İçindekiler
- 1. Ürün Genel Bakışı
- 1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar
- 2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorum
- 2.1 Mutlak Maksimum Derecelendirmeler
- 2.2 Elektro-Optik Özellikler
- 3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması
- 3.1 İleri Yön Gerilim Sınıflandırması
- 3.2 Işık Şiddeti Sınıflandırması
- 3.3 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması
- 4. Performans Eğrisi Analizi
- 4.1 İleri Yön Akımı - İleri Yön Gerilimi (I-V Eğrisi)
- 4.2 Işık Şiddeti - İleri Yön Akımı
- 4.3 Sıcaklık Karakteristikleri
- 5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri
- 5.1 Paket Boyutları
- 5.2 Önerilen PCB Lehim Yatağı Deseni
- 5.3 Polarite Tanımlama
- 6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları
- 6.1 Reflow Lehimleme Parametreleri
- 6.2 El Lehimlemesi (Gerekirse)
- 6.3 Depolama Koşulları
- 6.4 Temizleme
- 7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri
- 7.1 Şerit ve Makara Özellikleri
- 8. Uygulama Önerileri
- 8.1 Tipik Uygulama Devreleri
- 8.2 Tasarım Hususları
- 9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma
- 10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)
- 10.1 Bu LED'i sürekli olarak 30mA'de sürebilir miyim?
- 10.2 Işık şiddetinde neden bu kadar geniş bir aralık (90-280 mcd) var?
- 10.3 Bu LED'i ikiden fazla kez lehimlersem ne olur?
- 10.4 Torba bir hafta açık kaldıysa her zaman kurutma gerekli midir?
- 11. Pratik Uygulama Vaka Çalışması
- 12. Çalışma Prensibi Tanıtımı
- 13. Teknoloji Trendleri
1. Ürün Genel Bakışı Bu doküman, yüksek parlaklıklı, minyatür bir Yüzey Montaj Cihazı (SMD) Işık Yayan Diyot'un (LED) özelliklerini detaylandırır. Cihaz, endüstri standardı 0603 paket ayak izinde tasarlanmıştır ve bu da onu otomatik baskılı devre kartı (PCB) montaj süreçlerine uygun hale getirir. Kompakt boyutu, güvenilir durum göstergesi veya arka aydınlatma gerektiren alan kısıtlı uygulamalar için idealdir.
1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar Bu LED'in birincil avantajları, modern elektronik üretiminde standart olan yüksek hacimli, otomatik pick-and-place ekipmanları ve kızılötesi (IR) reflow lehimleme süreçleriyle uyumluluğunu içerir. Cihaz, verimli ve parlak turuncu ışık üretmesiyle bilinen Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken teknolojisi kullanılarak üretilmiştir. Cihaz, ilgili çevre düzenlemelerine uygundur.
Hedef uygulamaları, telekomünikasyon ekipmanları (örneğin, cep telefonları), taşınabilir bilgi işlem cihazları, ağ donanımı, ev aletleri ve kapalı alan tabelaları veya ekran arka aydınlatması dahil olmak üzere geniş bir tüketici ve endüstriyel elektronik yelpazesini kapsar. Birincil işlevi, durum göstergesi veya düşük seviyeli aydınlatma elemanı olarak kullanılmaktır.
2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorum Bu bölüm, cihazın mutlak limitlerinin ve çalışma karakteristiklerinin detaylı bir dökümünü sağlar. Bu parametreleri anlamak, güvenilir devre tasarımı ve uzun vadeli performansın sağlanması için çok önemlidir.
2.1 Mutlak Maksimum Derecelendirmeler Mutlak Maksimum Derecelendirmeler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini tanımlar. Bunlar normal çalışma koşulları değildir.
Güç Dağılımı (Pd): 72 mW. Bu, cihazın termal limitlerini aşmadan ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır.
Tepe İleri Yön Akımı (I F(PEAK) ): 80 mA. Bu akım, yalnızca testler sırasında olduğu gibi çok kısa süreler için, darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) izin verilebilir.
Sürekli İleri Yön Akımı (I F ): 30 mA DC. Bu, sürekli çalışma için önerilen maksimum akımdır.
Ters Gerilim (V R ): 5 V. Bu limiti aşan bir ters gerilim uygulamak anında bozulmaya neden olabilir. Cihaz ters öngerilimli çalışma için tasarlanmamıştır.
- Çalışma Sıcaklığı Aralığı (T opr ): -40°C ila +85°C. Cihazın bu ortam sıcaklığı aralığında çalışacağı garanti edilir.Depolama Sıcaklığı Aralığı (T stg ): -40°C ila +100°C. Cihaz bu limitler içinde bozulmadan saklanabilir.
- 2.2 Elektro-Optik Özellikler Bu parametreler standart test koşullarında (Ta=25°C, I F =20mA) ölçülür ve cihazın performansını tanımlar.Işık Şiddeti (I V ): 90.0 - 280.0 mcd (milikandela). Bu, insan gözü tarafından algılanan ışık çıkışının parlaklığının bir ölçüsüdür. Geniş aralık, bir sınıflandırma sistemi ile yönetilir.Görüş Açısı (2θ 1/2 ): 110 derece. Bu, ışık şiddetinin eksenel (LED'in tam önünde) ölçülen değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. 110°'lik bir açı, geniş bir görüş desenini gösterir.Tepe Emisyon Dalga Boyu (λ P ): 611 nm (tipik). Bu, spektral güç çıkışının en yüksek olduğu dalga boyudur.
- Baskın Dalga Boyu (λ D ): 600 - 612 nm. Bu, ışığın algılanan rengini en iyi temsil eden, kromatiklik koordinatlarından türetilen tek dalga boyudur. Renk sıralaması için anahtar parametredir.FSpektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ): 17 nm (tipik). Bu, spektral saflığı gösterir ve emisyon spektrumunun maksimum gücünün yarısındaki genişliğini ölçer. Daha küçük bir değer, daha monokromatik bir ışık kaynağını gösterir.İleri Yön Gerilimi (V F ): 1.8 - 2.4 V. Bu, test akımı olan 20mA'de sürüldüğünde LED üzerindeki gerilim düşüşüdür. Akım ve sıcaklıkla değişir.
- Ters Akım (I R ): V R =5V'de 10 μA (maks). Bu, cihaz maksimum derecelendirmesi dahilinde ters öngerilimli olduğunda akan küçük sızıntı akımıdır.R3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler anahtar parametrelere göre sıralanır (sınıflandırılır). Bu, tasarımcıların parlaklık, renk ve gerilim için belirli gereksinimleri karşılayan parçaları seçmesine olanak tanır.3.1 İleri Yön Gerilim Sınıflandırması Birimler I F = 20mA'de ölçülür. Her sınıf için tolerans ±0.1V'dur.
- Sınıf D2: 1.8V (Min) ila 2.0V (Maks)Sınıf D3: 2.0V (Min) ila 2.2V (Maks)Sınıf D4: 2.2V (Min) ila 2.4V (Maks)3.2 Işık Şiddeti Sınıflandırması Birimler I F = 20mA'de mcd (milikandela) cinsindendir. Her sınıf için tolerans ±%11'dir.
- Sınıf Q2: 90 mcd (Min) ila 112 mcd (Maks)Sınıf R1: 112 mcd (Min) ila 140 mcd (Maks)Sınıf R2: 140 mcd (Min) ila 180 mcd (Maks)Sınıf S1: 180 mcd (Min) ila 220 mcd (Maks)
Sınıf S2: 220 mcd (Min) ila 280 mcd (Maks)
3.3 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması Birimler I F = 20mA'de nanometre (nm) cinsindendir. Her sınıf için tolerans ±1 nm'dir.FSınıf P: 600 nm (Min) ila 603 nm (Maks)
- Sınıf Q: 603 nm (Min) ila 606 nm (Maks)VSınıf R: 606 nm (Min) ila 609 nm (Maks)Sınıf S: 609 nm (Min) ila 612 nm (Maks)
- 4. Performans Eğrisi Analizi Kaynak dokümanda belirli grafiksel verilere atıfta bulunulsa da, bu tür cihazlar için tipik performans eğrileri tasarım için gerekli olan ana ilişkileri gösterir.4.1 İleri Yön Akımı - İleri Yön Gerilimi (I-V Eğrisi) I-V eğrisi doğrusal değildir. İleri yön gerilimi (V F ) akımla artar ancak bir sıcaklık katsayısına sahiptir—V F genellikle eklem sıcaklığı arttıkça azalır. Bu, sabit akım sürücü tasarımlarında dikkate alınmalıdır.4.2 Işık Şiddeti - İleri Yön Akımı Işık çıkışı (ışık şiddeti), önemli bir aralıkta ileri yön akımıyla yaklaşık olarak orantılıdır. Ancak, çok yüksek akımlarda artan ısı üretimi nedeniyle verim düşebilir. Önerilen 20mA veya altında çalışmak, optimum verimlilik ve uzun ömür sağlar.4.3 Sıcaklık Karakteristikleri LED performansı sıcaklığa bağlıdır. Işık şiddeti genellikle eklem sıcaklığı arttıkça azalır. Baskın dalga boyu da sıcaklıkla hafifçe kayabilir, bu da özellikle hassas uygulamalarda algılanan rengi etkiler.
- 5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri 5.1 Paket Boyutları Cihaz, EIA standardı 0603 paket boyutuna uygundur. Ana boyutlar (milimetre cinsinden) yaklaşık olarak uzunluk 1.6mm, genişlik 0.8mm ve yükseklik 0.6mm'dir. Toleranslar tipik olarak ±0.1mm'dir. Lens su berraklığındadır, turuncu renk içerideki AlInGaP yarı iletken çip tarafından üretilir.P5.2 Önerilen PCB Lehim Yatağı Deseni Kızılötesi veya buhar fazlı reflow lehimleme için bir lehim yatağı deseni sağlanmıştır. Bu desen, uygun lehim bağlantısı oluşumunu, reflow sırasında kendi kendine hizalamayı ve güvenilir mekanik bağlantıyı sağlamak için tasarlanmıştır. Önerilen pad geometrisini takip etmek, mezar taşı oluşumunu veya zayıf lehim bağlantılarını önlemek için kritiktir.5.3 Polarite Tanımlama Katot genellikle cihaz üzerinde işaretlenmiştir, genellikle paketin ilgili tarafında yeşil bir ton veya küçük bir çentik ile. PCB ipek baskısı ve ayak izi, yanlış yerleştirmeyi önlemek için polariteyi açıkça göstermelidir.
- 6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları 6.1 Reflow Lehimleme Parametreleri Cihaz, kurşunsuz (Pb-free) IR reflow lehimleme süreçleriyle uyumludur. J-STD-020B'ye uygun önerilen bir profil referans alınır. Ana parametreler şunlardır:dÖn Isıtma: 150-200°CÖn Isıtma Süresi: Maksimum 120 saniye.
- Tepe Sıcaklığı: Maksimum 260°C.Sıvı Faz Üzerinde Kalma Süresi: Lehim macunu üreticisi özelliklerini takip etmek önerilir.
- Maksimum Lehimleme Döngüsü: İki kez.FProfil, kart kalınlığı, bileşen yoğunluğu ve lehim macunu tipi dikkate alınarak belirli PCB montajı için karakterize edilmelidir.6.2 El Lehimlemesi (Gerekirse) El lehimlemesi gerekirse, son derece dikkatli olunmalıdır:
- Havya Sıcaklığı: Maksimum 300°C.RLehimleme Süresi: Pad başına maksimum 3 saniye.Limit: Yalnızca bir lehimleme döngüsü. Aşırı ısı, içerideki çipi veya plastik paketi hasara uğratabilir.R6.3 Depolama Koşulları LED'ler nem hassas cihazlardır (MSD).
Mühürlü Torba: ≤30°C ve ≤%70 Bağıl Nem (RH) koşullarında saklayın. Torba mühürleme tarihinden itibaren bir yıl içinde kullanın.
Açık Torba/Açıkta: ≤30°C ve ≤%60 RH koşullarında saklayın. Ortam havasına maruz kaldıktan sonra 168 saat (7 gün) içinde IR reflow'u tamamlamanız şiddetle tavsiye edilir.
Uzatılmış Maruz Kalma: 168 saatten fazla açıkta kalırsa, lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamış mısır" etkisini önlemek için yaklaşık 60°C'de en az 48 saat kurutma gereklidir.
6.4 Temizleme Lehim sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca onaylı alkol bazlı çözücüler (örneğin, izopropil alkol (IPA) veya etil alkol) kullanın. Daldırma normal sıcaklıkta ve bir dakikadan az süreyle yapılmalıdır. Sert veya belirtilmemiş kimyasallar paket malzemesine veya lense zarar verebilir.F7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri 7.1 Şerit ve Makara Özellikleri Cihaz, 7 inç (178mm) çapında makaralar üzerinde 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şerit içinde paketlenmiş olarak tedarik edilir. Bu paketleme, standart otomatik SMD montaj ekipmanlarıyla uyumludur.
- Makara Başına Miktar: 4000 adet.Kalanlar için Minimum Sipariş Miktarı (MOQ): 500 adet.
- Kapak Şeridi: Boş bileşen yuvaları üst kapak şeridi ile kapatılır.Eksik Bileşenler: Spesifikasyona göre maksimum iki ardışık eksik bileşene izin verilir.
- Paketleme, ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uygundur.8. Uygulama Önerileri 8.1 Tipik Uygulama Devreleri Bir LED, akım kontrollü bir cihazdır. Güvenilir çalışma ve tutarlı parlaklık için, özellikle birden fazla LED kullanıldığında, her LED veya her paralel LED dizisi ile seri olarak bir akım sınırlama direnci kullanılmalıdır. LED'leri akım kontrolü olmadan doğrudan bir gerilim kaynağından sürmek önerilmez ve bu, tutarsız performansa ve potansiyel cihaz arızasına yol açar. Seri direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (V kaynak - V F ) / I F , burada V F istenen I F akımındaki LED'in ileri yön gerilimidir.
8.2 Tasarım Hususları Termal Yönetim: Güç dağılımı düşük olsa da, yeterli PCB bakır alanı veya termal rahatlama sağlamak, daha düşük eklem sıcaklıklarını korumaya, ışık çıkışını ve ömrü korumaya yardımcı olabilir.
Akım Derecelendirme Azaltma: Yüksek ortam sıcaklıklarında (+85°C'ye yaklaşan) çalışma için, iç ısınmayı azaltmak için ileri yön akımını düşürmeyi düşünün.FESD Koruması: Yüksek hassasiyetli olarak açıkça belirtilmese de, montaj ve kullanım sırasında standart ESD kullanım önlemlerine uyulmalıdır.
- 9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma Fosfit Galyum (GaP) gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, AlInGaP LED'ler turuncu ve kırmızı renkler için önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği ve parlaklığı sunar. 0603 paketi, küçültme ile kullanım/üretim kolaylığı arasında bir dengeyi temsil eder. Daha küçük paketler (örneğin, 0402) mevcuttur ancak bazı montaj hatları için daha zorlayıcı olabilir ve biraz farklı termal karakteristiklere sahiptir. Geniş 110 derecelik görüş açısı, odaklanmış aydınlatma için kullanılan dar açılı LED'lerin aksine, geniş görünürlük gerektiren uygulamalar için uygundur.10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı) 10.1 Bu LED'i sürekli olarak 30mA'de sürebilir miyim? Evet, 30mA maksimum derecelendirilmiş sürekli DC ileri yön akımıdır. Ancak, optimum ömür ve uygulamadaki potansiyel termal artışı hesaba katmak için, 20mA gibi daha düşük bir akım için tasarım yapmak yaygın bir uygulamadır ve bir güvenlik payı sağlar.
- 10.2 Işık şiddetinde neden bu kadar geniş bir aralık (90-280 mcd) var? Bu aralık, tüm üretim boyunca toplam yayılımı temsil eder. Cihazlar belirli şiddet sınıflarına (Q2, R1, R2, S1, S2) ayrılır. Tasarımcılar, ürünlerinde parlaklık tutarlılığını sağlamak için gerekli bir sınıf kodu belirtebilir. Belirli bir parlaklık kritikse, S1 veya S2 sınıfları belirtilmelidir.10.3 Bu LED'i ikiden fazla kez lehimlersem ne olur? Önerilen maksimum lehimleme döngüsünü (reflow için iki, el lehimlemesi için bir) aşmak, cihazı kümülatif termal strese maruz bırakır. Bu, iç tel bağlantılarını bozabilir, yarı iletken çipe zarar verebilir veya plastik paketin katman ayrılmasına neden olarak erken arızaya veya azalmış güvenilirliğe yol açabilir.
- 10.4 Torba bir hafta açık kaldıysa her zaman kurutma gerekli midir? Evet. 168 saatlik (7 gün) raf ömrü, nem hassas cihazlar için kritik bir kılavuzdur. Bileşenler bu süreyi aşan bir süre ortam koşullarına maruz kaldıysa ve uygun kuru depolama (örneğin, kurutucu) yapılmadıysa, emilen nemi gidermek ve yüksek sıcaklıklı reflow lehimleme sürecinde buhar basıncı hasarını önlemek için zorunlu kurutma (60°C'de 48 saat) gereklidir.11. Pratik Uygulama Vaka Çalışması Senaryo: Beş özdeş turuncu LED göstergeli bir ağ yönlendirici için durum göstergesi paneli tasarımı.
- Tasarım Adımları: Parametre Seçimi: Tutarlılık için sınıf kodlarını seçin. Örneğin, Baskın Dalga Boyu Sınıf R (606-609nm) ve Işık Şiddeti Sınıf S1 (180-220 mcd) belirterek tek tip renk ve parlaklık sağlayın.Devre Tasarımı: Yönlendiricinin dahili mantık beslemesi 3.3V'dur. Tipik V F değeri 2.1V (Sınıf D3'ten) ve hedef I F değeri 20mA kullanılarak seri direnç hesaplanır: R = (3.3V - 2.1V) / 0.020A = 60 Ohm. Standart 62-ohm'luk bir direnç kullanılır.
- PCB Yerleşimi: Önerilen lehim yatağı desenini kullanın. Beş LED'i tutarlı yönlendirme ile yerleştirin. İpek baskıda açık polarite işaretleri bulundurun.Montaj: LED'lerin nem bariyerli torbayı açtıktan sonra 168 saat içinde kullanıldığından veya uygun şekilde kurutulduğundan emin olun. Önerilen IR reflow profilini takip edin.
Sonuç: Görsel olarak eşleşen renk ve parlaklığa sahip beş gösterge, son kullanıcıya net durum bilgisi sağlar.
12. Çalışma Prensibi Tanıtımı Işık Yayan Diyotlar, yarı iletken p-n eklem cihazlarıdır. İleri yön gerilimi uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler eklem bölgesine (aktif katman) enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları (elektronlar ve delikler) yeniden birleştiğinde enerji açığa çıkar. Bir LED'de bu enerji, fotonlar (ışık) şeklinde açığa çıkar. Yayılan ışığın belirli dalga boyu (rengi), aktif katmanda kullanılan yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. Bu turuncu LED için malzeme, görünür spektrumun turuncu/kırmızı kısmındaki ışığa karşılık gelen bir bant aralığına sahip olan Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit'tir (AlInGaP). Berrak epoksi lens, yarı iletken çipi korur ve ışık çıkış demetini şekillendirir.F13. Teknoloji Trendleri Gösterge LED'lerindeki genel eğilim, daha yüksek verimlilik (birim elektrik gücü başına daha fazla ışık çıkışı) yönünde devam etmektedir, bu da daha düşük sürüş akımlarında aynı parlaklığa izin vererek sistem güç tüketimini ve ısı üretimini azaltır. Paket küçültme de devam etmektedir, 0402 ve hatta 0201 paketleri son derece alan kısıtlı tasarımlar için daha yaygın hale gelmektedir. Ayrıca, yarı iletken malzemeler ve fosfor teknolojisindeki ilerlemelerle renk tutarlılığını iyileştirmeye ve mevcut doymuş renk yelpazesini genişletmeye odaklanılmaktadır. Üretimde otomasyon ve güvenilirlik için yapılan çabalar, bu cihazda örneklendiği gibi standart pick-and-place ve reflow lehimleme süreçleriyle tamamen uyumlu bileşenlerin önemini pekiştirmektedir.
- Bin P: nm (Min) to 603 nm (Max)
- Bin Q: nm (Min) to 606 nm (Max)
- Bin R: nm (Min) to 609 nm (Max)
- Bin S: nm (Min) to 612 nm (Max)
. Performance Curve Analysis
While specific graphical data is referenced in the source document, typical performance curves for such devices illustrate key relationships essential for design.
.1 Forward Current vs. Forward Voltage (I-V Curve)
The I-V curve is non-linear. The forward voltage (VF) increases with current but has a temperature coefficient—VFtypically decreases as junction temperature rises. This must be considered in constant-current drive designs.
.2 Luminous Intensity vs. Forward Current
The light output (luminous intensity) is approximately proportional to the forward current over a significant range. However, efficiency may drop at very high currents due to increased heat generation. Operating at or below the recommended 20mA ensures optimal efficiency and longevity.
.3 Temperature Characteristics
LED performance is temperature-dependent. Luminous intensity generally decreases as the junction temperature increases. The dominant wavelength may also shift slightly with temperature, affecting perceived color, especially in precision applications.
. Mechanical and Packaging Information
.1 Package Dimensions
The device conforms to the EIA standard 0603 package size. Key dimensions (in millimeters) are approximately 1.6mm in length, 0.8mm in width, and 0.6mm in height. Tolerances are typically ±0.1mm. The lens is water clear, with the orange color generated by the AlInGaP semiconductor chip inside.
.2 Recommended PCB Land Pattern
A land pattern is provided for infrared or vapor phase reflow soldering. This pattern is designed to ensure proper solder joint formation, self-alignment during reflow, and reliable mechanical attachment. Following the recommended pad geometry is critical to prevent tombstoning or poor solder joints.
.3 Polarity Identification
The cathode is typically marked on the device, often by a green tint on the corresponding side of the package or a small notch. The PCB silkscreen and footprint should clearly indicate polarity to prevent incorrect placement.
. Soldering and Assembly Guidelines
.1 Reflow Soldering Parameters
The device is compatible with lead-free (Pb-free) IR reflow soldering processes. A suggested profile compliant with J-STD-020B is referenced. Key parameters include:
- Pre-heat:-200°C
- Pre-heat Time:Maximum 120 seconds.
- Peak Temperature:Maximum 260°C.
- Time Above Liquidus:Recommended to follow solder paste manufacturer specifications.
- Maximum Soldering Cycles:Two times.
.2 Hand Soldering (If Necessary)
If hand soldering is required, extreme care must be taken:
- Iron Temperature:Maximum 300°C.
- Soldering Time:Maximum 3 seconds per pad.
- Limit:One soldering cycle only. Excessive heat can damage the internal die or plastic package.
.3 Storage Conditions
LEDs are moisture-sensitive devices (MSD).
- Sealed Bag:Store at ≤30°C and ≤70% Relative Humidity (RH). Use within one year of bag seal date.
- Opened Bag/Exposed:Store at ≤30°C and ≤60% RH. It is strongly recommended to complete IR reflow within 168 hours (7 days) of exposure to ambient air.
- Extended Exposure:If exposed for more than 168 hours, a bake-out at approximately 60°C for at least 48 hours is required before soldering to remove absorbed moisture and prevent "popcorning" during reflow.
.4 Cleaning
If post-solder cleaning is necessary, use only approved alcohol-based solvents such as isopropyl alcohol (IPA) or ethyl alcohol. Immersion should be at normal temperature and for less than one minute. Harsh or unspecified chemicals can damage the package material or lens.
. Packaging and Ordering Information
.1 Tape and Reel Specifications
The device is supplied packaged in 8mm wide embossed carrier tape on 7-inch (178mm) diameter reels. This packaging is compatible with standard automated SMD assembly equipment.
- Quantity per Reel: pieces.
- Minimum Order Quantity (MOQ) for Remainders: pieces.
- Cover Tape:Empty component pockets are sealed with a top cover tape.
- Missing Components:A maximum of two consecutive missing components is allowed per specification.
. Application Recommendations
.1 Typical Application Circuits
An LED is a current-driven device. For reliable operation and consistent brightness, especially when multiple LEDs are used, a current-limiting resistor must be used in series with each LED or each parallel string of LEDs. Driving LEDs directly from a voltage source without current control is not recommended and will lead to inconsistent performance and potential device failure. The series resistor value is calculated using Ohm's Law: R = (Vsupply- VF) / IF, where VFis the forward voltage of the LED at the desired current IF.
.2 Design Considerations
- Thermal Management:Although power dissipation is low, ensuring adequate PCB copper area or thermal relief can help maintain lower junction temperatures, preserving light output and lifespan.
- Current Derating:For operation at high ambient temperatures (approaching +85°C), consider derating the forward current to reduce internal heating.
- ESD Protection:While not explicitly stated as highly sensitive, standard ESD handling precautions should be observed during assembly and handling.
. Technical Comparison and Differentiation
Compared to older technologies like Gallium Phosphide (GaP), AlInGaP LEDs offer significantly higher luminous efficiency and brightness for orange and red colors. The 0603 package represents a balance between miniaturization and ease of handling/manufacturing. Smaller packages (e.g., 0402) exist but may be more challenging for some assembly lines and have slightly different thermal characteristics. The wide 110-degree viewing angle is suitable for applications requiring broad visibility, as opposed to narrow-angle LEDs used for focused illumination.
. Frequently Asked Questions (Based on Technical Parameters)
.1 Can I drive this LED at 30mA continuously?
Yes, 30mA is the maximum rated continuous DC forward current. However, for optimal longevity and to account for potential thermal rise in the application, designing for a lower current such as 20mA is common practice and provides a safety margin.
.2 Why is there such a wide range in luminous intensity (90-280 mcd)?
This range represents the total spread across all production. Devices are sorted into specific intensity bins (Q2, R1, R2, S1, S2). Designers can specify a required bin code to ensure brightness consistency in their product. If a specific brightness is critical, the S1 or S2 bins should be specified.
.3 What happens if I solder this LED more than two times?
Exceeding the maximum recommended soldering cycles (two for reflow, one for hand soldering) exposes the device to cumulative thermal stress. This can degrade the internal wire bonds, damage the semiconductor die, or cause delamination of the plastic package, leading to premature failure or reduced reliability.
.4 Is baking always necessary if the bag has been open for a week?
Yes. The 168-hour (7-day) floor life is a critical guideline for moisture-sensitive devices. If the components have been exposed to ambient conditions beyond this period without proper dry storage (e.g., in a desiccator), the mandatory bake-out (60°C for 48 hours) is required to drive out absorbed moisture and prevent vapor pressure damage during the high-temperature reflow soldering process.
. Practical Application Case Study
Scenario:Designing a status indicator panel for a network router with five identical orange LED indicators.
Design Steps:
- Parameter Selection:Choose bin codes for consistency. For example, specify Dominant Wavelength Bin R (606-609nm) and Luminous Intensity Bin S1 (180-220 mcd) to ensure uniform color and brightness.
- Circuit Design:The router's internal logic supply is 3.3V. Using the typical VFof 2.1V (from Bin D3) and a target IFof 20mA, calculate the series resistor: R = (3.3V - 2.1V) / 0.020A = 60 Ohms. A standard 62-ohm resistor would be used.
- PCB Layout:Use the recommended land pattern. Place the five LEDs with consistent orientation. Include clear polarity markings on the silkscreen.
- Assembly:Ensure the LEDs are used within 168 hours of opening the moisture barrier bag or are properly baked. Follow the recommended IR reflow profile.
- Result:Five indicators with visually matched color and brightness, providing clear status information to the end-user.
. Operating Principle Introduction
Light Emitting Diodes are semiconductor p-n junction devices. When a forward voltage is applied, electrons from the n-type region and holes from the p-type region are injected into the junction region (the active layer). When these charge carriers (electrons and holes) recombine, energy is released. In an LED, this energy is released in the form of photons (light). The specific wavelength (color) of the emitted light is determined by the bandgap energy of the semiconductor material used in the active layer. For this orange LED, the material is Aluminum Indium Gallium Phosphide (AlInGaP), which has a bandgap corresponding to light in the orange/red part of the visible spectrum. The clear epoxy lens serves to protect the semiconductor chip and shape the light output beam.
. Technology Trends
The general trend in indicator LEDs continues toward higher efficiency (more light output per unit of electrical power), which allows for the same brightness at lower drive currents, reducing system power consumption and heat generation. Package miniaturization is also ongoing, with 0402 and even 0201 packages becoming more common for extremely space-constrained designs. Furthermore, there is a focus on improving color consistency and broadening the range of available saturated colors through advances in semiconductor materials and phosphor technology. The drive for automation and reliability in manufacturing reinforces the importance of components that are fully compatible with standard pick-and-place and reflow soldering processes, as exemplified by this device.
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. |