SMD LED LTST-C950RKRKT-5A Veri Sayfası - Kırmızı AlInGaP - 5mA - 180-710mcd - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, otomatik montaj süreçleri için tasarlanmış yüksek parlaklıklı bir yüzey montaj LED'in tam teknik özelliklerini sağlar. Cihaz, geleneksel LED teknolojilerine kıyasla üstün ışık verimliliği ve renk saflığı sunan kırmızı ışık üretmek için gelişmiş bir AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) yarı iletken malzeme kullanır. Su berraklığında kubbe lens içine kapsüllenmiş olan LED, standart bir EIA uyumlu ayak izine sahip paketlenmiştir; bu da onu modern elektronik üretiminde yaygın olarak kullanılan çok çeşitli otomatik al-yerleştir ve kızılötesi reflow lehimleme ekipmanlarıyla uyumlu hale getirir.

Bu LED'in temel avantajları, kompakt form faktörü, alan kısıtlı uygulamalara uygunluğu ve RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uyumluluğunu içerir. Zorlu ortamlarda güvenilirlik için tasarlanmıştır ve belirtilen bir çalışma sıcaklığı aralığına sahiptir. Birincil hedef pazarlar ve uygulamalar, telekomünikasyon altyapısı, ofis otomasyon ekipmanları, ev aletleri, endüstriyel kontrol panelleri ve tüketici elektroniğini kapsar. Spesifik kullanım durumları arasında tuş takımı ve klavye arka aydınlatması, durum ve güç göstergeleri, mikro ekranlara entegrasyon ve çeşitli cihazlarda sinyal veya sembolik aydınlatma bulunur.

2. Teknik Parametrelerin Derin Nesnel Yorumu

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak maksimum değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini tanımlar. Bu değerler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir. Maksimum sürekli ileri akım (DC) 30 mA'dır. Darbe çalışması için, belirli koşullar altında (1/10 görev döngüsü ve 0.1 ms darbe genişliği) 80 mA'lik bir tepe ileri akımına izin verilir. Maksimum güç dağılımı 75 mW'dır. Cihaz -30°C ila +85°C arasında bir ortam sıcaklığı aralığında çalışabilir ve -40°C ile +85°C arasında depolanabilir. Montaj için kritik bir değer, kurşunsuz (Pb-free) reflow işlemleri için standart olan, maksimum 10 saniye süreyle 260°C tepe sıcaklığına dayanıklı kızılötesi lehimleme koşuludur.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Elektro-optik karakteristikler, aksi belirtilmedikçe, Ta=25°C standart test koşullarında ve 5 mA ileri akımında (IF) ölçülür. Parlaklığın temel bir ölçüsü olan ışık şiddeti (Iv), 180.0 mcd (millikandela) ila 710.0 mcd arasında geniş bir tipik aralığa sahiptir ve bu da spesifik gruplara ayrılmıştır. Yoğunluğun eksenel değerin yarısı olduğu 2θ1/2 olarak tanımlanan görüş açısı 25 derecedir ve bu nispeten odaklanmış bir ışın deseni olduğunu gösterir. Tepe emisyon dalga boyu (λP) tipik olarak 639 nm'dir ve kırmızı spektrum içinde yer alır. Algılanan rengi tanımlayan baskın dalga boyu (λd) tipik olarak 631 nm'dir. Spektral çizgi yarı genişliği (Δλ) 20.0 nm'dir ve yayılan ışığın spektral saflığını tanımlar. İleri voltaj (VF), 5 mA'de minimum 1.6 V ila maksimum 2.2 V arasında değişir. Ters akım (IR), 5 V ters voltaj (VR) uygulandığında maksimum 10 µA olarak belirtilmiştir.

3. Gruplandırma Sistemi Açıklaması

3.1 Işık Şiddeti Gruplandırması

Üretim uygulamalarında parlaklık tutarlılığını sağlamak için, LED'ler 5 mA'de ölçülen ışık şiddetlerine göre gruplara ayrılır. Grup kodu listesi şu şekildedir: Grup Kodu "S", 180.0 mcd ila 280.0 mcd arasındaki şiddetleri kapsar. Grup Kodu "T", 280.0 mcd ila 450.0 mcd arasındaki şiddetleri kapsar. Grup Kodu "U", 450.0 mcd ila 710.0 mcd arasındaki şiddetleri kapsar. Her bir ışık şiddeti grubunun limitlerine +/- %15 tolerans uygulanır. Bu gruplandırma, tasarımcıların spesifik uygulama gereksinimleri için garanti edilmiş minimum parlaklık seviyelerine sahip LED'leri seçmelerine olanak tanır ve birden fazla LED kullanan ürünlerde görsel tekdüzeliği sağlar.

4. Performans Eğrisi Analizi

Belgede spesifik grafiksel verilere atıfta bulunulsa da (örneğin, spektral ölçüm için Şekil 1, görüş açısı için Şekil 5), bu tür bir cihazın tipik performans eğrileri genellikle birkaç temel ilişkiyi içerir. İleri Akım - İleri Voltaj (I-V) eğrisi, bir diyotun karakteristik üstel ilişkisini, açılma eşiğinden sonra voltajın keskin bir şekilde yükseldiğini gösterir. Işık Şiddeti - İleri Akım eğrisi tipik olarak, bir noktaya kadar akımla birlikte parlaklıkta neredeyse doğrusal bir artış gösterir, ardından termal etkiler nedeniyle verim düşebilir. Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı eğrisi çok önemlidir, çünkü LED çıkışı genellikle jonksiyon sıcaklığı arttıkça azalır. Kırmızı bir AlInGaP LED için, sıcaklıkla şiddet düşüşü tipik olarak diğer bazı LED teknolojilerinden daha az şiddetlidir, ancak yine de kritik bir tasarım faktörüdür. Spektral Dağılım eğrisi, tanımlanmış bir yarı genişlikle 639 nm civarında merkezlenmiş tek bir tepe noktası göstererek renk saflığını doğrular.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları ve Polarite

LED, standart bir yüzey montaj cihazı (SMD) paketi içine yerleştirilmiştir. Lens rengi su berraklığındadır ve ışık kaynağı rengi AlInGaP çipinden gelen kırmızıdır. Tüm kritik paket boyutları milimetre cinsinden verilmiştir ve aksi belirtilmedikçe standart tolerans ±0.1 mm'dir. Veri sayfası, uzunluk, genişlik, yükseklik, bacak aralığı ve diğer kritik mekanik özellikleri gösteren detaylı bir boyut çizimini içerir. Polarite, paketin fiziksel tasarımıyla belirtilir, tipik olarak bir uçta katot işareti (çentik, nokta veya pahlı köşe gibi) bulunur. Baskılı devre kartı (PCB) üzerine yerleştirme sırasında doğru yönlendirme, düzgün çalışma için esastır.

5.2 Önerilen PCB Bağlantı Pedi

Güvenilir lehimleme ve mekanik stabilite için PCB için önerilen bir lehim pedi deseni (footprint) sağlanmıştır. Bu desen, anot ve katot için bakır pedlerin boyutunu ve şeklini ve önerilen lehim maskesi açıklığını belirtir. Bu önerilen ayak izine uymak, uygun lehim fileto oluşumunu sağlamaya, tombstoning'i (bileşenin dik durması) önlemeye ve iyi bir termal ve elektriksel bağlantı sağlamaya yardımcı olur.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 IR Reflow Lehimleme Parametreleri

Kurşunsuz (Pb-free) montaj süreçleri için spesifik bir reflow lehimleme profili önerilir. Profil, 150°C ila 200°C aralığında bir ön ısıtma aşaması, maksimum 120 saniye ön ısıtma süresi içerir; bu, kartı ve bileşeni kademeli olarak ısıtmak ve flux'u aktifleştirmek içindir. Tepe gövde sıcaklığı 260°C'yi geçmemelidir. Lehimin sıvılaşma sıcaklığının (tipik olarak SAC alaşımları için yaklaşık 217°C) üzerindeki süre ve özellikle tepe sıcaklığın 5°C içindeki süre kontrol edilmelidir; veri sayfası tepe sıcaklıkta maksimum 10 saniye belirtir. Cihaz bu koşullar altında ikiden fazla reflow döngüsüne maruz bırakılmamalıdır. Optimal profilin spesifik PCB tasarımına, lehim pastasına ve fırına bağlı olduğu ve JEDEC standartları kılavuz alınarak buna göre karakterize edilmesi gerektiği vurgulanır.

6.2 Manuel Lehimleme

Havya ile manuel lehimleme gerekliyse, aşırı dikkat gösterilmelidir. Havya ucu sıcaklığı 300°C'yi geçmemeli ve LED terminaliyle temas süresi bağlantı başına maksimum 3 saniye ile sınırlandırılmalıdır. İç die ve tel bağlantılarına termal stres hasarı vermemek için manuel lehimleme yalnızca bir kez yapılmalıdır.

6.3 Depolama ve Taşıma

LED'ler nem hassas cihazlardır (MSL 3). Orijinal vakumlu nem geçirmez torbalarında nem alıcı ile depolandıklarında, 30°C veya daha düşük ve %90 bağıl nem (RH) veya daha düşük koşullarda saklanmalı ve bir yıl içinde kullanılmalıdır. Orijinal ambalaj açıldıktan sonra, depolama ortamı 30°C ve %60 RH'yi geçmemelidir. Orijinal ambalajından çıkarılan bileşenler ideal olarak bir hafta içinde IR-reflow işlemine tabi tutulmalıdır. Orijinal torbanın dışında daha uzun süre depolama için, nem alıcılı kapalı bir kapta veya nitrojen desikatöründe saklanmalıdır. Ambalajsız olarak bir haftadan fazla depolanırsa, lehim montajından önce emilen nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamış mısır" hasarını önlemek için yaklaşık 60°C'de en az 20 saat pişirme gereklidir.

6.4 Temizlik

Lehimleme sonrası temizlik gerekiyorsa, yalnızca belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. LED'i oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkol içinde bir dakikadan kısa süre daldırmak kabul edilebilir. Belirtilmemiş kimyasal temizleyicilerin kullanımı epoksi lensi ve paket malzemesine zarar verebilir.

6.5 Elektrostatik Deşarj (ESD) Önlemleri

LED, elektrostatik deşarja ve dalgalanma akımlarına karşı hassastır; bu, yarı iletken jonksiyonunu bozabilir veya yok edebilir. Taşıma ve montaj sırasında uygun ESD kontrolleri uygulanmalıdır. Bu, topraklanmış bileklikler, antistatik eldivenler kullanımını ve tüm ekipmanın ve çalışma yüzeylerinin uygun şekilde topraklanmasını içerir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

LED'ler otomatik montaj için paketlenmiş olarak tedarik edilir. 12 mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şerit üzerine monte edilirler. Şerit, standart 7 inç (178 mm) çapında bir makaraya sarılır. Her makara 2000 adet içerir. Tam makaradan daha az miktarlar için, kalan stok için minimum 500 adetlik paketleme miktarı mevcuttur. Şeridin bileşenleri koruyan bir üst kapak sızdırmazlığı vardır. Paketleme ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uygundur. Makara başına maksimum iki ardışık eksik bileşene (boş yuva) izin verilir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Sürücü Devre Tasarımı

Bir LED akım kontrollü bir cihazdır. Tutarlı parlaklık ve uzun ömür sağlamak için, sabit bir voltajla değil, kontrollü bir akımla sürülmelidir. En basit ve en çok tavsiye edilen sürücü yöntemi, her LED için seri bir akım sınırlayıcı direnç kullanmaktır; veri sayfasındaki "Devre A"da gösterildiği gibi. Bir voltaj kaynağı (Vcc) ile beslenen bu konfigürasyon, tek tek LED'lerin ileri voltajındaki (VF) değişimlerin, birden fazla LED paralel bağlandığında akımda ve dolayısıyla parlaklıkta önemli farklılıklara neden olmamasını sağlar. Direnç değeri (R) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (Vcc - VF) / IF, burada IF istenen ileri akımdır (örneğin, test için 5 mA, maksimum sürekli 30 mA'ye kadar).

8.2 Termal Yönetim

Paket küçük olsa da, performansı ve güvenirliği korumak için ısı yönetimi önemlidir. Işık şiddeti, jonksiyon sıcaklığı arttıkça azalır. LED'in maksimum akımında veya yakınında sürüldüğü veya yüksek ortam sıcaklıklarında olduğu uygulamalarda, PCB düzenine dikkat edilmelidir. LED pedlerinin etrafında yeterli bakır alan sağlamak, cihazdan ısıyı dağıtmaya yardımcı olan bir soğutucu görevi görebilir. Diğer ısı üreten bileşenlerin yakınına yerleştirmekten kaçınmak da tavsiye edilir.

8.3 Uygulama Sınırlamaları

Cihaz, sıradan elektronik ekipmanlarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Arızanın hayatı veya sağlığı tehlikeye atabileceği olağanüstü güvenilirlik gerektiren uygulamalar için (havacılık, tıbbi yaşam destek veya güvenlik açısından kritik sistemler gibi), standart ticari sınıf bileşenler uygun olmayabileceğinden, spesifik danışma ve niteliklendirme gereklidir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

GaAsP (Galyum Arsenik Fosfit) kırmızı LED'ler gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, bu cihazda kullanılan AlInGaP çipi önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar ve aynı sürücü akımı için çok daha fazla parlaklık sağlar. Dağınık veya renkli bir lensin aksine, su berraklığındaki lens ışık çıkışını maksimize eder ve daha canlı, doygun bir renk noktası sağlar. EIA standart paketi, endüstri standardı montaj hatları ve ayak izi kütüphaneleriyle geniş uyumluluk sağlayarak tasarım ve üretim karmaşıklığını azaltır. Cihazın kızılötesi reflow lehimlemeye uyumluluğu ve nem hassasiyet seviyesi (MSL 3), modern SMD bileşenleri için tipiktir ve onu ana akım, yüksek hacimli üretim süreçleriyle uyumlu hale getirir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Tepe dalga boyu ile baskın dalga boyu arasındaki fark nedir?
C: Tepe dalga boyu (λP), spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyudur (639 nm). Baskın dalga boyu (λd), CIE renklilik diyagramından türetilir ve LED'in rengiyle eşleşecek tek renkli ışığın tek dalga boyunu temsil eder (631 nm). Baskın dalga boyu algılanan renkle daha yakından ilişkilidir.

S: Bu LED'i 20 mA'de sürekli olarak sürebilir miyim?
C: Evet. Maksimum sürekli ileri akım 30 mA'dir. 20 mA'de sürmek spesifikasyonlar dahilindedir. Işık şiddetinin tipik olarak akımla arttığını, ancak 20 mA'deki kesin değerin tipik performans eğrilerinden tahmin edilmesi veya ölçülmesi gerektiğini unutmayın, çünkü veri sayfası şiddeti 5 mA'de belirtir.

S: Güç kaynağımın voltajı LED'in ileri voltajıyla eşleşse bile neden bir seri direnç gereklidir?
C: İleri voltaj (VF) bir aralığa sahiptir (1.6V ila 2.2V). Eğer besleme voltajı sabitse, örneğin 2.0V, VF'i 1.6V olan bir LED, amaçlanandan çok daha yüksek bir akıma maruz kalır ve bu da aşırı ısınmaya ve arızaya yol açabilir. Seri direnç, bir LED'den diğerine VF'deki doğal değişimden bağımsız olarak kararlı, öngörülebilir bir akım sağlar.

S: Uygulamam için doğru grubu nasıl seçerim?
C: Tasarımınızın spesifik sürücü koşullarınız altında gerektirdiği minimum parlaklığa dayanarak bir grup seçin. Tekdüzelik kritikse (örneğin, bir durum ışıkları dizisinde), tek, daha dar bir grup (T veya U gibi) belirlemek ve tüm birimleri o gruptan sipariş etmek tutarlı bir görünüm sağlayacaktır. Daha az kritik uygulamalar için, maliyet tasarrufu için daha geniş bir grup veya karışık gruplar kabul edilebilir.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Örnek: Bir Ağ Yönlendirici için Durum Gösterge Paneli Tasarımı
Bir tasarımcı, "Güç", "İnternet", "Wi-Fi" ve "Ethernet" aktivitesini gösteren dört kırmızı durum LED'ine sahip bir panel oluşturuyor. LED'lerin aydınlık bir ofis ortamında net bir şekilde görülebilmesi gerekiyor. Sistem güç hattı 3.3V'dur. Tasarımcı, yüksek parlaklığı ve standart paketi nedeniyle bu LED'i seçer. Parlak bir gösterge elde etmek için her LED'i 10 mA'de sürmeye karar verir. Tipik VF değeri 1.9V kullanarak seri direnci hesaplar: R = (3.3V - 1.9V) / 0.01A = 140 Ohm. Standart 150 Ohm'luk bir direnç seçilir. Dört LED'in de eşleşen parlaklığa sahip olmasını sağlamak için, tasarımcı malzeme listesinde "T" Grubunu (280-450 mcd) belirtir. PCB düzeni, önerilen lehim pedi desenini ve hafif termal rahatlama için pedlerin etrafında küçük bir bakır dökümü içerir. Montaj firması sağlanan IR reflow profilini kullanır ve nihai ürün tutarlı, parlak ve güvenilir durum göstergeleri sergiler.

12. Prensip Tanıtımı

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), üzerlerinden bir elektrik akımı geçtiğinde ışık yayan yarı iletken cihazlardır. Bu özel LED, aktif bölgesi için bir AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) bileşik yarı iletken kullanır. Bir ileri voltaj uygulandığında, n-tipi malzemeden elektronlar ve p-tipi malzemeden delikler aktif bölgeye enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerjilerini foton (ışık) formunda serbest bırakırlar. AlInGaP malzemesinin spesifik bant aralığı enerjisi, yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler; bu durumda görünür spektrumun kırmızı kısmındadır (yaklaşık 631-639 nm). Su berraklığındaki epoksi lens çipi kapsüller, çevreden korur ve ışık çıkış demetini şekillendirir.

13. Gelişim Trendleri

SMD LED teknolojisindeki genel trend, daha yüksek verimliliğe (vat başına daha fazla lümen) doğru devam etmektedir; bu, aynı güçte artan parlaklık veya aynı ışık çıkışı için azaltılmış güç tüketimi sağlar. Ayrıca, optik performansı korurken veya iyileştirirken paketlerin daha da küçülmesiyle birlikte miniaturizasyona doğru bir yönelim vardır. Gelişmiş güvenilirlik ve daha uzun çalışma ömrü, çip tasarımı, paketleme malzemeleri ve termal yönetimdeki iyileştirmelerle elde edilen sürekli hedeflerdir. Ayrıca, daha sıkı gruplandırma ve daha iyi renk tutarlılığı, ekran arka aydınlatması ve otomotiv aydınlatması gibi yüksek görsel kalite gerektiren uygulamalar için giderek daha önemli hale gelmektedir. Sabit akım sürücüleri gibi kontrol elektroniğinin LED paketinin kendisi içine entegrasyonu, son kullanıcı için devre tasarımını basitleştiren bir diğer büyüyen trenddir.