SMD LED LTST-108TBKT Veri Sayfası - Boyut 3.2x2.8x1.9mm - Gerilim 2.8-3.8V - Güç 80mW - Mavi InGaN - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, bir yüzey montaj cihazı (SMD) Işık Yayan Diyot (LED) için tam teknik özellikleri sağlar. Bu bileşen, otomatik baskılı devre kartı (PCB) montaj süreçleri için tasarlanmış olup, yüksek hacimli üretime uygundur. Minyatür form faktörü, çeşitli elektronik sektörlerdeki alan kısıtlı uygulamaların ihtiyaçlarını karşılar.

1.1 Özellikler

• RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uyumludur.
• Otomatik pick-and-place ekipmanları için 7 inç çapında makaralarda 8mm bantta paketlenmiştir.
• Tasarım uyumluluğu için standart EIA paket şekli.
• Giriş mantığı uyumlu, standart dijital devrelerden doğrudan sürüme uygundur.
• Otomatik yerleştirme ve kızılötesi (IR) reflow lehimleme süreçleriyle uyumluluk için tasarlanmıştır.
• JEDEC Nem Hassasiyet Seviyesi 3'e göre ön koşullandırılmıştır.

1.2 Uygulamalar

Bu LED, çok çeşitli elektronik ekipmanlarda durum göstergesi, arka aydınlatma elemanı veya sinyal aydınlatması olarak kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Tipik uygulama alanları şunlardır:

• Telekomünikasyon cihazları (örneğin, telsiz telefonlar, cep telefonları).
• Ofis otomasyon ekipmanları (örneğin, dizüstü bilgisayarlar, ağ sistemleri).
• Tüketici ev aletleri.
• Endüstriyel kontrol ve izleme ekipmanları.
• İç mekan tabelaları ve ön panel aydınlatması.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorumlama

Aşağıdaki bölümler, bileşenin performansını ve çalışma limitlerini tanımlayan kritik elektriksel, optik ve çevresel parametreleri detaylandırır.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini tanımlar. Bu limitler altında veya bu limitlerde çalışma garanti edilmez. Tüm değerler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir.

• Güç Dağılımı (Pd):80 mW. Bu, cihaz içinde izin verilen maksimum güç kaybıdır, öncelikle ileri akımdan kaynaklanan ısı şeklindedir.
• Tepe İleri Akımı (I_F(PEAK)):100 mA. Bu, yalnızca palslı koşullar altında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms pals genişliği) izin verilen maksimum anlık ileri akımdır.
• DC İleri Akımı (I_F):20 mA. Bu, güvenilir uzun vadeli çalışma için önerilen maksimum sürekli ileri akımdır.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı (T_opr):-40°C ila +85°C. Cihazın çalışmak üzere tasarlandığı ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı (T_stg):-40°C ila +100°C. Çalışmayan durumda depolama için sıcaklık aralığı.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bu karakteristikler standart test koşullarında (Ta=25°C, I_F=20mA) ölçülür ve tipik performansı temsil eder.

• Işık Şiddeti (I_V):112.0 - 280.0 mcd (millikandela). LED'in algılanan parlaklığı, CIE fotopik göz tepkisine filtre uygulanmış bir sensörle ölçülür. Geniş aralık, bir sınıflandırma sistemi ile yönetilir.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):110° (tipik). Işık şiddetinin eksenel (eksen üzeri) değerinin yarısına düştüğü tam açı olarak tanımlanır. 110° açı, gösterge uygulamaları için uygun geniş, dağınık bir yayılım modelini gösterir.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λ_p):468 nm (tipik). Optik çıkış gücünün maksimum olduğu dalga boyu.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):465 - 475 nm. Bu, rengi (mavi) tanımlayan ve insan gözü tarafından algılanan tek dalga boyudur. CIE renklilik koordinatlarından türetilir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):25 nm (tipik). Maksimum yoğunluğun yarısında ölçülen spektral bant genişliği (Yarım Yükseklikte Tam Genişlik - FWHM).
• İleri Gerilim (V_F):2.8 - 3.8 V. Belirtilen ileri akımda (20mA) sürüldüğünde LED üzerindeki gerilim düşümü.
• Ters Akım (I_R):V_R=5V'da 10 μA (maksimum). Cihaz ters öngerilimli çalışma için tasarlanmamıştır; bu parametre yalnızca test amaçlıdır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler performans gruplarına veya "sınıflara" ayrılır. Bu, tasarımcıların belirli uygulama gereksinimlerini karşılayan bileşenleri seçmesine olanak tanır.

3.1 İleri Gerilim (V_F) Sınıflandırması

Birimler I_F= 20mA'de Volt cinsindendir. Her sınıf içindeki tolerans ±0.10V'dur.

• Sınıf D7: 2.8V (Min) - 3.0V (Maks)
• Sınıf D8: 3.0V - 3.2V
• Sınıf D9: 3.2V - 3.4V
• Sınıf D10: 3.4V - 3.6V
• Sınıf D11: 3.6V - 3.8V

3.2 Işık Şiddeti (I_V) Sınıflandırması

Birimler I_F= 20mA'de millikandela (mcd) cinsindendir. Her sınıf içindeki tolerans ±%11'dir.

• Sınıf R1: 112 mcd - 140 mcd
• Sınıf R2: 140 mcd - 180 mcd
• Sınıf S1: 180 mcd - 224 mcd
• Sınıf S2: 224 mcd - 280 mcd

3.3 Baskın Dalga Boyu (λ_d) Sınıflandırması

Birimler I_F= 20mA'de nanometre (nm) cinsindendir. Her sınıf içindeki tolerans ±1nm'dir.

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

4. Performans Eğrisi Analizi

Tipik performans eğrileri, parametrelerin çalışma koşullarıyla nasıl değiştiği konusunda içgörü sağlar. Bunlar sağlam devre tasarımı için gereklidir.

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

I-V eğrisi, akım ve gerilim arasındaki üstel ilişkiyi gösterir. LED'in çalıştırılması, maksimum akım değerinin aşılmasını önlemek için bir akım sınırlama mekanizması (örneğin, seri bir direnç veya sabit akım sürücüsü) gerektirir, çünkü gerilimdeki küçük artışlar akımda büyük artışlara yol açabilir.

4.2 Işık Şiddeti - İleri Akım

Bu eğri tipik olarak, önerilen çalışma aralığı içinde sürücü akımı ve ışık çıkışı arasında neredeyse doğrusal bir ilişki gösterir. Ancak, artan termal etkiler nedeniyle çok yüksek akımlarda verim düşebilir.

4.3 Spektral Dağılım

Spektral çıkış eğrisi, 468 nm'lik tepe dalga boyu etrafında merkezlenir ve tipik 25 nm yarı genişliğe sahiptir, bu da mavi renk saflığını tanımlar.

4.4 Sıcaklık Bağımlılığı

İleri gerilim ve ışık şiddeti gibi anahtar parametreler sıcaklığa bağlıdır. İleri gerilim tipik olarak eklem sıcaklığı arttıkça azalırken, ışık şiddeti genellikle azalır. Tasarımcılar, özellikle yüksek güçlü veya yüksek ortam sıcaklıklı uygulamalarda termal yönetimi hesaba katmalıdır.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

Bileşen standart bir SMD paketine sahiptir. Kritik boyutlar yaklaşık 3.2mm uzunluk, 2.8mm genişlik ve 1.9mm yüksekliği içerir. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutsal toleranslar ±0.2mm'dir. Lens rengi su berraklığında ve ışık kaynağı rengi InGaN mavisidir.

5.2 Önerilen PCB Bağlantı Pedi Düzeni

PCB ayak izini tasarlamak için bir lehim pedi diyagramı sağlanmıştır. Bu desen, kızılötesi veya buhar fazlı reflow lehimleme sırasında güvenilir lehim bağlantısı oluşumu için optimize edilmiştir, uygun mekanik bağlantı ve ısı dağılımını sağlar.

5.3 Polarite Tanımlama

Katot tipik olarak paket üzerinde bir çentik, yeşil nokta veya kesik köşe gibi görsel bir işaretle belirtilir. Doğru polarite, montaj sırasında düzgün çalışmayı sağlamak için gözlemlenmelidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 IR Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz (Pb-free) lehimleme süreçleri için J-STD-020B ile uyumlu önerilen bir sıcaklık profili sağlanmıştır. Anahtar parametreler şunlardır:

• Ön Isıtma Sıcaklığı:150-200°C
• Ön Isıtma Süresi:Maksimum 120 saniye.
• Tepe Sıcaklığı:Maksimum 260°C.
• Sıvı Faz Üzerinde Süre:Sağlanan profil eğrisine göre.
• Toplam Lehimleme Süresi:Tepe sıcaklıkta maksimum 10 saniye (maksimum iki reflow döngüsüne izin verilir).

Not:Optimum profil, spesifik PCB tasarımına, lehim pastasına ve fırına bağlıdır. Sağlanan profil, JEDEC standartlarına dayalı genel bir hedef olarak hizmet eder.

6.2 El Lehimlemesi

El lehimlemesi gerekliyse, sıcaklığı 300°C'yi aşmayan bir lehim havya kullanın. Temas süresi maksimum 3 saniye ile sınırlandırılmalı ve bu işlem yalnızca bir kez yapılmalıdır.

6.3 Temizleme

Lehimleme sonrası temizleme gerekliyse, yalnızca belirtilen çözücüleri kullanın. LED'i oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkol içinde bir dakikadan az süreyle daldırmak kabul edilebilir. Belirtilmemiş kimyasal temizleyiciler paket malzemesine zarar verebilir.

6.4 Depolama ve Taşıma

• Kapalı Paket:≤30°C ve ≤%70 Bağıl Nem (RH) koşullarında saklayın. Orijinal nem geçirmez torbada kurutucu ile saklandığında raf ömrü bir yıldır.
• Açılmış Paket:Nem geçirmez torbasından çıkarılan bileşenler için, depolama ortamı 30°C ve %60 RH'yi aşmamalıdır. Maruziyetten sonraki 168 saat (7 gün) içinde IR reflow lehimlemenin tamamlanması önerilir.
• Uzatılmış Maruziyet:168 saatten fazla maruz kalan LED'ler, lehim montajından önce emilen nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamış mısır" etkisini önlemek için yaklaşık 60°C'de en az 48 saat pişirilmelidir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Bant ve Makara Özellikleri

Bileşenler, kapak bandı ile birlikte kabartmalı taşıyıcı bantta tedarik edilir.

• Taşıyıcı Bant Genişliği: 8mm.
• Makar Çapı:7 inç (178mm).
• Makara Başına Miktar:4000 adet.
• Minimum Sipariş Miktarı (MOQ):Kalan miktarlar için 500 adet.
• Paketleme ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uygundur.

8. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Devreleri

LED, bir akım sınırlayıcı cihazla sürülmelidir. En basit yöntem bir seri dirençtir. Direnç değeri (R_s) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R_s= (V_besleme- V_F) / I_F. Tüm koşullar altında yeterli akımı sağlamak için veri sayfasındaki maksimum V_Fdeğerini (örneğin, 3.8V) kullanın. Örneğin, 5V besleme ve 20mA hedef I_File: R_s= (5V - 3.8V) / 0.020A = 60Ω. 62Ω veya 68Ω standart bir direnç uygun olacaktır. Hassasiyet veya kararlılık için sabit akım sürücüsü önerilir.

8.2 Termal Yönetim

Güç dağılımı düşük olsa da (80mW), PCB üzerinde etkili termal tasarım, özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında veya kapalı alanlarda, uzun ömür ve kararlı performans için hala önemlidir. PCB ped tasarımının yeterli termal rahatlama sağladığından emin olun ve ısı dağılımı için genel kart düzenini göz önünde bulundurun.

8.3 Optik Tasarım

Geniş 110° görüş açısı, bu LED'i geniş görünürlük gerektiren uygulamalar için uygun hale getirir. Odaklanmış veya yönlendirilmiş ışık için ikincil optikler (lensler, ışık kılavuzları) gerekli olacaktır. Su berraklığındaki lens, gerçek renk yayılımı için en uygunudur.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu bileşen standart SMD LED ailesine aittir. Temel farklılaştırıcıları, mavi InGaN çipinin spesifik kombinasyonu, geniş görüş açısı ve V_F, I_Vve λ_diçin sınıflandırma yapısını içerir. Sınıflandırılmamış veya geniş sınıflandırılmış alternatiflere kıyasla, tasarımcılara çoklu LED dizilerinde renk tutarlılığı ve parlaklık eşleştirmesi üzerinde daha fazla kontrol sağlar, bu da arka aydınlatma veya düzgün görünüm gerektiren durum göstergeleri gibi uygulamalar için kritiktir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

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

Tepe Dalga Boyu (λ_p)LED'in en fazla optik güç yaydığı fiziksel dalga boyudur.Baskın Dalga Boyu (λ_d)gördüğümüz rengi en iyi temsil eden, insan renk algısına (CIE koordinatları) dayalı hesaplanmış bir değerdir. Bu mavi LED gibi tek renkli LED'ler için genellikle yakındırlar, ancak λ_drenk eşleştirmesi için ilgili parametredir.

10.2 Bu LED'i direnç olmadan 3.3V besleme ile sürebilir miyim?

No.Bu önerilmez ve LED'e zarar verebilir. İleri gerilim 2.8V ila 3.8V arasındadır. 3.3V'da, V_Fdeğeri aralığın alt ucunda (örneğin, 2.9V) olan bir LED kontrolsüz ve potansiyel olarak yıkıcı bir akım dalgalanması yaşayacaktır. Her zaman bir akım sınırlama mekanizması kullanın.

10.3 Nem bariyeri torbası açıldıktan sonra neden 168 saatlik zemin ömrü vardır?

SMD paketleri atmosferden nem emebilir. Yüksek sıcaklıklı reflow lehimleme süreci sırasında, hapsolmuş bu nem hızla buharlaşarak paketi çatlatabilecek ("patlamış mısır" veya "tabakalanma") iç basınç oluşturabilir. 168 saatlik limit, pişirme gerektirmeden önce belirtilen Nem Hassasiyet Seviyesi (MSL 3) için güvenli maruziyet süresidir.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Senaryo: Bir ağ yönlendirici için çoklu gösterge durum paneli tasarlama.Panel, bağlantı aktivitesini ve güç durumunu göstermek için 10 özdeş mavi LED gerektirir. Tüm LED'lerin eşit parlaklıkta ve aynı mavi tonunda görünmesini sağlamak için, tasarımcı sipariş verirken sıkı sınıf kodları belirtmelidir. Örneğin, yoğunluk için Sınıf S1 (180-224 mcd) ve dalga boyu için Sınıf AC (465-470 nm) belirtmek, panel genelinde görsel tutarlılığı garanti eder. Sürücü devresi, her LED için ayrı 68Ω seri dirençlerle ortak bir 5V rayı kullanacaktır, bu da daha yüksek gerilim sınıflarındaki LED'ler için bile yeterli akımı sağlamak amacıyla maksimum V_Fdeğerine göre hesaplanmıştır.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), elektrolüminesans yoluyla ışık yayan yarı iletken cihazlardır. P-n eklemine ileri gerilim uygulandığında, n-tipi malzemeden gelen elektronlar aktif bölgede p-tipi malzemeden gelen boşluklarla yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme süreci, foton (ışık) şeklinde enerji açığa çıkarır. Yayılan ışığın spesifik rengi (dalga boyu), aktif bölgede kullanılan yarı iletken malzemelerin bant aralığı enerjisi ile belirlenir. Bu özel LED, aktif malzeme olarak İndiyum Galyum Nitrür (InGaN) kullanır, bu da mavi spektrumunda yüksek verimli ışık üretme yeteneğine sahiptir.

13. Teknoloji Trendleri

SMD LED'lerin gelişimi, birkaç ana alana odaklanmaya devam etmektedir: artan ışık verimliliği (elektriksel watt başına daha fazla ışık çıkışı), geliştirilmiş renk geri verimi ve tutarlılık, paketlerin daha da küçültülmesi ve daha yüksek sıcaklık ve akım çalışma koşulları altında geliştirilmiş güvenilirlik. InGaN gibi gelişmiş yarı iletken malzemelerin kullanımı, yüksek parlaklıklı mavi ve yeşil LED'lerin elde edilmesinde ve aynı zamanda fosfor dönüşümü yoluyla beyaz ışık üretmek için temel olmuştur. Otomasyon ve Nesnelerin İnterneti (IoT) yönündeki trend, bu bileşen gibi güvenilir, kompakt ve enerji verimli gösterge çözümlerine olan talebi artırmaktadır.