SMD LED LTST-C990KRKT Veri Sayfası - Kırmızı AlInGaP - 20mA - 1.6-2.4V - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, kompakt, yüksek parlaklıklı bir Yüzey Montaj Cihazı (SMD) LED lambasının özelliklerini detaylandırır. Otomatik baskılı devre kartı (PCB) montajı için tasarlanan bu bileşen, geniş bir elektronik ekipman yelpazesindeki alan kısıtlı uygulamalar için idealdir.

1.1 Özellikler

• RoHS çevre yönergelerine uyumludur.
• Optimize edilmiş ışık dağılımı için kubbe lens içerir.
• Kırmızı spektrumda yüksek ışık verimliliği için Ultra Parlak Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken çip kullanır.
• 7 inç çapında makaralara sarılı 8mm şerit üzerinde paketlenmiştir, standart otomatik pick-and-place ekipmanları ile uyumludur.
• EIA (Elektronik Endüstrileri Birliği) standart paket şekillerine uygundur.
• Entegre devre (IC) çıkışları tarafından doğrudan sürülmek üzere tasarlanmıştır.
• Kızılötesi (IR) reflow lehimleme prosesleri ile tamamen uyumludur.

1.2 Uygulama Alanları

Bu LED, aşağıdakilerle sınırlı olmamak üzere geniş bir uygulama yelpazesi için uygundur:

• Telekomünikasyon cihazları, ofis otomasyon ekipmanları, ev aletleri ve endüstriyel kontrol sistemleri.
• Tuş takımı ve klavye arka aydınlatması.
• Durum ve güç göstergeleri.
• Mikro ekranlar ve panel göstergeleri.
• Sinyal aydınlatmaları ve sembolik aydınlatma.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorum

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Aşağıdaki değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Tüm değerler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir.

• Güç Dağılımı (Pd):62.5 mW. Bu, LED paketinin bozulma olmadan ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır.
• Tepe İleri Akımı (I_F(PEAK)):60 mA. Bu, aşırı ısınmayı önlemek için tipik olarak 1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliği koşullarında belirtilen izin verilen maksimum darbe ileri akımıdır.
• DC İleri Akımı (I_F):25 mA. Bu, güvenilir uzun vadeli çalışma için önerilen maksimum sürekli ileri akımdır.
• Ters Gerilim (V_R):5 V. Ters öngerilimde bu gerilimin aşılması eklem bozulmasına neden olabilir.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-30°C ila +85°C. Cihazın çalışması için tasarlandığı ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +85°C. Çalışma dışı depolama için sıcaklık aralığı.
• Kızılötesi Lehimleme Koşulu:10 saniye boyunca 260°C tepe sıcaklığına dayanır, bu kurşunsuz (Pb-free) reflow prosesleri için standarttır.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Bu parametreler, standart test koşulları altında (Ta=25°C, I_F=20mA, aksi belirtilmedikçe) cihazın tipik performansını tanımlar.

• Işık Şiddeti (I_V):180.0 - 1120.0 mcd (millikandela). CIE fotopik (insan gözü) tepki eğrisiyle eşleşecek şekilde filtrelenmiş bir sensör kullanılarak ölçülür. Geniş aralık, bir sınıflandırma sistemi ile yönetilir.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):75 derece. Bu, ışık şiddetinin merkez ekseninde (0°) ölçülen değerin yarısı olduğu tam açıdır. Kubbe lens bu geniş görüş desenini oluşturur.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λ_P):639 nm (tipik). Spektral güç çıkışının maksimum olduğu dalga boyu.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):624.0 - 636.0 nm. CIE renklilik diyagramından türetilir, bu insan gözü tarafından algılanan ve rengi (kırmızı) tanımlayan tek dalga boyudur.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):20 nm (tipik). Tepe yoğunluğunun yarısında ölçülen yayılan spektrumun bant genişliği, renk saflığını gösterir.
• İleri Gerilim (V_F):1.6 - 2.4 V. LED'in 20mA'de sürüldüğünde üzerindeki gerilim düşümü. Sürücü tasarımı için bu aralık dikkate alınmalıdır.
• Ters Akım (I_R):10 μA (maksimum). 5V ters öngerilim uygulandığında sızıntı akımı.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Uygulamalarda tutarlılığı sağlamak için LED'ler temel optik parametrelere göre sınıflandırılır (binned).

3.1 Işık Şiddeti Sınıf Kodu

Cihaz, 20mA'de ölçülen minimum ve maksimum ışık şiddetine göre sınıflara ayrılır. Her sınıf içindeki tolerans +/-%15'tir.

• Sınıf S:180.0 - 280.0 mcd
• Sınıf T:280.0 - 450.0 mcd
• Sınıf U:450.0 - 710.0 mcd
• Sınıf V:710.0 - 1120.0 mcd

Birden fazla LED arasında düzgün parlaklık gerektiren uygulamalar için uygun sınıfın seçilmesi çok önemlidir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiklere atıfta bulunulsa da (örn. Şekil 1, Şekil 5), aşağıdaki analiz sağlanan tablo verilerine ve standart LED davranışına dayanmaktadır.

4.1 IV (Akım-Gerilim) Eğrisinin Anlamı

20mA'de 1.6V ila 2.4V ileri gerilim (V_F) aralığı, bir diyodun karakteristik üstel ilişkisini gösterir. Belirli bir birim için gerçek V_Fdeğeri, yarı iletken malzeme özelliklerine ve eklem sıcaklığına bağlı olacaktır. Tasarımcılar, akım sınırlayıcı devrenin bu aralığı karşılayarak tutarlı akımı ve dolayısıyla tutarlı parlaklığı koruyabileceğinden emin olmalıdır.

4.2 Sıcaklık Karakteristikleri

Belirtilen çalışma sıcaklığı aralığı -30°C ila +85°C'dir. LED karakteristiklerinin sıcaklığa bağlı olduğunu not etmek önemlidir. Tipik olarak, ileri gerilim (V_F) negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir (sıcaklık arttıkça azalır), ışık şiddeti de eklem sıcaklığı yükseldikçe azalır. Performansı ve ömrü korumak için, özellikle maksimum akım değerine yakın çalışırken, PCB üzerinde yeterli termal yönetim esastır.

4.3 Spektral Dağılım

624nm ile 636nm arasında baskın dalga boyu ve tipik 20nm spektral yarı genişliği ile bu LED doymuş kırmızı ışık yayar. Nispeten dar spektrum, AlInGaP teknolojisinin karakteristiğidir ve GaAsP gibi eski teknolojilere kıyasla iyi renk saflığı sunar.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED standart bir SMD paket şekline uygundur. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar milimetre cinsindendir ve tipik tolerans ±0.1mm'dir. Spesifik ayak izi ve yükseklik, PCB düzeni ve boşluk kontrolleri için gerekli olan paket çiziminde tanımlanmıştır.

5.2 Önerilen PCB Bağlantı Ped Düzeni

Güvenilir lehimleme ve mekanik stabilite sağlamak için önerilen bir lehim pedi deseni (bakır ped tasarımı) sağlanmıştır. Bu öneriyi takip etmek, reflow prosesi sırasında uygun lehim fileto oluşumu ve hizalamaya ulaşılmasına yardımcı olur.

5.3 Polarite Tanımlama

Katot tipik olarak cihaz üzerinde, genellikle bir çentik, yeşil bir işaret veya paket içinde daha kısa bir bacak ile işaretlenir. Cihazın çalışmasını sağlamak için montaj sırasında doğru polarite yönlendirmesi kritiktir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Parametreleri (Kurşunsuz Proses)

Cihaz, maksimum 10 saniye boyunca 260°C tepe sıcaklığında IR reflow lehimleme için derecelendirilmiştir. Montajı kademeli olarak ısıtmak ve termal şoku en aza indirmek için bir ön ısıtma aşaması (150-200°C, 120 saniyeye kadar) içeren örnek bir profil önerilir. Profil, JEDEC standartlarına uygun olarak geliştirilmeli ve spesifik PCB tasarımı ve lehim pastası ile doğrulanmalıdır.

6.2 El Lehimleme

El lehimlemesi gerekliyse, maksimum 300°C'ye ayarlanmış sıcaklık kontrollü bir havya ile yapılmalıdır. LED terminali ile temas süresi 3 saniyeyi geçmemeli ve epoksi pakete ve yarı iletken die'ye termal hasarı önlemek için her ped için lehimleme sadece bir kez ile sınırlandırılmalıdır.

6.3 Depolama Koşulları

LED'ler nem hassas cihazlardır (MSL 3). Orijinal kapalı nem geçirmez torbalarında kurutucu ile depolandıklarında, ≤30°C ve ≤%90 RH'de tutulmalı ve bir yıl içinde kullanılmalıdır. Torba açıldıktan sonra, depolama ortamı 30°C ve %60 RH'yi geçmemelidir. Ortam havasına bir haftadan fazla maruz kalan bileşenler, emilen nemi gidermek ve lehimleme sırasında "patlamış mısır" etkisini önlemek için reflow öncesi yaklaşık 60°C'de en az 20 saat pişirilmelidir.

6.4 Temizleme

Lehim sonrası temizlik gerekliyse, sadece izopropil alkol (IPA) veya etil alkol gibi alkol bazlı çözücüler kullanılmalıdır. LED oda sıcaklığında bir dakikadan az süreyle daldırılmalıdır. Belirtilmemiş kimyasal temizleyiciler plastik lensi veya paket malzemesini hasara uğratabilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

Bileşenler, 7 inç (178mm) çapında makaralara sarılmış, 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Her makara 3000 adet içerir. Şerit, bileşenleri korumak için bir kapak bandı ile kapatılmıştır. Cep aralığı ve yönlendirme için endüstri standartları (ANSI/EIA 481) takip edilir.

7.2 Minimum Sipariş Miktarı

Standart paketleme miktarı makara başına 3000 adettir. Kalan miktarlar için minimum 500 adetlik paket mevcuttur.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Sürücü Devre Tasarımı

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Düzgün parlaklık sağlamak ve akım çekme sorununu önlemek için, birden fazla LED bir gerilim kaynağına paralel bağlansa bile (veri sayfasındaki "Devre modeli A"da gösterildiği gibi), her LED için bir seri akım sınırlayıcı direnç kullanılması şiddetle tavsiye edilir. LED'leri akım regülasyonu olmadan doğrudan bir gerilim kaynağından sürmek ("Devre modeli B") önerilmez çünkü bu, birimden birime V_Fdeğerlerindeki dağılım nedeniyle parlaklık değişimine ve potansiyel aşırı akım hasarına yol açar.

8.2 Tasarım Hususları

• Akım Ayarlama:Optimum ömür için önerilen 20mA DC ileri akımda veya altında çalıştırın. Gerekli parlaklığı sağlayan minimum akımı kullanın.
• Termal Yönetim:Özellikle yüksek ortam sıcaklığı ortamlarında veya yüksek akım uygulamalarında, ısıyı dağıtmak için PCB'nin yeterli bakır alanına veya termal viyalara sahip olduğundan emin olun.
• ESD Koruması:Cihaz elektrostatik deşarja (ESD) karşı hassastır. Taşıma ve montaj sırasında uygun ESD kontrolleri (bileklik, topraklanmış çalışma istasyonları) kullanılmalıdır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılıklar

Bu AlInGaP kırmızı LED birkaç avantaj sunar:

• Daha Yüksek Verimlilik ve Parlaklık:Geleneksel GaAsP kırmızı LED'lere kıyasla, AlInGaP teknolojisi aynı sürücü akımı için önemli ölçüde daha yüksek ışık şiddeti sağlar.
• Daha İyi Sıcaklık Kararlılığı:AlInGaP LED'ler genellikle bazı diğer teknolojilere göre sıcaklık arttıkça daha az ışık şiddeti düşüşü sergiler.
• Standartlaştırılmış Paket:EIA standart SMD ayak izi, çok çeşitli otomatik montaj ekipmanları ve PCB tasarım kütüphaneleri ile uyumluluğu sağlayarak tasarım ve üretim karmaşıklığını azaltır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 Işık Şiddeti (180-1120 mcd) neden bu kadar geniş bir aralığa sahip?

Bu aralık, tüm üretim boyunca toplam dağılımı temsil eder. Sınıflandırma sistemi (S, T, U, V) aracılığıyla birimler çok daha dar gruplara ayrılır. Tasarımcılar, uygulamalarında tutarlılık sağlamak için gerekli sınıfı belirtir.

10.2 Bu LED'i sürekli olarak 25mA'de sürebilir miyim?

25mA mutlak maksimum DC akım değeri olsa da, güvenilir uzun vadeli çalışma ve gerçek dünya termal koşullarını hesaba katmak için, sürücü devresini 20mA gibi tipik test koşulu gibi daha düşük bir akım için tasarlamak tavsiye edilir. Düşük akımda çalıştırmak güvenilirliği artırır.

10.3 Tepe Dalga Boyu ile Baskın Dalga Boyu arasındaki fark nedir?

Tepe Dalga Boyu (λ_P), spektral çıkışın en güçlü olduğu fiziksel dalga boyudur. Baskın Dalga Boyu (λ_d), algılanan rengi tanımlayan insan renk algısına (CIE şeması) dayalı hesaplanmış bir değerdir. Bu kırmızı LED gibi tek renkli bir kaynak için birbirine yakındırlar ancak mutlaka aynı değildirler.

11. Pratik Tasarım Örneği

Senaryo:5V hattından beslenen, 5 adet düzgün parlak kırmızı LED gerektiren bir durum göstergesi paneli tasarımı.

1. Sınıf Seçimi:Yüksek ve tutarlı parlaklık için Sınıf U (450-710 mcd) seçin.
2. Sürücü Akımı:Parlaklık ve ömür arasında iyi bir denge için LED başına 18mA hedefleyin.
3. Seri Direnç Hesaplaması:Ohm Kanunu kullanarak: R = (V_kaynak- V_F) / I_F. V_Faralığını (1.6V-2.4V) karşılamak için, muhafazakar bir tasarım için maksimum V_Fdeğerini kullanın: R = (5V - 2.4V) / 0.018A ≈ 144 Ω. En yakın standart değer 150 Ω'dur. Minimum V_Fiçin akımı yeniden hesaplayın: I_F= (5V - 1.6V) / 150Ω ≈ 22.7mA, bu hala güvenli bir sınır içindedir. Bu nedenle, her LED ile seri olarak 150Ω, 1/8W'lık bir direnç uygundur.
4. Düzen:LED'leri ve dirençleri önerilen ped düzenine göre yerleştirin. LED pedlerinin etrafında ısı dağıtımı için biraz bakır doldurma sağlayın.

12. Prensip Tanıtımı

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), elektrolüminesans yoluyla ışık yayan yarı iletken cihazlardır. P-n eklemine ileri yönde bir gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgede (bu durumda AlInGaP çipi) yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme, foton (ışık) şeklinde enerji açığa çıkarır. Yarı iletkenin spesifik malzeme bileşimi (Alüminyum, İndiyum, Galyum, Fosfit), bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tanımlar—bu örnekte, kırmızı. Kubbe şeklindeki epoksi lens, çipi korumak, yarı iletkenden ışık çıkışını artırmak ve radyasyon desenini geniş bir görüş açısına şekillendirmek için görev yapar.

13. Gelişim Trendleri

SMD LED teknolojisindeki genel eğilim, daha yüksek ışık verimliliğine (elektriksel girişin watt'ı başına daha fazla ışık çıkışı), geliştirilmiş güvenilirliğe ve daha yüksek yoğunluklu tasarımlara olanak sağlayan daha küçük paket boyutlarına doğru devam etmektedir. Ayrıca, tam renkli ekranlar ve otomotiv aydınlatması gibi hassas renk eşleştirmesi ve düzgünlük gerektiren uygulamaların taleplerini karşılamak için renk ve yoğunlukta daha sıkı sınıflandırma toleranslarına odaklanılmaktadır. Dahası, paketleme malzemelerindeki gelişmeler, daha iyi termal performans ve yüksek nem ve sıcaklık döngüsü gibi zorlu çevre koşullarına direnç sağlamayı amaçlamaktadır.