İçindekiler
- 1. Ürün Genel Bakışı
- 1.1 Temel Özellikler
- 1.2 Hedef Uygulamalar
- 2. Teknik Özellikler Derinlemesine İnceleme
- 2.1 Mutlak Maksimum Değerler
- 2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler
- 3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması
- 3.1 İleri Gerilim (Vf) Sınıflandırması
- 3.2 Işık Şiddeti (IV) Sınıflandırması
- 3.3 Baskın Dalga Boyu (Wd) Sınıflandırması
- 4. Performans Eğrisi Analizi
- 5. Mekanik ve Paket Bilgisi
- 5.1 Paket Boyutları
- 5.2 Önerilen PCB Lehim Yatağı Tasarımı
- 6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları
- 6.1 IR Reflow Lehimleme Profili
- 6.2 El Lehimleme
- 6.3 Temizleme
- 7. Depolama ve Kullanım Uyarıları
- 7.1 Depolama Koşulları
- 7.2 Uygulama Uyarısı
- 8. Paketleme ve Sipariş Bilgisi
- 8.1 Şerit ve Makara Özellikleri
- 9. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları
- 10. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma
- 11. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)
- 12. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği
- 13. Çalışma Prensibi
- 14. Teknoloji Trendleri
- LED Spesifikasyon Terminolojisi
- Fotoelektrik Performans
- Elektrik Parametreleri
- Termal Yönetim ve Güvenilirlik
- Ambalaj ve Malzemeler
- Kalite Kontrol ve Sınıflandırma
- Test ve Sertifikasyon
1. Ürün Genel Bakışı
Bu belge, otomatik baskılı devre kartı montajı ve alan kısıtlı uygulamalar için tasarlanmış bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'in özelliklerini detaylandırır. Bileşen, dağınık bir lense sahiptir ve yeşil ışık yayar, bu da onu gösterge veya aydınlatma işlevlerinin gerekli olduğu çeşitli elektronik ekipmanlar için uygun kılar.
1.1 Temel Özellikler
- RoHS çevre standartlarına uyumludur.
- Otomatik montaj için 7 inç çapında makaralara sarılı 12mm şerit üzerinde paketlenmiştir.
- JEDEC Nem Duyarlılık Seviyesi 2a'ya göre ön koşullandırılmıştır.
- AEC-Q101 Rev D'ye atıfla kalifiye edilmiştir, otomotiv uygulamaları için uygundur.
- Uyumluluk için standart EIA paket şekli.
- IC uyumlu sürücü akımı.
- Otomatik pick-and-place ekipmanları ile uyumluluk için tasarlanmıştır.
- Kızılötesi reflow lehimleme işlemleri için uygundur.
1.2 Hedef Uygulamalar
Bu LED, telsiz ve cep telefonları, dizüstü bilgisayarlar ve ağ sistemleri dahil olmak üzere çok çeşitli elektronik ekipmanlarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır. İş makinelerindeki aksesuar uygulamaları için özel olarak belirtilmiştir.
2. Teknik Özellikler Derinlemesine İnceleme
2.1 Mutlak Maksimum Değerler
Tüm değerler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir. Bu limitlerin aşılması kalıcı hasara neden olabilir.
- Güç Dağılımı (Pd):90 mW
- Tepe İleri Akımı (IF(tepe)):50 mA (1/10 görev döngüsünde, 0.1ms darbe genişliğinde)
- Sürekli İleri Akım (IF):20 mA DC
- Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +100°C
- Depolama Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +100°C
2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler
Tipik performans, belirtilen test koşullarında Ta=25°C'de ölçülür.
- Işık Şiddeti (IV):250 - 640 mcd (IF= 2 mA'de tipik değer). CIE fotopik göz tepki eğrisine yaklaşan bir sensör/filtre ile ölçülmüştür.
- Görüş Açısı (2θ1/2):110 derece. Şiddetin eksenel değerin yarısı olduğu eksen dışı açı olarak tanımlanır.
- Tepe Yayılım Dalga Boyu (λp):518 nm (spektral ölçümden).
- Baskın Dalga Boyu (λd):523 - 538 nm (IF= 2 mA'de). Algılanan rengi temsil eder. Tolerans ±1 nm'dir.
- Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):35 nm.
- İleri Gerilim (VF):2.0 - 2.9 V (IF= 2 mA'de). Tolerans ±0.1 V'dir.
- Ters Gerilim (Vz):6 - 8 V (Iz= 10 μA'de). Not: Cihaz ters çalışma için tasarlanmamıştır; bu parametre yalnızca IR testi içindir.
- Ters Akım (IR):Maksimum 10 μA (VR= 5V'de).
- ESD Dayanım Gerilimi:2000 V (İnsan Vücut Modeli).
3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması
Renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için bileşenler, ana parametrelere göre sınıflara ayrılır. Parti etiketi, Vf, IV ve Renk (Wd) için sınıf kodlarını gösterir.
3.1 İleri Gerilim (Vf) Sınıflandırması
IF= 2 mA'de ölçülür. Her sınıf içi tolerans ±0.1V'dir.
- H3:2.0 V (Min) ila 2.3 V (Maks)
- H4:2.3 V (Min) ila 2.6 V (Maks)
- H5:2.6 V (Min) ila 2.9 V (Maks)
3.2 Işık Şiddeti (IV) Sınıflandırması
IF= 2 mA'de ölçülür. Her sınıf içi tolerans ±%11'dir.
- T1:250 mcd (Min) ila 400 mcd (Maks)
- T2:400 mcd (Min) ila 640 mcd (Maks)
3.3 Baskın Dalga Boyu (Wd) Sınıflandırması
IF= 2 mA'de ölçülür. Her sınıf içi tolerans ±1 nm'dir.
- AQ:523 nm (Min) ila 528 nm (Maks)
- AR:528 nm (Min) ila 533 nm (Maks)
- AS:533 nm (Min) ila 538 nm (Maks)
4. Performans Eğrisi Analizi
Veri sayfası, tasarıma yardımcı olmak için tipik karakteristik eğrileri içerir. Bu eğriler, ileri akım ile ışık şiddeti arasındaki ilişkiyi ve ışığın uzaysal dağılımını (radyasyon deseni) gösterir. Uzaysal dağılım grafiği, dağınık lens tarafından oluşturulan aydınlatma profilini anlamak için çok önemlidir ve ışığın 110 derecelik görüş açısı üzerinde nasıl dağıldığını gösterir. Tasarımcılar, IV vs. IF eğrisini farklı sürücü akımlarındaki parlaklığı tahmin etmek için kullanabilir, böylece LED'in maksimum değerleri aşmadan uygulama gereksinimlerini karşılamasını sağlayabilir.
5. Mekanik ve Paket Bilgisi
5.1 Paket Boyutları
LED, standart bir SMD paket şekline uyar. Ana boyutlar (milimetre cinsinden) yaklaşık 2.0 x 1.25 mm gövde boyutu ve 0.8 mm yüksekliği içerir. Aksi belirtilmedikçe toleranslar tipik olarak ±0.2 mm'dir. Kesin lehim yatağı tasarımı için detaylı bir boyut çizimine başvurulmalıdır.
5.2 Önerilen PCB Lehim Yatağı Tasarımı
Kızılötesi veya buhar fazlı reflow lehimleme için bir lehim yatağı önerisi sağlanmıştır. Bu şekle uymak, uygun lehim bağlantısı oluşumu, mekanik stabilite sağlama ve çalışma sırasında ısı dağılımını kolaylaştırma açısından kritik öneme sahiptir.
6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları
6.1 IR Reflow Lehimleme Profili
Kurşunsuz (Pb-free) lehimleme işlemleri için önerilen profil J-STD-020'yi takip eder. Ana parametreler şunlardır:
- Ön Isıtma Sıcaklığı:150°C ila 200°C.
- Ön Isıtma Süresi:Maksimum 120 saniye.
- Tepe Sıcaklık:Maksimum 260°C.
- Likidüs Üzeri Süre:Maksimum 10 saniye (maksimum iki reflow döngüsü için önerilir).
Not: Optimal profil, spesifik PCB tasarımına, bileşenlere, lehim pastasına ve fırına bağlıdır. Spesifik montaj için karakterizasyon önerilir.
6.2 El Lehimleme
El lehimleme gerekliyse:
- Havya Sıcaklığı:Maksimum 300°C.
- Lehimleme Süresi:Bacak başına maksimum 3 saniye (yalnızca bir kez).
6.3 Temizleme
Lehimleme sonrası temizlik gerekliyse, oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkol gibi alkol bazlı çözücüler kullanın. Daldırma bir dakikayı geçmemelidir. Belirtilmemiş kimyasal temizleyicilerden kaçının.
7. Depolama ve Kullanım Uyarıları
7.1 Depolama Koşulları
- Kapalı Paket:≤30°C ve ≤%70 RH'de depolayın. Nem önleyici torbalarda, paketleme tarihinden itibaren bir yıl içinde kullanın.
- Açılmış Paket:≤30°C ve ≤%60 RH'de depolayın. Bileşenler, açıldıktan sonra 168 saat (7 gün) içinde reflow lehimlenmelidir.
- Uzatılmış Depolama (Açık):Nem alıcılı kapalı bir kapta veya nitrojen desikatöründe depolayın.
- Kurutma:168 saatten fazla açıkta kaldıysa, nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamayı" önlemek için lehimlemeden önce yaklaşık 60°C'de en az 48 saat kurutun.
7.2 Uygulama Uyarısı
Bu LED, sıradan elektronik ekipmanlar için tasarlanmıştır. Ön danışma ve spesifik kalifikasyon olmadan, arızanın hayatı veya sağlığı tehlikeye atabileceği güvenlik açısından kritik uygulamalar (örn. havacılık, tıbbi yaşam destek) için önerilmez.
8. Paketleme ve Sipariş Bilgisi
8.1 Şerit ve Makara Özellikleri
- Şerit Genişliği:12 mm.
- Makar Çapı:7 inç.
- Makara Başına Miktar:2000 adet.
- Minimum Sipariş Miktarı:Kalan partiler için 500 adet.
- Paketleme Standardı:EIA-481-1-B'ye uygun olarak. Boş yuvalar kapak bandı ile kapatılır. Maksimum iki ardışık eksik bileşene izin verilir.
9. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları
Bu LED'i bir tasarıma entegre ederken aşağıdakileri göz önünde bulundurun:
- Akım Sınırlama:İleri akımı güvenli bir değerle, tipik olarak 20 mA DC maksimum değerinde veya altında sınırlamak için daima seri bir direnç veya sabit akım sürücüsü kullanın. Hassas direnç hesaplaması için VF sınıfı dikkate alınmalıdır.
- Termal Yönetim:Güç dağılımı düşük olsa da (90 mW), özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum akıma yakın çalışırken PCB'nin yeterli termal rahatlama sağladığından emin olun.
- Optik Tasarım:Dağınık lens, panel göstergeleri için uygun geniş, eşit bir görüş açısı sağlar. Odaklanmış ışık için ikincil optikler gerekebilir.
- ESD Koruması:2kV HBM için derecelendirilmiş olsa da, hassas ortamlarda standart ESD işleme ve gerekirse devre koruması (örn. TVS diyotları) uygulayın.
10. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma
Bu LED, özelliklerinin kombinasyonu ile kendini farklılaştırır: AEC-Q101 kalifikasyon referansı, onu otomotiv aksesuar uygulamaları için bir aday yapar. MSL 2a'ya ön koşullandırma, standart reflow işlemleri için güvenilirliği artırır. Detaylı sınıflandırma sistemi, sınıflandırılmamış parçalara kıyasla üretim serilerinde daha sıkı renk ve parlaklık eşleştirmesine olanak tanır. Dağınık lensli geniş 110 derecelik görüş açısı, geniş, parlama yapmayan aydınlatma gerektiren uygulamalar için idealdir.
11. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)
S: Tepe Dalga Boyu ile Baskın Dalga Boyu arasındaki fark nedir?
C: Tepe Dalga Boyu (518 nm), spektral eğrideki maksimum güç çıkışı noktasıdır. Baskın Dalga Boyu (523-538 nm), CIE renk tablosundan türetilir ve ışığın algılanan rengine en iyi uyan tek dalga boyunu temsil eder, bu da insan görüşü için daha alakalıdır.
S: Bu LED'i sürekli olarak 20 mA'de sürebilir miyim?
C: Evet, 20 mA, 25°C'de maksimum sürekli DC ileri akım derecesidir. Güvenilir çalışma için, özellikle daha yüksek ortam sıcaklıklarında, akımın düşürülmesi önerilir. Her zaman güç dağılımı limitine (90 mW) başvurun.
S: Cihaz ters çalışma için değilse neden bir ters gerilim derecesi var?
C: Vz derecesi (6-8V) öncelikle dahili kalite güvence testi (IR testi) için bir parametredir. Delinme gerilimini gösterir. Devre tasarımında, LED'in asla ters öngerilime maruz kalmamasını sağlamalısınız, çünkü küçük ters akımlar bile performansı düşürebilir.
S: Bir etiket üzerindeki "H4/T2/AR" sınıf kodunu nasıl yorumlarım?
C: Bu, LED'lerin 2.3V ile 2.6V (H4) arasında ileri gerilime, 400 ile 640 mcd (T2) arasında ışık şiddetine ve 528 ile 533 nm (AR) arasında baskın dalga boyuna sahip olduğu belirli bir partiyi gösterir.
12. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği
Senaryo: Bir tüketici yönlendiricisi için durum göstergesi tasarlama.LED'in yeşil, çeşitli açılardan görülebilir ve sürekli çalışma için güvenilir olması gerekir. Bu bileşen uygundur. 5-10 mA'lik bir sürücü akımı, limitler içinde kalırken yeterli parlaklık sağlayacak ve uzun vadeli güvenilirliği garanti edecektir. Tasarımcı, tipik VF (örn. H4 sınıfı için 2.5V) ve besleme gerilimine (örn. 3.3V) dayanarak bir akım sınırlama direnci seçecektir. Geniş görüş açısı, yönlendiricinin yönü ne olursa olsun durumun görülebilir olmasını sağlar. Şerit ve makara paketleme, yönlendiricinin ana PCB'sinde verimli, otomatik montaja olanak tanır.
13. Çalışma Prensibi
Bu bir yarı iletken ışık yayan diyottur (LED). Eşiği aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgede (yeşil ışık yayımı için InGaN'dan oluşur) yeniden birleşir ve enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakır. Spesifik malzeme bileşimi, yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler. Dağınık epoksi lens, yarı iletken çipi kapsüller, çevresel koruma sağlar, mekanik destek verir ve ışık çıkışını geniş, düzgün bir huzmeye şekillendirir.
14. Teknoloji Trendleri
Optoelektronik endüstrisi, bu tür bileşenlerle ilgili birkaç ana alanda ilerlemeye devam etmektedir: artan ışık verimliliği (vat başına daha fazla ışık çıkışı), gelişmiş renk tutarlılığı ve daha sıkı sınıflandırma toleransları, otomotiv ve endüstriyel pazarlar için gelişmiş güvenilirlik ve daha yüksek sıcaklıkta çalışma ve paketlerin daha da küçültülmesi. Genel aydınlatma ve otomotiv uygulamalarında LED'lerin daha yüksek verimliliğe ve daha geniş benimsenmesine yönelik itici güç, yarı iletken malzemeler ve paketleme teknolojilerinde sürekli iyileştirmeyi teşvik etmektedir.
LED Spesifikasyon Terminolojisi
LED teknik terimlerinin tam açıklaması
Fotoelektrik Performans
| Terim | Birim/Temsil | Basit Açıklama | Neden Önemli |
|---|---|---|---|
| Işık Verimliliği | lm/W (watt başına lümen) | Watt elektrik başına ışık çıkışı, daha yüksek daha enerji verimli anlamına gelir. | Doğrudan enerji verimliliği sınıfını ve elektrik maliyetini belirler. |
| Işık Akısı | lm (lümen) | Kaynak tarafından yayılan toplam ışık, yaygın olarak "parlaklık" denir. | Işığın yeterince parlak olup olmadığını belirler. |
| Görüş Açısı | ° (derece), örn., 120° | Işık şiddetinin yarıya düştüğü açı, ışın genişliğini belirler. | Aydınlatma aralığını ve düzgünlüğünü etkiler. |
| Renk Sıcaklığı | K (Kelvin), örn., 2700K/6500K | Işığın sıcaklığı/soğukluğu, düşük değerler sarımsı/sıcak, yüksek beyazımsı/soğuk. | Aydınlatma atmosferini ve uygun senaryoları belirler. |
| Renk Geri Verim İndeksi | Birimsiz, 0–100 | Nesne renklerini doğru şekilde yansıtma yeteneği, Ra≥80 iyidir. | Renk gerçekliğini etkiler, alışveriş merkezleri, müzeler gibi yüksek talep gören yerlerde kullanılır. |
| Renk Toleransı | MacAdam elips adımları, örn., "5-adım" | Renk tutarlılık ölçüsü, daha küçük adımlar daha tutarlı renk anlamına gelir. | Aynı LED partisi boyunca düzgün renk sağlar. |
| Baskın Dalga Boyu | nm (nanometre), örn., 620nm (kırmızı) | Renkli LED'lerin rengine karşılık gelen dalga boyu. | Kırmızı, sarı, yeşil tek renkli LED'lerin tonunu belirler. |
| Spektral Dağılım | Dalga boyu vs şiddet eğrisi | Dalga boyları boyunca şiddet dağılımını gösterir. | Renk geri verimini ve renk kalitesini etkiler. |
Elektrik Parametreleri
| Terim | Sembol | Basit Açıklama | Tasarım Hususları |
|---|---|---|---|
| İleri Yönlü Gerilim | Vf | LED'i açmak için minimum gerilim, "başlangıç eşiği" gibi. | Sürücü gerilimi ≥Vf olmalıdır, seri LED'ler için gerilimler toplanır. |
| İleri Yönlü Akım | If | Normal LED çalışması için akım değeri. | Genellikle sabit akım sürüşü, akım parlaklık ve ömrü belirler. |
| Maksimum Darbe Akımı | Ifp | Kısa süreler için tolere edilebilen tepe akım, karartma veya flaş için kullanılır. | Darbe genişliği ve görev döngüsü hasarı önlemek için sıkı kontrol edilmelidir. |
| Ters Gerilim | Vr | LED'in dayanabileceği maksimum ters gerilim, ötesinde çökme neden olabilir. | Devre ters bağlantı veya gerilim dalgalanmalarını önlemelidir. |
| Termal Direnç | Rth (°C/W) | Çipten lehime ısı transferine direnç, düşük daha iyidir. | Yüksek termal direnç daha güçlü ısı dağıtımı gerektirir. |
| ESD Bağışıklığı | V (HBM), örn., 1000V | Elektrostatik deşarja dayanma yeteneği, daha yüksek daha az savunmasız anlamına gelir. | Üretimde anti-statik önlemler gerekir, özellikle hassas LED'ler için. |
Termal Yönetim ve Güvenilirlik
| Terim | Ana Metrik | Basit Açıklama | Etki |
|---|---|---|---|
| Kavşak Sıcaklığı | Tj (°C) | LED çip içindeki gerçek çalışma sıcaklığı. | Her 10°C azalma ömrü ikiye katlayabilir; çok yüksek ışık bozulması, renk kaymasına neden olur. |
| Lümen Değer Kaybı | L70 / L80 (saat) | Parlaklığın başlangıç değerinin %70 veya %80'ine düşme süresi. | LED'in "hizmet ömrünü" doğrudan tanımlar. |
| Lümen Bakımı | % (örn., %70) | Zamandan sonra tutulan parlaklık yüzdesi. | Uzun süreli kullanım üzerine parlaklık tutma yeteneğini gösterir. |
| Renk Kayması | Δu′v′ veya MacAdam elips | Kullanım sırasında renk değişim derecesi. | Aydınlatma sahnelerinde renk tutarlılığını etkiler. |
| Termal Yaşlanma | Malzeme bozulması | Uzun süreli yüksek sıcaklık nedeniyle bozulma. | Parlaklık düşüşü, renk değişimi veya açık devre arızasına neden olabilir. |
Ambalaj ve Malzemeler
| Terim | Yaygın Tipler | Basit Açıklama | Özellikler ve Uygulamalar |
|---|---|---|---|
| Paket Tipi | EMC, PPA, Seramik | Çipi koruyan muhafaza malzemesi, optik/termal arayüz sağlar. | EMC: iyi ısı direnci, düşük maliyet; Seramik: daha iyi ısı dağılımı, daha uzun ömür. |
| Çip Yapısı | Ön, Flip Çip | Çip elektrot düzeni. | Flip çip: daha iyi ısı dağılımı, daha yüksek verimlilik, yüksek güç için. |
| Fosfor Kaplama | YAG, Silikat, Nitrür | Mavi çipi kaplar, bir kısmını sarı/kırmızıya dönüştürür, beyaza karıştırır. | Farklı fosforlar verimliliği, CCT'yi ve CRI'yı etkiler. |
| Lens/Optik | Düz, Mikrolens, TIR | Işık dağılımını kontrol eden yüzeydeki optik yapı. | Görüş açısını ve ışık dağılım eğrisini belirler. |
Kalite Kontrol ve Sınıflandırma
| Terim | Sınıflandırma İçeriği | Basit Açıklama | Amaç |
|---|---|---|---|
| Işık Akısı Sınıfı | Kod örn. 2G, 2H | Parlaklığa göre gruplandırılmış, her grubun min/maks lümen değerleri var. | Aynı partide düzgün parlaklık sağlar. |
| Gerilim Sınıfı | Kod örn. 6W, 6X | İleri yönlü gerilim aralığına göre gruplandırılmış. | Sürücü eşleştirmeyi kolaylaştırır, sistem verimliliğini artırır. |
| Renk Sınıfı | 5-adım MacAdam elips | Renk koordinatlarına göre gruplandırılmış, sıkı aralık sağlayarak. | Renk tutarlılığını garanti eder, armatür içinde düzensiz renkten kaçınır. |
| CCT Sınıfı | 2700K, 3000K vb. | CCT'ye göre gruplandırılmış, her birinin karşılık gelen koordinat aralığı var. | Farklı sahne CCT gereksinimlerini karşılar. |
Test ve Sertifikasyon
| Terim | Standart/Test | Basit Açıklama | Önem |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lümen bakım testi | Sabit sıcaklıkta uzun süreli aydınlatma, parlaklık bozulmasını kaydeder. | LED ömrünü tahmin etmek için kullanılır (TM-21 ile). |
| TM-21 | Ömür tahmin standardı | LM-80 verilerine dayanarak gerçek koşullar altında ömrü tahmin eder. | Bilimsel ömür tahmini sağlar. |
| IESNA | Aydınlatma Mühendisliği Topluluğu | Optik, elektrik, termal test yöntemlerini kapsar. | Endüstri tarafından tanınan test temeli. |
| RoHS / REACH | Çevresel sertifikasyon | Zararlı maddeler (kurşun, cıva) olmadığını garanti eder. | Uluslararası pazara erişim gereksinimi. |
| ENERGY STAR / DLC | Enerji verimliliği sertifikasyonu | Aydınlatma ürünleri için enerji verimliliği ve performans sertifikasyonu. | Devlet alımlarında, sübvansiyon programlarında kullanılır, rekabet gücünü artırır. |