SMD LED 0603 Yeşil Veri Sayfası - Boyutlar 1.6x0.8x0.6mm - Gerilim 3.2V - Güç 76mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, 0603 paket boyutunda bir yüzey montaj cihazı (SMD) Işık Yayan Diyot (LED) için eksiksiz teknik özellikleri sağlar. Cihaz, yeşil ışık üretmek için İndiyum Galyum Nitrür (InGaN) yarı iletken malzemesini kullanır. Otomatik montaj süreçleri için tasarlanmıştır ve standart kızılötesi ve buhar fazı reflow lehimleme teknikleriyle uyumludur, bu da yüksek hacimli elektronik üretimi için uygun hale getirir.

Bu bileşenin temel avantajları, kompakt boyutu, RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktifleriyle uyumluluğu ve otomatik yerleştirme sistemlerinde güvenilirlik için tasarlanmış olmasını içerir. Gösterge ışıkları, arka aydınlatma veya durum göstergelerinin gerekli olduğu çok çeşitli tüketici ve endüstriyel elektronik uygulamalarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak maksimum değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu değerler sürekli çalışma için değildir.

• Güç Dağılımı (Pd):76 mW. Bu, LED paketinin 25°C ortam sıcaklığında (Ta) ısı olarak dağıtabileceği maksimum toplam güçtür.
• Tepe İleri Yön Akımı (I_F(PEAK)):100 mA. Bu, darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) izin verilen maksimum akımdır. Bunun aşılması anında felaket bir arızaya neden olabilir.
• Sürekli İleri Yön Akımı (I_F):20 mA. Bu, uzun vadeli güvenilirlik ve kararlı ışık çıkışı sağlamak için sürekli DC çalışma için önerilen maksimum akımdır.
• DC Akım Düşürme:50°C ortam sıcaklığının üzerinde, izin verilen maksimum sürekli akım, santigrat derece başına 0.25 mA oranında doğrusal olarak azalır. Bu, kapalı veya yüksek sıcaklıklı ortamlarda termal yönetim için kritiktir.
• Ters Gerilim (V_R):5 V. Bundan daha büyük bir ters öngerilim uygulamak LED'in PN eklemini bozabilir.
• Çalışma & Depolama Sıcaklığı:Cihaz -20°C ile +80°C arasında çalışma ve -30°C ile +100°C arasında depolama için derecelendirilmiştir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bu parametreler, aksi belirtilmedikçe, 25°C ortam sıcaklığı ve 20 mA ileri yön akımı (I_F) standart test koşulunda ölçülür.

• Işık Şiddeti (I_V):Minimum 71.0 mcd'den maksimum 450.0 mcd'ye kadar değişir ve tipik bir değer sağlanır. Bu geniş aralık, bir sınıflandırma sistemi (daha sonra detaylandırılacak) ile yönetilir. Şiddet, insan gözünün fotopik tepkisine (CIE eğrisi) uyacak şekilde filtrelenmiş bir sensör kullanılarak ölçülür.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):130 derece. Bu, ışık şiddetinin eksen üzerinde ölçülen değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. 130 derecelik bir açı, gösterge uygulamaları için uygun geniş, dağınık bir ışık desenini gösterir.
• Tepe Dalga Boyu (λ_P):530 nm. Bu, spektral güç çıkışının en yüksek olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):525 nm. Bu, CIE renklilik diyagramından türetilir ve ışığın algılanan rengini en iyi tanımlayan tek dalga boyunu temsil eder. Renk tutarlılığı için anahtar parametredir.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):35 nm. Bu, maksimum gücünün yarısında (Yarım Maksimum Tam Genişlik - FWHM) yayılan spektrumun genişliğidir. Daha dar bir bant genişliği, daha saf, doygun bir rengi gösterir.
• İleri Yön Gerilimi (V_F):2.80 V (Min) ile 3.60 V (Maks) arasında değişir ve 20 mA'de tipik değeri 3.20 V'dur. Bu varyasyon, gerilim sınıflandırması ile yönetilir.
• Ters Akım (I_R):5 V ters öngerilim uygulandığında maksimum 10 µA. Uygulamada bu değerden önemli ölçüde yüksek bir değer, hasarlı bir cihazı gösterebilir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için, LED'ler anahtar performans parametrelerine göre "sınıflara" ayrılır. Bu, tasarımcıların uygulamaları için belirli tolerans gereksinimlerini karşılayan bileşenleri seçmelerine olanak tanır.

3.1 İleri Yön Gerilimi Sınıflandırması

Birimler, 20 mA'de ölçülen ileri yön gerilimlerine (V_F) göre sınıflandırılır. Sınıflar (D7'den D10'a) her sınıf içinde ±0.1V toleransa sahiptir.
Örnek: D8 sınıfı, V_F3.00V ile 3.20V arasında olan LED'leri içerir.

3.2 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Birimler, 20 mA'de ölçülen ışık şiddetlerine (I_V) göre sınıflandırılır. Sınıflar (Q, R, S, T) her sınıf içinde ±%15 toleransa sahiptir.
Örnek: S sınıfı, şiddeti 180.0 mcd ile 280.0 mcd arasında olan LED'leri içerir.

3.3 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Birimler, 20 mA'de ölçülen baskın dalga boylarına (λ_d) göre sınıflandırılır. Sınıflar (AP, AQ, AR) her sınıf içinde ±1 nm toleransa sahiptir.
Örnek: AQ sınıfı, baskın dalga boyu 525.0 nm ile 530.0 nm arasında olan, belirli bir yeşil tonu üreten LED'leri içerir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiksel eğrilere atıfta bulunulsa da (Şek.1, Şek.6), bunların etkileri LED teknolojisi için standarttır.

• IV Eğrisi:İleri yön akımı (I_F) ve ileri yön gerilimi (V_F) arasındaki ilişki üstel bir ilişkidir. "Diz" geriliminin ötesinde gerilimdeki küçük bir artış, akımda büyük ve potansiyel olarak zarar verici bir artışa neden olur. Bu nedenle sabit akım sürücüsü esastır.
• Işık Şiddeti vs. Akım:Işık çıkışı, çalışma aralığı içinde ileri yön akımıyla yaklaşık olarak orantılıdır. Ancak, artan ısı nedeniyle çok yüksek akımlarda verim düşebilir.
• Işık Şiddeti vs. Sıcaklık:Bir LED'in ışık çıkışı, eklem sıcaklığı arttıkça azalır. Bu, yüksek ortam sıcaklıklarında veya zayıf termal yönetimle çalışan uygulamalar için kritik bir husustur.
• Spektral Dağılım:Yayılan ışık spektrumu kabaca Gauss eğrisi şeklindedir ve tepe dalga boyu etrafında merkezlenmiştir. Baskın dalga boyu, CIE şemasındaki algılanan renk noktasını tanımlar.

5. Mekanik & Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

Cihaz, EIA standardı 0603 paket ayak izine uyar ve boyutları yaklaşık 1.6mm uzunluk, 0.8mm genişlik ve 0.6mm yüksekliktir (tolerans ±0.10mm). Lens su berraklığındadır. Hassas pad düzeni ve bileşen geometrisi için detaylı mekanik çizimlere başvurulmalıdır.

5.2 Polarite Tanımlama

Polarite tipik olarak bileşen gövdesindeki bir işaretle veya paketteki asimetrik bir özellikle belirtilir. Katot genellikle işaretlenir. Montaj sırasında doğru polariteye dikkat edilmelidir, çünkü 5V'u aşan ters öngerilim cihaza zarar verebilir.

5.3 Şerit ve Makara Paketleme

Bileşenler, 7 inç (178mm) çapındaki makaralara sarılmış 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Standart makara miktarı 3000 adettir. Paketleme, otomatik pick-and-place ekipmanıyla uyumluluğu sağlayan ANSI/EIA 481-1-A standartlarını takip eder. Şeridin, bileşenleri kirlenmeden korumak için bir kapağı vardır.

6. Lehimleme & Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

LED, kurşunsuz (Pb-free) lehimleme işlemleriyle uyumludur. Önerilen bir kızılötesi reflow profili sağlanmıştır:
- Ön Isıtma:150°C ila 200°C.
- Ön Isıtma Süresi:Termal dengeleme ve flux aktivasyonu için maksimum 120 saniye.
- Tepe Sıcaklığı:Maksimum 260°C.
- Sıvı Faz Üzerinde Süre:Tepe sıcaklıkta maksimum 10 saniye. Reflow işlemi ikiden fazla yapılmamalıdır.

6.2 El Lehimlemesi

El lehimlemesi gerekliyse, son derece dikkatli olunmalıdır:
- Havya Sıcaklığı:Maksimum 300°C.
- Lehimleme Süresi:Bacak başına maksimum 3 saniye.
- Plastik paket üzerindeki termal stresi en aza indirmek için el lehimlemesi yalnızca bir kez yapılmalıdır.

6.3 Temizleme

Yalnızca belirtilen temizleme maddeleri kullanılmalıdır. Önerilen çözücüler oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkoldür. LED bir dakikadan daha az süreyle daldırılmalıdır. Belirtilmemiş kimyasallar epoksi lensi veya paketi hasara uğratabilir.

6.4 Depolama & Taşıma

- Ortam sıcaklığı 30°C'yi ve bağıl nem %70'i aşmayan bir ortamda depolayın.
- Orijinal nem bariyerli torbadan çıkarıldıktan sonra, bileşenler bir hafta içinde reflow yapılmalıdır.
- Orijinal paket dışında daha uzun süreli depolama için, kurutuculu kapalı bir kap veya nitrojen atmosferi kullanın.
- Torba dışında bir haftadan fazla depolanan bileşenler, lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamayı" önlemek için yaklaşık 60°C'de en az 24 saat pişirilmelidir.

7. Uygulama Tasarım Önerileri

7.1 Sürücü Devre Tasarımı

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Özellikle birden fazla LED'i paralel bağlarken, her LED için bir seri akım sınırlayıcı direnç kullanılması şiddetle tavsiye edilir (Devre Modeli A). Birden fazla LED'i doğrudan bir gerilim kaynağından paralel sürmek (Devre Modeli B) önerilmez, çünkü bireysel LED'ler arasındaki ileri yön gerilimi (V_F) karakteristiğindeki küçük farklılıklar, akım paylaşımında ve dolayısıyla parlaklıkta önemli farklılıklara neden olacaktır.

7.2 Elektrostatik Deşarj (ESD) Koruması

LED, elektrostatik deşarja karşı hassastır. ESD hasarı, yüksek ters kaçak akımı, düşük ileri yön gerilimi veya ışık yaymada tamamen başarısızlık olarak kendini gösterebilir. Önlemler alınmalıdır:
- Operatörler topraklanmış bileklik veya antistatik eldiven giymelidir.
- Tüm çalışma istasyonları, ekipman ve araçlar uygun şekilde topraklanmalıdır.
- Taşıma sırasında plastik lens üzerinde birikebilecek statik yükü nötrleştirmek için iyonizerler kullanın.
- Standart ESD işleme prosedürlerini takip edin (ANSI/ESD S20.20).

7.3 Termal Yönetim

Güç dağılımı düşük olsa da (maks. 76mW), uygun termal tasarım ömrü uzatır ve kararlı ışık çıkışını korur. Özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum akım derecesine yakın çalışırken, ısı emilimi için yeterli PCB bakır alanı sağlayın. 50°C'nin üzerindeki akım düşürme özelliğine uyun.

8. Teknik Karşılaştırma & Dikkat Edilmesi Gerekenler

GaP gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, bu InGaN tabanlı yeşil LED daha yüksek verim ve daha parlak çıkış sunar. 0603 paketi, 0805 veya 1206 gibi eski LED paketlerinden önemli ölçüde daha küçük bir ayak izi sağlayarak daha yüksek yoğunluklu PCB tasarımlarına olanak tanır. Geniş 130 derecelik görüş açısı, çok yönlü göstergeler için idealdir, oysa dar açılı LED'ler odaklanmış ışın uygulamaları için tercih edilebilir. Kapsamlı sınıflandırma sistemi, sınıflandırılmamış veya geniş sınıflandırılmış bileşenlere kıyasla kritik uygulamalarda daha sıkı renk ve parlaklık eşleştirmesine olanak tanır.

9. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Bu LED'i doğrudan 5V mantık çıkışından sürebilir miyim?
A: Hayır. Tipik V_Fdeğeri 3.2V olduğundan, doğrudan 5V'a bağlamak aşırı akıma neden olur ve LED'i tahrip eder. Bir seri akım sınırlayıcı direnç kullanmalısınız. Direnç değerini R = (V_kaynak- V_F) / I_F.

formülüyle hesaplayın.
S: Işık şiddetinde neden bu kadar geniş bir aralık var (71-450 mcd)?

A: Bu, tam üretim yayılımıdır. Sınıflandırma sistemi (Q, R, S, T) aracılığıyla, ürününüzde tutarlılık sağlamak için belirli, daha dar bir şiddet aralığından (örneğin, S sınıfı: 180-280 mcd) LED satın alabilirsiniz.
S: Bu LED açık hava kullanımı için uygun mudur?

A: Çalışma sıcaklık aralığı -20°C ile +80°C arasındadır. Birçok açık hava koşulunda çalışabilse de, doğrudan güneş ışığına, neme ve UV radyasyonuna uzun süre maruz kalmak zamanla epoksi lensi bozabilir. Zorlu ortamlar için, konformal kaplamalı veya özellikle açık hava kullanımı için derecelendirilmiş LED'leri düşünün.
S: Ters gerilim derecesini aşarsam ne olur?

A: Ters öngerilimde 5V'u aşmak, PN ekleminin çığ kırılmasına neden olabilir, bu da genellikle bir kısa devre ile sonuçlanan ani ve kalıcı hasara yol açar.

10. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması
Senaryo: Bir ağ yönlendirici için durum göstergesi paneli tasarlamak.SPanel, bağlantı aktivitesini ve güç durumunu göstermek için 10 adet aynı parlak yeşil LED gerektirir. Tüm LED'lerin aynı parlaklık ve renge sahip olmasını sağlamak için, tasarımcı şiddet için S sınıfını (180-280 mcd) ve baskın dalga boyu için AQ sınıfını (525-530 nm) belirtir. Tutarlı akım sağlamak için, her LED bir mikrodenetleyicinin GPIO pini üzerinden 100 ohm'luk bir seri dirençle (3.3V besleme ve ~20mA hedef akım için hesaplanmış) sürülür. PCB düzeni, ısı dağılımı için bir toprak katmanına bağlı küçük bir termal rahatlatma pad'i içerir. Montaj sırasında, fabrika önerilen IR reflow profilini kullanır ve operatörler ESD protokollerini takip eder. Sonuç, tek tip, güvenilir gösterge ışıklarına sahip bir paneldir.AQ11. Çalışma Prensibi

Bu bir yarı iletken fotonik cihazdır. Eklemin içsel potansiyelini aşan bir ileri yön gerilimi uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye (InGaN kuantum kuyusu) enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleşir ve enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakır. Yayılan ışığın belirli dalga boyu (rengi), InGaN yarı iletken malzemesinin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir ve bu, yeşil ışık (~525-530 nm) üretmek için epitaksiyel büyüme sürecinde mühendislik edilir. Epoksi lens, yarı iletken die'yi korumak, ışık çıkış demetini şekillendirmek ve çipten ışık çıkarma verimliliğini artırmak için görev yapar.

12. Teknoloji Trendleri

Yeşil LED'ler için temel teknoloji olan InGaN, gelişmeye devam etmektedir. Trendler şunları içerir:

Artırılmış Verim:
- Devam eden araştırmalar, "verim düşüşünü" (daha yüksek sürücü akımlarında verimdeki düşüş) azaltmayı ve iç kuantum verimliliğini iyileştirmeyi amaçlamaktadır, bu da daha düşük güçte daha parlak LED'lere yol açar.Küçültme:
- Paket boyutları, ultra kompakt tüketici elektroniği taleplerini karşılamak için küçülmeye devam etmektedir (örneğin, 0603'ten 0402'ye ve daha küçüğüne).Geliştirilmiş Renk Tutarlılığı:
- Epitaksiyel büyüme ve sınıflandırma algoritmalarındaki ilerlemeler, üretimden doğrudan daha sıkı renk toleranslarına olanak tanıyarak ikincil sınıflandırma ihtiyacını azaltır.Daha Yüksek Güvenilirlik:
- Paketleme malzemeleri ve die bağlama teknolojilerindeki iyileştirmeler, operasyonel ömrü uzatmak ve termal ve mekanik strese karşı direnci artırmaktadır.Improvements in packaging materials and die attach technologies are extending operational lifetimes and increasing resistance to thermal and mechanical stress.