince bir renk değişimine neden olur.

Bu nedenle, tutarlı performansı korumak için uygun termal yönetim (örneğin, ısı emici için yeterli PCB bakır alanı) esastır.

4.4 Spektral Dağılım

Spektral çıkış eğrisi, tipik yarı genişliği 20 nm olan, yaklaşık 468 nm merkezli tek bir tepe gösterir. Bu, mavi bir InGaN LED'in karakteristiğidir. Görünür spektrumun diğer bölgelerinde minimum emisyon vardır, bu da doygun bir mavi renkle sonuçlanır.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları ve Polarite

LED, standart endüstriyel SMD paketinde bulunur. Katot tipik olarak bileşenin üstünde yeşil bir nokta veya paket gövdesinin bir tarafında bir çentik/pah ile işaretlenir. Yerleştirme sırasında doğru polariteye dikkat edilmelidir. Paket, kızılötesi reflow ve buhar fazlı lehimleme süreçleriyle uyumlu olacak şekilde tasarlanmıştır.

5.2 Önerilen PCB Bağlantı Pedi

Veri sayfası, PCB için önerilen bir lehim pedi deseni (footprint) içerir. Bu desene uymak, güvenilir lehim bağlantıları elde etmek, reflow sırasında uygun kendiliğinden hizalama sağlamak ve LED'den PCB'ye etkili ısı transferi için çok önemlidir. Ped tasarımı tipik olarak, lehimlenebilirlik ve ısı dağılımını dengelemek için termal rahatlatma bağlantıları içerir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 IR Reflow Lehimleme Profili

Bileşen, kurşunsuz (Pb-free) lehimleme süreçleri için derecelendirilmiştir. J-STD-020B'ye uygun önerilen bir reflow profili sağlanmıştır. Temel parametreler şunlardır:

- Ön Isıtma/Islatma:150°C'den 200°C'ye yükseltilir, maksimum 120 saniye tutularak flux aktifleştirilir ve termal şok en aza indirilir.

- Reflow (Sıvı Faz):Tepe sıcaklığı 260°C'yi geçmemeli ve 217°C'nin üzerindeki süre (SAC lehimi için tipik sıvı faz sıcaklığı) önerilen değerlerle (örneğin, 30-60 saniye) sınırlandırılmalıdır.

- Soğutma:Lehim bağlantıları ve bileşen üzerindeki stresi en aza indirmek için kontrollü soğutma hızı.

Belirli PCB montajı için profili karakterize etmek kritiktir, çünkü kart kalınlığı, bileşen yoğunluğu ve fırın tipi LED'in gördüğü termal profili etkiler.

6.2 El Lehimlemesi

El lehimlemesi gerekliyse, son derece dikkatli bir şekilde yapılmalıdır. Öneri, maksimum 300°C sıcaklıkta bir lehim havya kullanmak ve lehimleme süresini her ped için 3 saniye ile sınırlamaktır. Bu, plastik paket ve iç tel bağlantılarına termal hasar vermemek için yalnızca bir kez yapılmalıdır.

6.3 Temizlik

Lehim sonrası temizlik yalnızca belirtilen çözücülerle yapılmalıdır. İzopropil alkol (IPA) veya etil alkol önerilir. LED normal sıcaklıkta bir dakikadan az süreyle daldırılmalıdır. Sert veya belirtilmemiş kimyasallar plastik lens ve paket malzemesine zarar verebilir.

6.4 Depolama ve Nem Hassasiyeti

LED'ler, nem bariyerli bir torbada nem alıcı ile paketlenmiştir. Orijinal kapalı torba açıldıktan sonra, bileşenler ortam nemine maruz kalır. Torba açıldıktan sonraki 168 saat (7 gün) içinde IR reflow lehimleme işleminin tamamlanması şiddetle tavsiye edilir. Açıldıktan sonra daha uzun süreli depolama için, LED'ler nem alıcılı kapalı bir kapta veya nitrojen ortamında saklanmalıdır. Bileşenler 168 saatten fazla maruz kaldıysa, lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamış mısır" (paket çatlaması) olayını önlemek için yaklaşık 60°C'de en az 48 saat pişirme gereklidir.

7. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

7.1 Sürücü Yöntemi

Bir LED, akım kontrollü bir cihazdır. En yaygın ve basit sürücü yöntemi, bir gerilim kaynağına bağlı seri bir akım sınırlayıcı dirençtir. Direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (V_kaynak- V_F) / I_F. Örneğin, 5V kaynak, 3.3V V_F ve 20mA istenen I_F için: R = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85 Ohm. Standart 82 veya 100 Ohm'luk bir direnç uygun olacaktır. Birden fazla LED gerektiren uygulamalarda, LED'leri seri bağlamak her LED'den aynı akımın geçmesini sağlar ve düzgün parlaklığı teşvik eder. Paralel bağlantı mümkündür ancak akım paylaşımını önlemek için V_F eşleştirmesi veya her LED için ayrı dirençler kullanılması dikkat gerektirir.

7.2 Termal Yönetim

Güç dağılımı nispeten düşük olsa da (maks. 80mW), etkili ısı emicisi uzun ömür ve renk kararlılığı için hala önemlidir. Önerilen PCB pedini, bakır katmanlara yeterli termal bağlantı ile kullanmak ısı dağılımına yardımcı olur. LED'i havalandırmasız kapalı alanlara yerleştirmekten kaçının.

7.3 Uygulama Sınırlamaları

Bu bileşen, genel amaçlı elektronik ekipmanlar için tasarlanmıştır. Yüksek güvenilirliğin çok önemli olduğu ve arızanın güvenliği tehlikeye atabileceği uygulamalar (örneğin, havacılık, tıbbi yaşam destek, ulaşım kontrolü) için özel olarak nitelendirilmemiştir. Bu tür uygulamalar için uygun niteliklere sahip bileşenler temin edilmelidir.

8. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

8.1 Bant ve Makara Özellikleri

LED'ler, koruyucu kapak bandı olan kabartmalı taşıyıcı bant üzerinde tedarik edilir. Bant genişliği 8mm'dir. Makaralar 7 inç (178mm) çapındadır. Her makara 2000 adet içerir. Paketleme, otomatik montaj ekipmanlarıyla uyumluluğu sağlamak için ANSI/EIA-481 standartlarına uygundur. Bant, yerleştirme sırasında doğru polariteyi sağlamak için yönlendirme cepleri içerir.

9. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Bu LED'i direnç olmadan 3.3V kaynakla sürebilir miyim?

A: Hayır. Tipik V_F 3.3V'dir, ancak sınıfa bağlı olarak 2.8V ile 3.8V arasında değişebilir. Doğrudan 3.3V kaynağa bağlamak, düşük-V_F birimleri için aşırı akıma veya yüksek-V_F birimleri için ışık olmamasına neden olabilir. Her zaman seri bir direnç veya sabit akım sürücü gereklidir.

S: Tepe Dalga Boyu ile Baskın Dalga Boyu arasındaki fark nedir?

A: Tepe Dalga Boyu (λ_P), ışık spektrumunun fiziksel tepe noktasıdır. Baskın Dalga Boyu (λ_d), insan gözü tarafından algılanan, renk koordinatlarından hesaplanan tek dalga boyudur. λ_d renk belirtimi ve sınıflandırma için kullanılır.

S: Torba açıldıktan sonra neden 168 saatlik raf ömrü var?

A: SMD plastik paketler havadan nem emer. Yüksek sıcaklıktaki reflow lehimleme işlemi sırasında bu nem hızla buhara dönüşebilir ve paketin çatlamasına neden olabilecek iç basınca yol açabilir ("patlamış mısır" etkisi). 168 saatlik limit, bileşenin nem hassasiyet seviyesine (MSL) dayanır.

S: Çoklu LED dizisinde düzgün parlaklığı nasıl sağlarım?

A: En iyi yöntem, LED'leri seri bağlamak ve her birinden aynı akımın geçmesini sağlamaktır. Paralel konfigürasyon gerekliyse, aynı V_F ve I_V sınıflarından LED'ler kullanın ve V_F variations.