SMD Yeşil LED GaP Veri Sayfası - 3.2x2.8x1.9mm - 2.6V - 72mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu doküman, yüksek parlaklıklı, yüzey montaj bir yeşil LED'in eksiksiz teknik özelliklerini sağlar. Cihaz, tüketici elektroniği, ofis ekipmanları ve iletişim cihazlarındaki genel amaçlı gösterge ve arka aydınlatma uygulamaları için tasarlanmıştır. Başlıca avantajları arasında otomatik yerleştirme ekipmanlarıyla uyumluluk, kızılötesi ve reflow lehimleme işlemlerine uygunluk ve kurşunsuz (RoHS) gerekliliklerine uygunluk yer alır. Standart EIA paketi, endüstri içinde geniş uyumluluk sağlar.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Cihazın çalışma limitleri, 25°C ortam sıcaklığında (Ta) tanımlanmıştır. Bu değerlerin aşılması kalıcı hasara neden olabilir.

• Güç Dağılımı (Pd):72 mW. Bu, LED'in sürekli çalışma altında güvenle ısı olarak dağıtabileceği maksimum güçtür.
• Tepe İleri Akımı (IFP):80 mA. Bu, 1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliğinde belirtilen, darbe koşulları altında izin verilen maksimum akımdır. Kısa, yüksek yoğunluklu flaşları karşılamak için DC değerinden önemli ölçüde yüksektir.
• DC İleri Akımı (IF):30 mA. Bu, güvenilir uzun vadeli çalışma için önerilen maksimum sürekli ileri akımdır.
• Ters Gerilim (VR):5 V. Bu limitin ötesinde bir ters gerilim uygulamak LED'in yarı iletken bağlantısına zarar verebilir.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +85°C. Cihaz, bu geniş endüstriyel sıcaklık aralığı boyunca güvenilir performans için derecelendirilmiştir.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +100°C.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Ana performans parametreleri Ta=25°C ve IF=20mA standart test akımında ölçülmüştür.

• Işık Şiddeti (Iv):Minimum 7.1 mcd'den tipik 45.0 mcd değerine kadar değişir. Gerçek şiddet, Bölüm 3'te detaylandırıldığı gibi sınıflandırılmıştır.
• Görüş Açısı (2θ1/2):120 derece. Bu geniş görüş açısı, geniş görünürlük gerektiren uygulamalar için uygun olan difüz lens tipini gösterir.
• Tepe Emisyon Dalga Boyu (λP):565 nm. Bu, spektral çıkışın en güçlü olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λd):569 nm. CIE renklilik diyagramından türetilen bu tek dalga boyu, LED'in algılanan rengini (yeşil) tanımlar.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):30 nm. Bu parametre spektral saflığı tanımlar; daha dar bir genişlik daha monokromatik bir ışık kaynağını gösterir.
• İleri Gerilim (VF):Tipik olarak 2.6V, 20mA'de 2.0V ila 2.6V aralığında. Tipik değer için +/- 0.1V tolerans belirtilmiştir.
• Ters Akım (IR):5V ters gerilim uygulandığında maksimum 10 µA.

3. Sınıflandırma (Binning) Sistemi Açıklaması

Üretim partileri arasında parlaklık tutarlılığını sağlamak için, ışık şiddeti sınıflara ayrılmıştır. Sınıf kodu, parça numarası seçiminin bir parçasıdır.

• Sınıf Kodu K:7.1 mcd (Min) ila 11.2 mcd (Maks)
• Sınıf Kodu L:11.2 mcd ila 18.0 mcd
• Sınıf Kodu M:18.0 mcd ila 28.0 mcd
• Sınıf Kodu N:28.0 mcd ila 45.0 mcd

Her bir şiddet sınıfı için +/-%15 tolerans uygulanır. Tasarımcılar, uygulamaları için gerekli parlaklık seviyesine göre uygun sınıfı seçmelidir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, ana parametreler arasındaki ilişkiyi gösteren tipik performans eğrilerine atıfta bulunur. Belirli grafikler metin içinde yeniden üretilmemiş olsa da, bunların çıkarımları tasarım için kritiktir.

• I-V Eğrisi:İleri akım (IF) ve ileri gerilim (VF) arasındaki ilişkiyi gösterir. Bir diyot için tipik olan doğrusal değildir. Eğri, uygun akım sınırlayıcı direncin seçilmesine yardımcı olur.
• Işık Şiddeti - İleri Akım İlişkisi:Işık çıkışının akımla nasıl arttığını gösterir, tipik olarak çalışma aralığında neredeyse doğrusal bir ilişki içindedir. Maksimum akımın ötesinde çalıştırmak, verimi azaltır ve ısıyı artırır.
• Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı İlişkisi:Bağlantı sıcaklığı arttıkça ışık çıkışının düşürülmesini gösterir. Bu, yüksek güçlü veya yüksek ortam sıcaklıklı uygulamalarda termal yönetim için çok önemlidir.
• Spektral Dağılım:565nm merkezli ve 30nm yarı genişlikli, göreceli şiddetin dalga boyuna karşı grafiği, yeşil renk çıkışını doğrular.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Cihaz Boyutları

LED, standart bir EIA SMD paketine uyar. Ana boyutlar (milimetre cinsinden) yaklaşık 3.2mm (uzunluk) x 2.8mm (genişlik) x 1.9mm (yükseklik) gövde boyutunu içerir. Aksi belirtilmedikçe toleranslar tipik olarak ±0.2mm'dir. Hassas PCB ayak izi tasarımı için detaylı boyut çizimlerine başvurulmalıdır.

5.2 Önerilen PCB Pad Tasarımı

Kızılötesi veya buhar fazlı reflow lehimleme için bir pad deseni önerisi sağlanmıştır. Güvenilir lehim bağlantıları, reflow sırasında uygun kendi kendine hizalama ve etkili ısı dağılımı elde etmek için bu önerilen ayak izine uymak esastır. Tasarım tipik olarak lehimleme sıcaklığını yönetmek için termal rahatlatma desenleri içerir.

5.3 Polarite Tanımlama

Katot tipik olarak cihaz üzerinde, genellikle lens veya paket üzerinde bir çentik, yeşil bir nokta veya kesik bir köşe ile işaretlenir. Montaj sırasında doğru yönlendirme için kesin işaretleme şemasını doğrulamak üzere veri sayfası diyagramına başvurulmalıdır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Cihaz, kurşunsuz (Pb-free) reflow lehimleme işlemleriyle uyumludur. J-STD-020B ile uyumlu önerilen bir profil referans alınmıştır. Ana parametreler şunları içerir:

• Ön Isıtma Sıcaklığı:150°C ila 200°C.
• Ön Isıtma Süresi:Maksimum 120 saniye.
• Tepe Sıcaklığı:Maksimum 260°C.
• Sıvı Faz Üzerinde Süre:Lehim macunu özelliklerine göre önerilen süre.
• Rampa Oranları:Termal şoku önlemek için kontrol edilir.

Optimum profilin, spesifik PCB tasarımına, lehim macununa ve fırına bağlı olduğunu not etmek kritiktir. Bileşen seviyesi ve kart seviyesi doğrulama önerilir.

6.2 El Lehimlemesi

Manuel lehimleme gerekliyse, sıcaklığı 300°C'yi geçmeyen bir lehim havya kullanın. Bağlantı başına temas süresi maksimum 3 saniye ile sınırlandırılmalı ve plastik paketi veya iç tel bağlantılarını hasardan kaçınmak için yalnızca bir kez yapılmalıdır.

6.3 Temizleme

Lehimlemeden sonra temizleme gerekliyse, yalnızca belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. LED'i oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkol içinde bir dakikadan az süreyle daldırmak kabul edilebilir. Belirtilmemiş kimyasallar epoksi lensi veya paketi hasara uğratabilir.

6.4 Depolama ve Nem Hassasiyeti

LED'ler neme duyarlıdır. Orijinal hava geçirmez nem önleyici torbada nem alıcı ile depolandığında, ≤ 30°C ve ≤ %70 RH'de tutulmalı ve bir yıl içinde kullanılmalıdır. Torba açıldıktan sonra, depolama ortamı 30°C ve %60 RH'yi geçmemelidir. Ortam havasına 168 saatten fazla maruz kalan bileşenler, "patlamış mısır" etkisini (buhar basıncı nedeniyle paket çatlaması) önlemek için reflow lehimlemeden önce yaklaşık 60°C'de en az 48 saat fırınlanmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

Cihaz, standart otomatik pick-and-place ekipmanlarıyla uyumlu, 7 inç (178mm) çapında makaralar üzerinde 8mm taşıyıcı şeritte tedarik edilir.

• Makara Başına Adet: 2000.
• Minimum Sipariş Miktarı (MOQ):Kalan miktarlar için 500 adet.
• Kapak Bandı:Boş cepler üst kapak bandı ile kapatılır.
• Eksik Bileşenler:Spesifikasyona göre (EIA-481-1-B) maksimum iki ardışık eksik lambaya izin verilir.

7.2 Parça Numarası Yapısı

LTST-M670GKT parça numarası ana özellikleri kodlar:

• LTST:Büyük olasılıkla ürün ailesini veya serisini belirtir.
• M670:Spesifik çip/die tipine veya optik tasarıma atıfta bulunabilir.
• G:Lens rengini belirtir (Su Berraklığında).
• K:Işık şiddeti sınıf kodunu temsil eder (örn., K sınıfı: 7.1-11.2 mcd).
• T:Büyük olasılıkla şerit ve makara paketlemesini belirtir.

İstenen parlaklık seviyesini elde etmek için doğru soneki (sınıf kodu) seçmek esastır.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu LED, parlak, güvenilir bir yeşil gösterge gerektiren geniş bir uygulama yelpazesi için uygundur, bunlar arasında:

• Tüketici elektroniğinde durum göstergeleri (yönlendiriciler, modemler, ses ekipmanları).
• Membran anahtarlar ve paneller için arka aydınlatma.
• Enstrümantasyon ve kontrol panelleri için aydınlatma.
• Geniş görüş açısının faydalı olduğu genel amaçlı tabela ve dekoratif aydınlatma.

8.2 Sürücü Devre Tasarımı

LED'ler akım kontrollü cihazlardır.Tutarlı parlaklık için, özellikle birden fazla LED'i paralel olarak sürerken, her LED için bir seri akım sınırlayıcı direnç kullanılmasışiddetle tavsiye edilir(Devre Modeli A). LED'leri bir voltaj kaynağından doğrudan paralel olarak sürmek (Devre Modeli B) önerilmez, çünkü bireysel LED'ler arasındaki ileri gerilim (VF) karakteristiğindeki küçük varyasyonlar, akım paylaşımında önemli bir dengesizliğe ve dolayısıyla düzensiz parlaklığa neden olacaktır. Seri direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R = (Vcc - VF) / IF, burada Vcc besleme voltajı, VF LED ileri gerilimi (güvenilirlik için maksimum değer kullanın) ve IF istenen ileri akımdır.

8.3 Termal Yönetim

Güç dağılımı nispeten düşük olsa da (maks. 72mW), uygun termal tasarım ömrü uzatır ve kararlı ışık çıkışını korur. PCB pad tasarımının yeterli termal rahatlatma sağladığından emin olun. LED'i mutlak maksimum akım ve sıcaklık derecelendirmelerinde veya yakınında uzun süreler boyunca çalıştırmaktan kaçının.

8.4 ESD (Elektrostatik Deşarj) Önlemleri

Çoğu yarı iletken cihaz gibi, LED'ler de elektrostatik deşarja karşı hassastır. Montaj ve taşıma sırasında, topraklanmış çalışma istasyonları, bileklik bantları ve iletken kapların kullanımı da dahil olmak üzere standart ESD işlem prosedürleri izlenmelidir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Eski delikli LED teknolojileriyle karşılaştırıldığında, bu SMD cihazı önemli avantajlar sunar:

• Boyut ve Profil:Kompakt 3.2x2.8mm ayak izi ve düşük profil (1.9mm), nihai ürünlerin küçültülmesini sağlar.
• Üretilebilirlik:Yüksek hızlı, otomatik SMT montaj hatlarıyla tam uyumluluk, üretim maliyetini düşürür ve manuel yerleştirmeye göre güvenilirliği artırır.
• Optik Performans:Yüksek parlaklık (45 mcd'ye kadar) ve geniş 120 derecelik görüş açısının kombinasyonu mükemmel görünürlük sağlar.
• Güvenilirlik:Paket, sağlam kızılötesi/reflow lehimleme işlemleri için tasarlanmıştır ve geniş bir çalışma sıcaklığı aralığı (-40°C ila +85°C) sunar.

GaP (Galium Fosfür) substrat teknolojisi üzerinde GaP kullanımı, kararlı renk ve performansa sahip yeşil LED'ler üretmek için olgun ve güvenilir bir işlemdir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S1: Tepe Dalga Boyu (λP) ile Baskın Dalga Boyu (λd) arasındaki fark nedir?

C1: Tepe Dalga Boyu (565 nm), LED'in en fazla optik güç yaydığı fiziksel dalga boyudur. Baskın Dalga Boyu (569 nm), algılanan rengin tek dalga boyunu temsil eden kolorimetriden hesaplanan bir değerdir. Bu yeşil LED gibi monokromatik kaynaklar için, tipik olarak birbirine yakındırlar.

S2: Bu LED'i 30mA'de sürekli olarak sürebilir miyim?

C2: Evet, 30mA maksimum derecelendirilmiş DC ileri akımdır. Maksimum güvenilirlik ve uzun ömür için, genellikle bu maksimumun biraz altında, örneğin 20mA'de (standart test koşulu) çalıştırmak tavsiye edilir, bu da çoğu gösterge uygulaması için bol miktarda parlaklık sağlar.

S3: Güç kaynağım akım sınırlı olsa bile neden bir seri direnç gereklidir?

C3: Özel bir seri direnç, akımı ayarlamak için basit, uygun maliyetli ve sağlam bir yöntem sağlar. Ayrıca besleme voltajı ve LED ileri gerilimindeki küçük varyasyonları emerek kararlı çalışmayı sağlamaya yardımcı olur. Çoğu genel amaçlı LED devresi için en iyi uygulama olarak kabul edilir.

S4: Nem bariyer torbası açıldıktan sonraki 168 saatlik raf ömrü ne kadar kritiktir?

C4: İşlem güvenilirliği için çok önemlidir. Bu süreyi fırınlamadan aşmak, yüksek sıcaklıklı reflow lehimleme işlemi sırasında nem kaynaklı paket hasarı riskini artırır, bu da anında arızaya veya azalan uzun vadeli güvenilirliğe yol açabilir.

11. Tasarım Vaka Çalışması

Senaryo:24 adet özdeş yeşil port aktivite LED'ine sahip bir ağ anahtarı için durum göstergesi paneli tasarımı.

Tasarım Adımları:

1. Parlaklık Seçimi:1-2 metre iç mekan ekipman görüş mesafesi için, orta seviye bir parlaklık yeterlidir. Sipariş bilgilerinden Sınıf Kodu L (11.2-18.0 mcd) seçilir.
2. Sürücü Devresi:Sistem 3.3V hattı kullanır. Maksimum VF değeri 2.6V ve hedef IF değeri 20mA kullanılarak seri direnç hesaplanır: R = (3.3V - 2.6V) / 0.020A = 35 Ohm. En yakın standart değer olan 33 Ohm veya 39 Ohm seçilir, bu akımı hafifçe ayarlar.
3. PCB Yerleşimi:Veri sayfasından önerilen pad yerleşimi kullanılır. 3.3V ve GND izleri tüm 24 LED'e yönlendirilir. Akım sınırlayıcı direnç her LED'in anoduna yakın yerleştirilir.
4. Termal Düşünce:Her biri ~20mA'de 24 LED ile toplam güç düşüktür (~1.5W). Özel soğutma gerekmez, ancak muhafaza içinde genel hava akışı sağlanmalıdır.
5. Montaj:Önerilen reflow profili takip edilir. Makara açıldıktan sonra, tüm kartların SMT montajının 168 saatlik pencere içinde tamamlanması planlanır veya bir fırınlama programı uygulanır.

Bu yaklaşım, tekdüze parlaklık, güvenilir lehimleme ve uzun vadeli performans sağlar.

12. Teknoloji Prensibi Tanıtımı

Bu LED, Galium Fosfür (GaP) yarı iletken malzemesine dayanır. P-n bağlantısına ileri bir gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir ve burada yeniden birleşirler. GaP'de, bu yeniden birleşim süreci, malzemenin bant aralığı enerjisine karşılık gelen dalga boyunda fotonlar (ışık) şeklinde enerji salar, bu spesifik kompozisyon için yeşil ışık (~565-569 nm) ile sonuçlanır. "Su Berraklığında" lens epoksiden yapılmıştır ve ışığı yayarak geniş 120 derecelik görüş açısı oluşturmak için tasarlanmıştır. SMD paketi, yarı iletken die'yi, tel bağlantılarını ve kurşun çerçeveyi kapsar, mekanik koruma ve termal/elektriksel bağlantılar sağlar.

13. Endüstri Trendleri ve Gelişmeler

Optoelektronik endüstrisi gelişmeye devam etmektedir. Bu GaP tabanlı yeşil LED olgun ve oldukça güvenilir bir teknolojiyi temsil ederken, trendler şunları içerir:

• Artırılmış Verimlilik:Daha yüksek lümen/watt (lm/W) elde etmek için malzemelerin (daha geniş renk aralıkları için InGaN gibi) ve çip tasarımlarının sürekli geliştirilmesi, belirli bir ışık çıkışı için güç tüketimini azaltır.
• Küçültme:Giysilebilir cihazlar ve ultra kompakt tüketici elektroniği gibi alan kısıtlı uygulamalar için daha da küçük paket ayak izlerinin (örn., 0201, 01005) geliştirilmesi.
• Entegre Çözümler:Dahili sürücülü (sabit akım IC'leri), koruma diyotlu (ESD/ters gerilim için) veya tek bir pakette çoklu renkli (RGB) LED'lerin büyümesi, devre tasarımını basitleştirir.
• Yüksek Güvenilirlik Talepleri:Otomotiv, endüstriyel ve tıbbi alanlardaki uygulamaların genişlemesi, genişletilmiş sıcaklık aralıkları, daha yüksek titreşim direnci ve daha uzun çalışma ömürleri (genellikle L70 veya L90 olarak derecelendirilir, yani başlangıç parlaklığının %70'ine veya %90'ına ulaşma süresi) gereksinimlerini artırır.

Bu veri sayfasında açıklanan cihaz, kanıtlanmış performansı, uygun maliyeti ve entegrasyon kolaylığı nedeniyle değer verilen, yerleşik, yüksek hacimli pazar segmentinde sağlam bir şekilde yer almaktadır.