SMD LED LTST-S320TBKT Veri Sayfası - Yan Görünümlü - 3.2x1.6x1.2mm - 2.8-3.8V - 76mW - Mavi InGaN - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, minyatür, yan görünümlü bir Yüzey Montaj Cihazı (SMD) Işık Yayan Diyot'un (LED) tam teknik özelliklerini sağlar. Cihaz, otomatik baskılı devre kartı (PCB) montajı için tasarlanmış olup, alanın kritik bir kısıt olduğu uygulamalara uygundur. Kompakt form faktörü ve güvenilir performansı, onu modern elektronik ekipmanlar için ideal bir bileşen haline getirir.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED'in birincil avantajları arasında, bir InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) yarı iletken çipinden gelen ultra parlak çıkış, geniş 130 derecelik görüş açısı ve yüksek hacimli üretimde kullanılan standart kızılötesi (IR) yeniden akış lehimleme süreçleriyle tam uyumluluk yer alır. Paket, lehimlenebilirliği artırmak için kalay kaplamaya sahiptir ve verimli al-yerleştir otomasyonu için endüstri standardı 8mm şerit ve 7 inç makaralar üzerinde tedarik edilir.

Hedef uygulamalar, geniş bir tüketici ve endüstriyel elektronik yelpazesini kapsar. Yaygın olarak durum göstergesi, tuş takımı veya klavye arka aydınlatması, kontrol panellerindeki sembol aydınlatması ve mikro ekranlara entegrasyon için kullanılır. Güvenilirliği ve performansı, telekomünikasyon ekipmanları, ofis otomasyon cihazları, ev aletleri ve çeşitli endüstriyel kontrol sistemleri için uygundur.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Doğru devre tasarımı ve istenen performansın elde edilmesi için elektriksel ve optik parametrelerin kapsamlı bir şekilde anlaşılması esastır.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Ortam sıcaklığında (Ta) 25°C'de belirtilmiştir.

• Güç Dağılımı (Pd):76 mW. Bu, cihazın güvenli bir şekilde ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır.
• Sürekli İleri Yönlü Akım (IF):20 mA DC. Bu, güvenilir uzun vadeli çalışma için önerilen maksimum akımdır.
• Tepe İleri Yönlü Akım:100 mA, yalnızca palslı koşullar altında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms pals genişliği) izin verilir. DC akım değerinin aşılması, kısa süreli bile olsa, LED'in performansını düşürebilir.
• 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 Sıcaklığı:260°C tepe sıcaklığında 10 saniyeye kadar IR yeniden akış lehimlemeye dayanır; bu, kurşunsuz (Pb-free) montaj süreçleri için standarttır.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bunlar, aksi belirtilmedikçe, Ta=25°C ve 20 mA ileri yönlü akım (IF) altında ölçülen tipik performans parametreleridir.

• Işık Şiddeti (Iv):Minimum 28.0 milikandela (mcd) ile maksimum 180.0 mcd arasında değişir. Gerçek değer, cihazın sınıf derecesine (Bölüm 3'e bakınız) göre belirlenir.
• Görüş Açısı (2θ1/2):130 derece. Bu, ışık şiddetinin merkez eksende ölçülen değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. Yan görünümlü paket, montaj düzlemine dik olarak ışık yayacak şekilde tasarlanmıştır; bu da yan aydınlatma uygulamaları için kritik bir parametredir.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λP):Tipik olarak 468 nanometre (nm), onu görünür spektrumun mavi bölgesine yerleştirir.
• Baskın Dalga Boyu (λd):465.0 nm ile 475.0 nm arasında değişir. Bu, insan gözü tarafından algılanan ve rengi tanımlayan tek dalga boyudur.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):Yaklaşık 25 nm. Bu, yayılan mavi ışığın spektral saflığını veya bant genişliğini gösterir.
• İleri Yönlü Gerilim (VF):20 mA'de 2.8 Volt ile 3.8 Volt arasında değişir. Bu, LED çalışırken üzerindeki gerilim düşümüdür ve sürücü tasarımı için çok önemlidir.
• Ters Yönlü Akım (IR):5V ters gerilim (VR) uygulandığında maksimum 10 mikroamper (μA). LED'ler ters öngerilimli çalışma için tasarlanmamıştır; bu parametre yalnızca test amaçlıdır.

3. Sınıflandırma (Bin) Sistemi Açıklaması

Üretim varyasyonları nedeniyle, LED'ler performans sınıflarına ayrılır. Bu sistem, tasarımcıların tutarlı uygulama performansı için sıkı kontrollü özelliklere sahip cihazları seçmesine olanak tanır.

3.1 İleri Yönlü Gerilim (VF) Sınıflandırması

LED'ler, 20 mA'deki ileri yönlü gerilim düşümlerine göre gruplandırılır. Sınıflar D7 (2.80V - 3.00V) ile D11 (3.60V - 3.80V) arasında değişir ve her sınıf için ±0.1V tolerans vardır. Aynı VF sınıfından LED'lerin seçilmesi, birden fazla cihaz paralel bağlandığında tekdüze parlaklık ve akım dağılımı sağlar.

3.2 Işık Şiddeti (Iv) Sınıflandırması

Bu, birincil parlaklık sınıflandırmasıdır. Sınıflar N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd) ve R (112.0-180.0 mcd) olarak tanımlanır ve her sınıf için ±%15 tolerans vardır. Bu, nihai uygulamada ışık çıkış seviyesi üzerinde hassas kontrol sağlar.

3.3 Baskın Dalga Boyu (λd) Sınıflandırması

LED'ler renk noktasına göre sıralanır. Bu mavi LED için sınıflar AC (465.0-470.0 nm) ve AD (470.0-475.0 nm)'dir ve ±1 nm'lik sıkı bir toleransa sahiptir. Bu, bir dizi veya ekrandaki farklı LED'ler arasında minimum renk varyasyonu sağlar.

4. Performans Eğrisi Analizi

Grafiksel veriler, değişen koşullar altında cihaz davranışı hakkında daha derin bir içgörü sağlar.

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

I-V karakteristiği doğrusal değildir. Eğri, açma eşiğinin (~2.8V) ötesindeki küçük bir gerilim artışının akımda hızlı bir artışa neden olduğunu gösterir. 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 Yönlü Akım İlişkisi

Bu eğri, ışık çıkışının, nominal çalışma aralığı içinde ileri yönlü akımla yaklaşık olarak orantılı olduğunu gösterir. Ancak, verimlilik (vat başına lümen) çok yüksek akımlarda artan ısı üretimi nedeniyle azalabilir.

4.3 Spektral Dağılım

Spektral çıkış grafiği, InGaN tabanlı mavi LED'lerin karakteristiği olan, yaklaşık 468 nm merkezli tek bir tepe noktası gösterir. Nispeten dar yarı genişlik, iyi renk doygunluğunu gösterir.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

Cihaz, endüstri standardı bir SMD ayak izine uyar. Ana boyutlar arasında yaklaşık 3.2 mm gövde uzunluğu, 1.6 mm genişlik ve 1.2 mm yükseklik bulunur. Tüm toleranslar tipik olarak ±0.1 mm'dir. Yan görünüm tasarımı, birincil ışık yayan yüzeyin paketin daha küçük tarafında olduğu anlamına gelir.

5.2 PCB Pad Yerleşimi ve Polarite

PCB tasarımı için önerilen bir lehim pedi deseni (ayak izi) sağlanmıştır. Katot (negatif) terminali, tipik olarak LED paketi üzerinde bir çentik, yeşil nokta veya kesik köşe gibi görsel bir işaretle tanımlanır. PCB ipek baskısı, montaj hatalarını önlemek için polariteyi açıkça göstermelidir. Doğru pad boyutu ve aralığı, güvenilir lehim bağlantıları elde etmek ve yeniden akış sırasında mezar taşı oluşumunu önlemek için kritiktir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 IR Yeniden Akış Lehimleme Profili

Cihaz, kurşunsuz (Pb-free) lehimleme süreçleri için derecelendirilmiştir. Önerilen profil, bir ön ısıtma bölgesi (150-200°C), kontrollü bir ısınma, 260°C'yi aşmayan bir tepe sıcaklığı ve maksimum 10 saniye tepe sıcaklıkta kalma süresini içerir. Yeniden akış döngülerinin toplam sayısı iki ile sınırlandırılmalıdır. Bu profil, paket bütünlüğünü ve güvenilir elektriksel bağlantıları sağlamak için JEDEC standartlarına dayanır.

6.2 Depolama ve Taşıma

LED'ler nem hassasiyetine sahiptir (MSL 3). Orijinal, nem bariyerli, kurutuculu torbalarında saklandıklarında, ≤30°C ve ≤%90 RH'de bir yıl raf ömrüne sahiptirler. Torba açıldıktan sonra, bileşenler ≤30°C ve ≤%60 RH ortam koşullarında bir hafta içinde kullanılmalıdır. Daha uzun süre maruz kalınırsa, lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve "patlamış mısır" etkisini (yeniden akış sırasında paket çatlaması) önlemek için en az 20 saat 60°C'de kurutma gereklidir.

6.3 Temizleme

Lehim sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca izopropil alkol (IPA) veya etil alkol gibi alkol bazlı çözücüler kullanılmalıdır. LED, oda sıcaklığında bir dakikadan az süreyle daldırılmalıdır. Sert veya belirtilmemiş kimyasallar, epoksi lensi veya paketi hasara uğratabilir.

6.4 Elektrostatik Deşarj (ESD) Önlemleri

Bu LED, elektrostatik deşarjdan kaynaklanan hasara karşı hassastır. Taşıma ve montaj sırasında uygun ESD kontrolleri uygulanmalıdır. Bu, topraklanmış çalışma istasyonları, bileklikler, iletken zemin paspasları ve anti-statik paketleme kullanımını içerir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

Bileşenler, 8 mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Şerit, standart 7 inç (178 mm) çapında bir makaraya sarılır. Her makara 3000 adet içerir. Şerit, koruyucu bir kapak bandı ile kapatılmıştır. Paketleme, ANSI/EIA-481 standartlarına uygundur.

7.2 Minimum Sipariş Miktarları

Standart paketleme miktarı bir makaradır (3000 adet). Tam makaradan daha az miktarlar için, kalan stok için minimum 500 adetlik paket mevcuttur.

8. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

8.1 Sürücü Devre Tasarımı

Bir gerilim kaynağından beslenirken, LED ile seri olarak her zaman sabit akım sürücüsü veya akım sınırlayıcı bir direnç kullanın. Direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R = (V_kaynak - VF_LED) / I_istenen. VF aralığı (2.8-3.8V) göz önüne alındığında, en kötü senaryo için tasarım yaparak, düşük-VF'li bir cihazla bile akımın mutlak maksimum değeri asla aşmamasını sağlayın.

8.2 Termal Yönetim

Güç dağılımı düşük (76 mW) olsa da, uzun ömür ve ışık çıkışını korumak için etkili termal yönetim yine de önemlidir. PCB'nin, ısıyı uzaklaştırmak için LED'in termal pad'ine (varsa) veya lehim pedlerine bağlı yeterli bakır alana sahip olduğundan emin olun. Yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum akımda çalışmak, cihazın ömrünü azaltacaktır.

8.3 Optik Entegrasyon

Yan görünüm yayılım profili, kenar aydınlatmalı ışık kılavuzları, dikey bir yüzeydeki sembolleri aydınlatma veya PCB'ye bitişik tuşlar için arka aydınlatma sağlama için idealdir. Hedef alanın eşit aydınlatılmasını sağlamak için ışık boruları veya difüzörler tasarlarken 130 derecelik görüş açısını göz önünde bulundurun.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Üstten görünümlü SMD LED'lerle karşılaştırıldığında, bu yan görünümlü varyant, ışığın PCB düzlemine paralel yayılması gereken alan kısıtlı tasarımlar için belirgin bir mekanik avantaj sunar. InGaN çipinin kullanımı, eski teknolojilere kıyasla daha yüksek verimlilik ve daha parlak mavi çıkış sağlar. Standart IR yeniden akış ve şerit-makara paketleme ile uyumluluğu, onu manuel lehim gerektiren LED'lerden ayırarak otomatik, yüksek hacimli üretim için uygun maliyetli hale getirir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

10.1 Bu LED'i doğrudan 5V kaynağından sürebilir miyim?

Hayır. Doğrudan 5V'a bağlamak aşırı akım akışına neden olur ve LED'i anında tahrip eder. Her zaman seri bir akım sınırlayıcı direnç veya özel bir sabit akımlı LED sürücüsü kullanmalısınız.

10.2 Tepe dalga boyu ile baskın dalga boyu arasındaki fark nedir?

Tepe dalga boyu (λP), spektral güç çıkışının maksimum olduğu dalga boyudur. Baskın dalga boyu (λd), CIE renklilik diyagramındaki renk koordinatlarından türetilir ve algılanan rengi temsil eder. Bu mavi LED gibi tek renkli bir kaynak için bunlar çok yakındır, ancak renk belirtimi için λd daha alakalıdır.

10.3 Torba açıldıktan sonra depolama koşulları neden bu kadar katı?

Epoksi paketleme malzemesi havadan nem emebilir. Yüksek sıcaklıklı yeniden akış lehimleme süreci sırasında, hapsolmuş bu nem hızla buharlaşarak paketi çatlatabilecek ("patlamış mısır" etkisi) iç basınç oluşturabilir. MSL 3 derecelendirmesi ve kurutma prosedürü bu hata modunu önler.

11. Pratik Uygulama Örneği

Senaryo: Bir ağ yönlendirici için durum göstergesi paneli tasarımı.Panelde durum simgeleri (Güç, İnternet, Wi-Fi) için küçük, dikey yuvalar bulunur. Her yuvanın hemen arkasındaki ana PCB üzerine bir yan görünümlü LED monte edilir. 130 derecelik görüş açısı, simgenin yuva içinden eşit şekilde aydınlatılmasını sağlar. Tasarımcı, ortak bir akım kaynağı tarafından sürüldüğünde tüm durum ışıklarının aynı parlaklık ve renge sahip olmasını garanti etmek için aynı ışık şiddeti sınıfından (örn., Q Sınıfı) ve ileri yönlü gerilim sınıfından (örn., D9 Sınıfı) LED'ler seçer. PCB yerleşimi önerilen pad geometrisini takip eder ve montaj firması belirtilen JEDEC uyumlu yeniden akış profilini kullanır.

12. Çalışma Prensibi

Bu bir yarı iletken fotonik cihazdır. Bir InGaN heteroyapısına dayanır. İleri yönlü bir öngerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler sırasıyla n-tipi ve p-tipi yarı iletken katmanlardan aktif bölgeye enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları radyatif olarak yeniden birleşerek enerjiyi foton formunda serbest bırakır. InGaN malzemesinin spesifik bant aralığı enerjisi, yayılan ışığın dalga boyunu belirler; bu durumda mavi spektrumdadır (~468 nm). Epoksi lens, çipi kapsüller, mekanik koruma sağlar ve ışık çıkış huzmesini şekillendirir.

13. Teknoloji Trendleri

Mavi LED'lerin temelindeki teknoloji olan InGaN, katı hal aydınlatmasında çığır açan bir gelişmeydi ve beyaz LED'ler (fosfor dönüşümü yoluyla) ve tam renkli ekranların önünü açtı. SMD LED teknolojisindeki mevcut trendler, ışık etkinliğini artırmaya (vat başına daha fazla ışık çıkışı), beyaz LED'ler için renksel geriverim indeksini (CRI) iyileştirmeye, daha yüksek güvenilirlik ve daha uzun ömür elde etmeye ve ultra minyatür uygulamalar için daha da küçük paket boyutlarına ulaşmaya odaklanmaktadır. Paketleme malzemelerindeki gelişmeler de ısıyı daha iyi yönetmeyi ve daha geniş görüş açıları veya daha kontrollü huzme desenleri sağlamayı amaçlamaktadır.