SMD LED LTST-T680QSWT Veri Sayfası - Dağınık Sarı AlInGaP - 20mA - 130mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'in teknik özelliklerini sağlar. Bileşen, otomatik baskılı devre kartı (PCB) montaj süreçleri için tasarlanmış olup, alan kısıtlı uygulamalara uygun minyatür bir forma sahiptir. LED, dağınık bir sarı ışık çıkışı üretmek için AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) yarı iletken malzemesini kullanır. Ana işlevi, çeşitli elektronik sistemlerde durum göstergesi, sinyal aydınlatması veya ön panel arka aydınlatması olarak kullanılmaktır.

1.1 Özellikler

• RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uyumludur.
• Otomatik pick-and-place makineleri için 7 inç çapında makaralara sarılı 8mm şerit ambalajda sunulur.
• Standartlaştırılmış EIA (Elektronik Endüstrileri Birliği) paket ayak izi.
• Standart entegre devre (IC) mantık seviyeleri ile giriş uyumluluğu.
• Otomatik bileşen yerleştirme sistemleri ile uyumluluk için tasarlanmıştır.
• Standart kızılötesi (IR) reflow lehimleme işlemlerine dayanıklıdır.
• JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) Nem Duyarlılık Seviyesi 3'e hızlandırılmış olarak ön koşullandırılmıştır.

1.2 Uygulamalar

Bu LED, geniş bir tüketici, ticari ve endüstriyel elektronik ekipman yelpazesinde kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Tipik uygulama alanları arasında telekomünikasyon cihazları (örneğin, telsiz/cep telefonları), ofis otomasyon ekipmanları (örneğin, dizüstü bilgisayarlar, ağ sistemleri), ev aletleri ve genel endüstriyel kontrol panelleri bulunur. Özel görevleri, durum göstergesi, sinyal veya sembol aydınlatması ve ön panel arka aydınlatmasıdır.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorumlama

Aşağıdaki bölümler, standart test koşulları (Ta=25°C) altında LED'in temel performans parametrelerinin detaylı bir analizini sağlar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırlar altında veya bu sınırlarda çalışma garanti edilmez ve güvenilir uzun vadeli performans için kaçınılmalıdır.

• Güç Dağılımı (Pd):130 mW. Bu, paketin ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır.
• Tepe İleri Akımı (I_F(tepe)):100 mA. Bu, aşırı ısınmayı önlemek için tipik olarak darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) belirtilen izin verilen maksimum anlık ileri akımdır.
• Sürekli İleri Akım (I_F):50 mA. Bu, sürekli çalışma için önerilen maksimum DC akımdır.
• Ters Gerilim (V_R):5 V. Bu değeri aşan bir ters öngerilim uygulamak, jonksiyon bozulmasına neden olabilir.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +85°C. Cihazın çalışması için tasarlandığı ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +100°C. Çalışmayan durumda depolama için sıcaklık aralığı.

2.2 Elektro-Optik Özellikler

Bu parametreler, cihazın normal çalışma koşulları (I_F= 20mA, Ta=25°C) altındaki performansını tanımlar.

• Işık Şiddeti (I_V):710 - 1400 mcd (milikandela). Bu, birim katı açı başına algılanan ışık gücüdür. Geniş aralık, bir sınıflandırma sisteminin kullanıldığını gösterir (Bkz. Bölüm 3). Ölçüm, CIE fotopik göz tepki eğrisini takip eder.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):120° (tipik). Bu, ışık şiddetinin optik eksendeki (0°) değerin yarısı olduğu tam açıdır. 120°'lik bir açı, geniş alan aydınlatması için uygun, geniş, dağınık bir yayılım modelini gösterir.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λ_P):592 nm (tipik). Spektral ışıma şiddetinin maksimum olduğu dalga boyu.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):584.5 - 594.5 nm. Bu, ışığın algılanan rengini en iyi temsil eden, CIE renklilik diyagramından türetilen tek dalga boyudur. Renk belirtimi için anahtar parametredir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):15 nm (tipik). Yayılımın maksimum şiddetinin yarısındaki spektral genişliği. 15nm'lik bir değer, AlInGaP malzemelerinin karakteristiğidir ve nispeten saf bir sarı rengi gösterir.
• İleri Gerilim (V_F):20mA'de 2.1V (tipik), 2.6V (maksimum). Belirtilen ileri akım iletildiğinde LED üzerindeki gerilim düşümü.
• Ters Akım (I_R):V_R=5V'de 10 μA (maksimum). Cihaz maksimum değeri dahilinde ters öngerilimli olduğunda akan küçük sızıntı akımı.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

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

3.1 İleri Gerilim (V_f) Sınıfı

LED'ler, 20mA'deki ileri gerilim düşümlerine göre sınıflandırılır. Bu, akım sınırlayıcı devreler tasarlamak ve paralel dizilerde tekdüze parlaklık sağlamak için kritiktir.

• Sınıf D2:1.8V - 2.0V
• Sınıf D3:2.0V - 2.2V
• Sınıf D4:2.2V - 2.4V
• Sınıf D5:2.4V - 2.6V
• Sınıf başına tolerans: ±0.1V

3.2 Işık Şiddeti (I_V) Sınıfı

Bu sınıflandırma, belirli bir ürün kodu için minimum bir parlaklık seviyesi sağlar.

• Sınıf U2:710 mcd - 900 mcd
• Sınıf V1:900 mcd - 1120 mcd
• Sınıf V2:1120 mcd - 1400 mcd
• Sınıf başına tolerans: ±11%

3.3 Baskın Dalga Boyu (W_d) Sınıfı

Bu sınıflandırma, LED tarafından yayılan sarı rengin kesin tonunu kontrol eder.

• Sınıf H:584.5 nm - 587.0 nm
• Sınıf J:587.0 nm - 589.5 nm
• Sınıf K:589.5 nm - 592.0 nm
• Sınıf L:592.0 nm - 594.5 nm
• Sınıf başına tolerans: ±1 nm

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiksel verilere atıfta bulunulurken, AlInGaP LED'ler için tipik performans eğilimleri tanımlanabilir.

4.1 Akım vs. Gerilim (I-V) Karakteristiği

İleri gerilim (V_F), ileri akım (I_F) ile logaritmik bir ilişki sergiler. Açma geriliminin (~1.8V AlInGaP için) altında akım minimumdur. Bu eşiğin üzerinde, V_F, I_F ile nispeten doğrusal olarak artar ve eğim diyodun dinamik direnci tarafından belirlenir. Önerilen 20mA'de çalışmak, tipik V_F range.

4.2 Işık Şiddeti vs. İleri Akım

Işık şiddeti (I_V), normal çalışma aralığında ileri akım (I_F) ile yaklaşık olarak orantılıdır. Ancak, çok yüksek akımlarda jonksiyon sıcaklığının artması ve diğer doğrusal olmayan etkiler nedeniyle verimlilik azalabilir. LED'i belirtilen sürekli akımın (50mA) altında veya bu seviyede sürmek, derecelendirilmiş çıkışı ve uzun ömürlülüğü korumak için esastır.

4.3 Sıcaklık Karakteristikleri

LED'lerin performansı sıcaklığa bağlıdır. Tipik olarak, ileri gerilim (V_F) negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir ve jonksiyon sıcaklığı yükseldikçe azalır. Tersine, ışık şiddeti genellikle artan jonksiyon sıcaklığı ile azalır. Uygulamada uygun termal yönetim (örneğin, ısı emici için yeterli PCB bakır alanı), belirtilen çalışma sıcaklığı aralığı boyunca tutarlı optik çıkış ve cihaz güvenilirliğini korumak için çok önemlidir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

LED, standart bir yüzey montaj paketinde bulunur. Aksi belirtilmedikçe, tüm kritik boyutlar milimetre cinsinden ve genel toleransı ±0.2mm olarak verilmiştir. Paket, geniş 120° görüş açısını oluşturan dağınık bir lens içerir.

5.2 Önerilen PCB Bağlantı Pedi Düzeni

Kızılötesi veya buhar fazı reflow lehimleme için bir lehim pedi deseni sağlanmıştır. Bu önerilen ayak izine uymak, uygun lehim bağlantısı oluşumunu, reflow sırasında kendi kendine hizalamayı ve güvenilir mekanik bağlantıyı sağlar. Ped tasarımı ayrıca LED paketinden ısı dağılımına yardımcı olur.

5.3 Polarite Tanımlama

Yüzey montaj LED'ler tipik olarak katot (negatif) terminalini belirtmek için paket üzerinde bir işaret veya şekilli bir özelliğe (çentik veya pahlı köşe gibi) sahiptir. Cihazın çalışması için PCB üzerinde doğru polarite yönlendirmesi zorunludur.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 IR Reflow Lehimleme Profili (Kurşunsuz Proses)

Veri sayfası, J-STD-020B'ye uygun bir profilden bahseder. Tipik bir kurşunsuz reflow profili şunları içerir:

• Ön Isıtma/Rampa:Flux'u aktifleştirmek ve termal şoku en aza indirmek için ~150-200°C'ye kademeli bir rampa.
• Islatma Bölgesi:PCB üzerinde sıcaklık eşitlemesine izin vermek için tipik olarak 150-200°C arasında, en fazla 120 saniye süren bir plato.
• Reflow Bölgesi:Maksimum 260°C tepe değerine hızlı bir sıcaklık artışı. Likidüs üzerindeki süre (örneğin, 217°C) kontrol edilmelidir.
• Soğutma:Lehim bağlantılarını katılaştırmak için kontrollü bir soğutma aşaması.
• Not:Belirli profil, kart kalınlığı, bileşen yoğunluğu ve lehim macunu özellikleri dikkate alınarak gerçek PCB montajı için optimize edilmelidir.

6.2 Depolama ve Taşıma

• Kapalı Paket:≤30°C ve ≤%70 RH'de depolayın. Nem bariyerli torba içinde ve kurutucu ile birlikte, paketleme tarihinden itibaren bir yıl içinde kullanın.
• Açılmış Paket:Kuru paketlerinden çıkarılan bileşenler için önerilen depolama ortamı ≤30°C ve ≤%60 RH'dir. Bileşenler, maruz kalma sonrası 168 saat (1 hafta) içinde IR reflow işlemine tabi tutulmalıdır. Daha uzun maruz kalma süreleri için, lehimleme öncesinde emilen nemi gidermek ve reflow sırasında \"patlamayı\" önlemek için 60°C'de 48 saatlik bir pişirme önerilir.

6.3 Temizlik

Lehim sonrası temizlik gerekliyse, izopropil alkol (IPA) veya etil alkol gibi alkol bazlı çözücüler kullanın. Daldırma normal sıcaklıkta ve bir dakikadan az süreyle yapılmalıdır. LED lensine veya paket malzemesine zarar verebilecek belirtilmemiş kimyasal temizleyicilerden kaçının.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

Bileşenler, koruyucu kapak bandı ile birlikte kabartmalı taşıyıcı şeritte ve 7 inç (178mm) çapında makaralara sarılı olarak tedarik edilir. Standart makara miktarı makara başına 2000 adettir. Paketleme, otomatik montaj ekipmanları ile uyumluluğu sağlamak için ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uygundur.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Devreleri

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Bir gerilim kaynağına bağlanırken seri bir akım sınırlayıcı direnç zorunludur. Direnç değeri (R_s) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R_s= (V_besleme- V_F) / I_F. Birden fazla LED'i paralel olarak sürerken tekdüze parlaklık için, tüm paralel dizi için tek bir direnç yerine her LED için ayrı bir akım sınırlayıcı direnç kullanılması şiddetle tavsiye edilir. Bu, bireysel LED'ler arasındaki ileri gerilim (V_F) doğal varyasyonlarını telafi eder.

8.2 Tasarım Hususları

• Termal Yönetim:Özellikle maksimum akım değerlerine yakın çalışırken, PCB düzeninin yeterli termal rahatlama sağladığından emin olun. LED'in termal pedine bağlı bakır alanlar ısı dağılımına yardımcı olabilir.
• ESD Koruması:Tüm LED'ler için açıkça belirtilmemiş olsa da, hassas ortamlar için LED'lere bağlı sinyal hatlarında temel ESD koruması uygulamak iyi bir tasarım uygulamasıdır.
• Optik Tasarım:Dağınık lens geniş bir görüş sağlar. Yönlendirilmiş ışık için harici optikler (reflektörler, ışık boruları) gerekli olabilir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu AlInGaP tabanlı sarı LED, belirli avantajlar sunar. GaAsP (Galyum Arsenit Fosfit) sarı LED'ler gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, AlInGaP önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sağlar, aynı sürücü akımında daha parlak çıkış ve sıcaklık ve ömür boyunca daha iyi renk kararlılığı sunar. Dağınık lensli geniş 120° görüş açısı, odaklanmış bir ışın yerine geniş, eşit aydınlatma gerektiren uygulamalar için temel bir özelliktir ve bu onu yönlendirilmiş ışık için tasarlanmış dar görüş açılı LED'lerden ayırır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 5V besleme ile hangi direnç değerini kullanmalıyım?

20mA'de tipik V_F= 2.1V kullanarak: R = (5V - 2.1V) / 0.02A = 145 Ohm. En yakın standart değer olan 150 Ohm, I_F≈ 19.3mA ile sonuçlanır, bu kabul edilebilir. Minimum akımın parlaklık gereksiniminiz için yeterli olduğundan emin olmak için her zaman maksimum V_F(2.6V) kullanarak hesaplayın: R_min= (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 Ohm.

10.2 Bu LED'i bir akım sınırlayıcı direnç olmadan sabit akım kaynağı kullanarak sürebilir miyim?

Evet, 20mA'ye ayarlanmış bir sabit akım sürücüsü, bir LED'i sürmek için mükemmel bir yöntemdir, çünkü ileri gerilim varyasyonlarından bağımsız olarak kesin akım regülasyonu sağlar. Bu, kritik parlaklık uygulamaları için genellikle tercih edilir.

10.3 Neden tepe akım değeri (100mA), sürekli akımdan (50mA) daha yüksek?

Tepe akım değeri, daha yüksek akımın kısa darbelerine izin verir; bu, çoklama şemaları veya kısa, parlak flaşlar oluşturmak için kullanışlı olabilir. Düşük görev döngüsü (1/10), ortalama güç dağılımının ve jonksiyon sıcaklığının güvenli sınırlar içinde kalmasını sağlayarak termal hasarı önler.

11. Pratik Kullanım Senaryosu Örneği

Senaryo: Bir Ağ Yönlendirici için Ön Panel Durum Göstergesi

Bir tasarımcı, bir yönlendiricinin ön panelinde güç, internet bağlantısı ve Wi-Fi aktivitesini göstermek için birden fazla sarı durum LED'ine ihtiyaç duyar. Geniş görüş açısı nedeniyle bu LED'i seçerler, böylece ışık çeşitli açılardan görülebilir. LED'ler, bir mikrodenetleyici üzerindeki GPIO pinleri aracılığıyla 15mA'de (daha uzun ömür için 20mA test koşulunun altında) sürülür. Her LED için 150 ohm'luk bir seri direnç, 3.3V hattına bağlanarak kullanılır. Dağınık lens, ev/ofis ortamı için uygun yumuşak, göz alıcı olmayan bir ışık sağlar. LED'ler, önerilen ped düzenine göre PCB üzerine yerleştirilir ve standart bir kurşunsuz reflow profili kullanılarak monte edilir.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Bir LED, bir yarı iletken diyottur. Malzemenin bant aralığı enerjisini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler p-n jonksiyonunda yeniden birleşir. Bir AlInGaP LED'inde, bu yeniden birleşme olayı enerjiyi foton (ışık) formunda salar. Alüminyum, İndiyum, Galyum ve Fosfit katmanlarının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tanımlar—bu durumda, sarı spektrumda (~590nm). Yarı iletken çipin etrafındaki dağınık epoksi lens, ışığı saçarak geniş yayılım modelini oluşturur.

13. Teknoloji Trendleri

LED teknolojisindeki genel trend, daha yüksek verimlilik (vat başına daha fazla lümen), geliştirilmiş renksel geriverim ve daha büyük güvenilirlik yönündedir. Gösterge tipi LED'ler için, ışık çıkışını korurken veya artırırken küçültme devam etmektedir. Ayrıca SMD paketlerinde mevcut renk gamının genişletilmesine odaklanılmaktadır. Sarı, kehribar ve kırmızı LED'ler için AlInGaP kullanımı, yerleşik, yüksek performanslı bir teknolojiyi temsil eder. Gelecekteki gelişmeler, daha dar spektral yayılım veya yüksek sıcaklıklarda daha yüksek verimlilik elde etmek için yeni malzeme sistemlerini veya nanoyapıları içerebilir.