SMD LED LTST-C150TBKT-5A Veri Sayfası - Mavi InGaN - 5mA - 45mcd - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, bir yüzey montaj cihazı (SMD) ışık yayan diyot (LED) için teknik özellikleri sağlar. Cihaz, mavi ışık üretmek için İndiyum Galyum Nitrür (InGaN) yarı iletken çip kullanır. Otomatik montaj süreçleri için tasarlanmıştır ve yüksek hacimli üretim için şerit ve makara üzerinde paketlenmiştir.

Bu bileşenin temel avantajları, kızılötesi reflow lehimleme süreçleriyle uyumluluğu, otomatik yerleştirme ekipmanlarıyla kullanıma uygunluğu ve RoHS uyumlu yeşil ürün olarak sınıflandırılmasıdır. Ana hedef pazarı, kompakt ve güvenilir bir mavi ışık kaynağına ihtiyaç duyulan tüketici elektroniği, gösterge ışıkları, arka aydınlatma uygulamaları ve genel amaçlı aydınlatmayı içerir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Kalıcı hasarı önlemek için cihaz bu sınırların ötesinde çalıştırılmamalıdır.

• Güç Dağılımı:76 mW. Bu, LED paketinin belirtilen koşullar altında ısı olarak dağıtabileceği maksimum güçtür.
• Tepe İleri Akımı:100 mA. Bu, yalnızca darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) izin verilen maksimum anlık akımdır.
• DC İleri Akımı:20 mA. Bu, güvenilir uzun vadeli çalışma için önerilen maksimum sürekli ileri akımdır.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-20°C ila +80°C. LED'in doğru şekilde çalışması için tasarlandığı ortam sıcaklığı aralığıdır.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-30°C ila +100°C. Çalışmayan durumda depolama için sıcaklık aralığıdır.
• Kızılötesi Lehimleme Koşulu:10 saniye için 260°C. Bileşenin reflow lehimleme sırasında dayanabileceği maksimum termal profildir.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler

Bu parametreler, 25°C ortam sıcaklığında (Ta) ölçülür ve tipik performansı tanımlar.

• Işık Şiddeti (I_V):5mA ileri akımında (I_F) 11.2 - 45.0 mcd (min - maks). Bu, ışık çıkışının algılanan parlaklığını ölçer.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):130 derece (tipik). Işık şiddetinin tepe değerinin yarısına düştüğü tam açıdır, geniş bir görüş desenini gösterir.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λ_P):468 nm (tipik). Spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):I_F=5mA'de 465.0 - 475.0 nm. Işığın algılanan rengini en iyi temsil eden tek dalga boyudur.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):25 nm (tipik). Spektral saflığın bir ölçüsüdür; daha küçük bir değer daha monokromatik bir ışık kaynağını gösterir.
• İleri Gerilim (V_F):I_F=5mA'de 2.65 - 3.05 V (min - maks). LED akım iletirken üzerindeki gerilim düşüşüdür.
• Ters Akım (I_R):5V ters gerilimde (V_R) 10 μA (maks). LED ters kutuplandığında oluşan küçük sızıntı akımıdır. Cihaz ters çalışma için tasarlanmamıştır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler, ana parametrelere göre sınıflara ayrılır. Bu, tasarımcıların uygulamaları için belirli tolerans gereksinimlerini karşılayan bileşenleri seçmelerine olanak tanır.

3.1 İleri Gerilim Sınıflandırması

Birimler, 5mA'deki ileri gerilimlerine göre dört sınıfa (1-4) ayrılır, her biri 0.1V'luk bir aralığa sahiptir. Her sınıfın toleransı ±0.1V'dur.

• Sınıf 1: 2.65V - 2.75V
• Sınıf 2: 2.75V - 2.85V
• Sınıf 3: 2.85V - 2.95V
• Sınıf 4: 2.95V - 3.05V

3.2 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Birimler, 5mA'deki ışık şiddetine göre altı sınıfa (L1, L2, M1, M2, N1, N2) ayrılır. Her sınıfın toleransı ±15%'tir.

• L1: 11.2 - 14.0 mcd
• L2: 14.0 - 18.0 mcd
• M1: 18.0 - 22.4 mcd
• M2: 22.4 - 28.0 mcd
• N1: 28.0 - 35.5 mcd
• N2: 35.5 - 45.0 mcd

3.3 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Birimler, 5mA'deki baskın dalga boyuna göre iki sınıfa (AC, AD) ayrılır. Her sınıfın toleransı ±1 nm'dir.

• AC: 465.0 - 470.0 nm
• AD: 470.0 - 475.0 nm

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiksel eğrilere atıfta bulunulsa da (örn., spektral dağılım için Şekil 1, görüş açısı için Şekil 5), bunların tipik yorumları tasarım için çok önemlidir.

4.1 Akım - Gerilim (I-V) Karakteristiği

İleri gerilim (V_F), ileri akım (I_F) ile logaritmik bir ilişki sergiler. Doğrusal değildir ve eşik geriliminin (mavi InGaN için yaklaşık 2.6-2.8V) altında çok az akım akar. Bu eşiğin ötesinde, gerilimdeki küçük artışlar akımda büyük artışlara neden olur. Bu nedenle, LED'ler genellikle sabit bir gerilim kaynağı değil, sabit bir akım kaynağı ile sürülür; bu, kararlı ışık çıkışını sağlar ve termal kaçakları önler.

4.2 Işık Şiddeti - Akım (L-I) Karakteristiği

Işık çıkışı (ışık şiddeti), önemli bir aralıkta genellikle ileri akımla orantılıdır. Ancak, verimlilik (vat başına lümen) belirli bir akımda zirve yapabilir ve daha sonra yarı iletken içindeki artan ısı üretimi ve diğer radyasyonlu olmayan yeniden birleşme süreçleri nedeniyle daha yüksek akımlarda azalabilir.

4.3 Sıcaklık Bağımlılığı

LED performansı sıcaklığa duyarlıdır. Tipik olarak, eklem sıcaklığı arttıkça:

• İleri Gerilim (V_F):Azalır. Bu, sabit gerilim sürücü devreleri için etkilere sahiptir.
• Işık Şiddeti/Akısı:Azalır. Daha yüksek sıcaklıklar iç kuantum verimliliğini düşürür.
• Baskın Dalga Boyu:Hafifçe kayabilir, genellikle daha uzun dalga boylarına doğru (kırmızıya kayma), bu hassas uygulamalarda renk algısını etkileyebilir.

Etkili termal yönetim, performansı ve ömrü korumak için kritiktir.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

Cihaz, bir EIA standart paket şekline uygundur. Tüm boyutlar milimetre cinsinden verilmiştir, aksi belirtilmedikçe genel tolerans ±0.10 mm'dir. Paket, mavi InGaN çipi için optimum olan su berraklığında bir lense sahiptir çünkü renk çıkışını değiştirmez (dağınık veya renkli bir lensin aksine).

5.2 Polarite Tanımlama

Polarite, LED kurulumunun kritik bir yönüdür. Veri sayfası, bileşen üzerindeki katot ve anot işaretlerini gösteren bir diyagram içerir. Tipik olarak, katot yeşil bir işaretleme, bir çentik veya daha kısa bir uç/sekme ile gösterilir. Yanlış polarite LED'in ışık vermesini engeller ve önemli ters gerilim uygulamak cihaza zarar verebilir.

5.3 Önerilen Lehimleme Pedi Düzeni

Baskılı devre kartı (PCB) için önerilen bir lehim pedi deseni (ayak izi) sağlanmıştır. Bu boyutlara uymak, reflow süreci sırasında ve sonrasında uygun lehim bağlantısı oluşumunu, hizalamayı ve mekanik kararlılığı sağlar. Ped tasarımı ayrıca LED ekleminden uzaklaşan ısı dağılımı için termal yolu da etkiler.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz (Pb-free) lehim süreçleri için önerilen bir kızılötesi (IR) reflow profili sağlanmıştır. Ana parametreler şunlardır:

• Ön Isıtma:Maksimum 120 saniye için 150-200°C, kartı kademeli olarak ısıtmak ve flux'u aktifleştirmek için.
• Tepe Sıcaklığı:Maksimum 260°C.
• Sıvı Üstü Süresi:Lehim bağlantılarının lehim pastasının erime noktasının üzerinde geçirdiği süre, uygun ıslanma için kritiktir. Veri sayfasının 3. sayfasındaki profil, JEDEC standartlarına uygun görsel bir referans sağlar.
• Soğutma Hızı:Bileşen ve kart üzerindeki termal stresi en aza indirmek için kontrollü soğutma önerilir.

Optimal profilin, belirli kart tasarımına, bileşenlere, lehim pastasına ve fırına bağlı olduğu vurgulanır, bu nedenle karakterizasyon gereklidir.

6.2 El Lehimlemesi

El lehimlemesi gerekliyse, aşırı dikkat gösterilmelidir:

• Havya Sıcaklığı:Maksimum 300°C.
• Lehimleme Süresi:Bağlantı başına maksimum 3 saniye.
• Sınır:Plastik paket ve yarı iletken çipe termal hasar vermemek için el lehimlemesi yalnızca bir kez yapılmalıdır.

6.3 Temizleme

Lehimlemeden sonra temizleme gerekliyse, yalnızca belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. LED'i normal sıcaklıkta etil alkol veya izopropil alkol içinde bir dakikadan daha kısa süre batırmak önerilir. Belirtilmemiş kimyasalların kullanımı plastik paket malzemesine veya lense zarar verebilir.

6.4 Depolama ve Taşıma

• ESD Önlemleri:LED'ler elektrostatik deşarja (ESD) duyarlıdır. Bilek kayışları, antistatik eldivenler ve uygun şekilde topraklanmış ekipmanlarla taşıma zorunludur.
• Nem Hassasiyeti:Paket neme duyarlıdır. Orijinal kapalı nem geçirmez torba (nem alıcı ile) açıldıktan sonra, bileşenler ≤30°C ve ≤60% RH'de saklanırsa bir hafta içinde kullanılmalıdır. Orijinal torbanın dışında daha uzun süre depolama için, nem alıcılı kapalı bir kapta veya nitrojen ortamında depolama gereklidir. Orijinal paketleme dışında bir haftadan fazla saklanan bileşenler, lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamış mısır" etkisini önlemek için kurutulmalıdır (örn., 60°C'de 20 saat).

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

Cihaz, otomatik montaj için endüstri standardı paketlemede tedarik edilir:

• Makara Boyutu:7 inç çap.
• Makara Başına Miktar:3000 adet.
• Minimum Sipariş Miktarı:Kalan miktarlar için 500 adet.
• Şerit Özellikleri:ANSI/EIA 481-1-A-1994 uyumlu. Boş bileşen yuvaları üst kapak bandı ile kapatılır.
• Eksik Bileşenler:Şeritteki ardışık eksik bileşenlerin ("eksik lambalar") maksimum sayısı ikidir.

8. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Durum Göstergeleri:Tüketici elektroniği, cihazlar ve endüstriyel ekipmanlarda güç, bağlantı veya çalışma durumu ışıkları.
• Arka Aydınlatma:Küçük LCD ekranlar, tuş takımları veya dekoratif paneller için.
• Dekoratif Aydınlatma:Tabelalarda, vurgu aydınlatmasında veya tüketici cihazlarında.
• Sensör Sistemleri:Optik sensörler veya kesiciler için bir ışık kaynağı olarak.

Önemli Uyarı:Veri sayfası, bu LED'lerin sıradan elektronik ekipmanlar için tasarlandığını belirtir. Olağanüstü güvenilirlik gerektiren, özellikle arızanın hayatı veya sağlığı tehlikeye atabileceği uygulamalar (örn., havacılık, tıbbi cihazlar, güvenlik sistemleri) ön görüşme ve onay gerektirir.

8.2 Devre Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:Her zaman seri bir akım sınırlayıcı direnç veya özel bir sabit akımlı LED sürücü IC kullanın. Değer Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (V_besleme- V_F) / I_F. Veri sayfasından maksimum V_F değerini kullanın, böylece parçadan parçaya değişim olsa bile akım sınırı aşılmasın.
• Güç Dağılımı:Hesaplanan gücün (P = V_F* I_F), en kötü durum V_F ve ortam sıcaklığı dikkate alınarak, mutlak maksimum değer olan 76 mW'ı aşmadığından emin olun.
• Ters Gerilim Koruması:Ters bir gerilim uygulanma olasılığı varsa (örn., AC devrelerde veya endüktif yüklerle), ters gerilimi sınırlamak için LED ile paralel olarak (katottan anoda) bir koruma diyodu yerleştirilmelidir.
• Termal Yönetim:Yüksek akımlarda veya yüksek ortam sıcaklıklarında çalışan tasarımlar için, PCB'nin yeterli termal rahatlama sağladığından emin olun. Toprak/güç katmanlarına bağlı bakır pedler ısıyı dağıtmaya yardımcı olabilir.

9. Teknoloji Tanıtımı ve Çalışma Prensibi

Bu LED, bir İndiyum Galyum Nitrür (InGaN) yarı iletken çipine dayanır. InGaN, İndiyum ve Galyum oranı değiştirilerek bant aralığı enerjisi ayarlanabilen doğrudan bant aralıklı bir yarı iletken malzemedir. Mavi LED'ler için, mavi dalga boyu aralığında (yaklaşık 465-475 nm) foton emisyonuna karşılık gelen bir bant aralığı ile sonuçlanan belirli bir bileşim kullanılır.

İleri bir gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler yarı iletkenin aktif bölgesine enjekte edilir. Radyatif olarak yeniden birleşirler ve enerjiyi fotonlar (ışık) şeklinde serbest bırakırlar. Su berraklığındaki epoksi paket, bir lens görevi görerek ışık çıkışını şekillendirir ve hassas yarı iletken çip ile tel bağlantıları için çevresel koruma sağlar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

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

Tepe Dalga Boyu (λ_P):Spektral güç çıkışının en yüksek olduğu tek dalga boyudur. Fiziksel bir ölçümdür.
Baskın Dalga Boyu (λ_d):İnsan gözünün tepkisi (CIE renklilik diyagramı) ile tanımlanan ışığın algılanan rengine en iyi uyan tek dalga boyudur. Mavi LED'ler gibi monokromatik kaynaklar için genellikle çok yakındırlar, ancak baskın dalga boyu renk algısı için daha alakalıdır.

10.2 Bu LED'i sürekli olarak 20mA'de sürebilir miyim?

Evet, 20mA önerilen maksimum DC ileri akımdır. Ancak, en uzun ömür ve en yüksek verimlilik için, daha düşük bir akımda (örn., test için kullanılan 5mA) sürmek genellikle gösterge uygulamaları için yeterlidir ve daha az ısı üretir.

10.3 Neden bir sınıflandırma sistemi var?

Üretim varyasyonları, bireysel LED'ler arasında V_F, şiddet ve dalga boyunda hafif farklılıklara neden olur. Sınıflandırma, onları sıkı kontrollü parametrelere sahip gruplara ayırır. Bu, tasarımcıların ürünlerindeki tüm birimlerde tutarlı parlaklık ve renk sağlayan sınıfları seçmelerine olanak tanır; bu, çoklu LED dizileri veya katı renk gereksinimleri olan uygulamalar için kritiktir.

10.4 Görüş açısını nasıl yorumlamalıyım?

130 derecelik bir görüş açısı (2θ_1/2), parlaklığın eksen üzeri değerinin %50'sine düştüğü merkez eksenden açının 65 derece olduğu anlamına gelir. Bu nedenle, yarım güçteki ışın demetinin toplam açısal genişliği 130 derecedir. Bu, geniş alan aydınlatması veya birçok açıdan görülmesi gereken göstergeler için uygun, çok geniş, dağınık bir ışık desenini gösterir.