SMD LED LTST-C283KRKT-5A Veri Sayfası - 2.0x1.25x0.2mm - Kırmızı 631nm - 30mA - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED lambasının tam teknik özelliklerini sağlar. Bu bileşen, otomatik baskılı devre kartı (PCB) montajı için tasarlanmış olup, alan kısıtlı uygulamalar için ideal olan minyatür bir forma sahiptir. Temel işlevi, gösterge, arka aydınlatma ve sinyalizasyon amaçları için yüksek verimli bir ışık kaynağı olarak hizmet etmektir.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazarlar

Cihaz, modern elektronik üretimine uygun hale getiren birkaç önemli avantaj sunar. RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uygundur. Paket ekstra incedir, yalnızca 0.2 mm yüksekliğindedir ve ultra ince ürünlerde kullanımı mümkün kılar. Kırmızı renk spektrumunda yüksek ışık verimliliği üretmesiyle bilinen bir AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) yarı iletken malzeme kullanır. Bileşen, endüstri standardı 8 mm şerit üzerinde 7 inç makaralarda paketlenmiştir ve bu da yüksek hızlı otomatik pick-and-place ekipmanlarıyla tam uyumluluğu sağlar. Ayrıca, yüzey montaj teknolojisi (SMT) montaj hatlarında kullanılan standart kızılötesi (IR) reflow lehimleme işlemlerine dayanacak şekilde tasarlanmıştır.

Hedef uygulamalar geniştir ve telekomünikasyon ekipmanlarını (örneğin, telsiz ve cep telefonları), ofis otomasyon cihazlarını (örneğin, dizüstü bilgisayarlar, ağ sistemleri), ev aletlerini ve endüstriyel ekipmanları kapsar. Özel kullanımlar arasında tuş takımı veya klavye arka aydınlatması, durum göstergeleri, mikro ekranlar ve çeşitli sinyal veya sembol aydınlatma uygulamaları yer alır.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorumlama

Bu bölüm, cihazın mutlak limitlerini ve standart çalışma özelliklerini detaylandırır. Aksi belirtilmedikçe, tüm parametreler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini tanımlar. Bu koşullar altında sürekli çalışma önerilmez.

• Güç Dağılımı (Pd):75 mW. Bu, cihazın ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır.
• Tepe İleri Akımı (I_F(PEAK)):80 mA. Bu, izin verilen maksimum anlık ileri akımdır, tipik olarak termal yükü yönetmek için darbe koşullarında (%10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) belirtilir.
• DC İleri Akımı (I_F):30 mA. Bu, güvenilir uzun vadeli çalışma için önerilen maksimum sürekli ileri akımdır.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-30°C ila +85°C. Cihazın çalışması için tasarlandığı ortam sıcaklığı aralığıdır.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +85°C. Çalışmayan durumda depolama için sıcaklık aralığıdır.
• Kızılötesi Lehimleme Koşulu:260°C, 10 saniye. Kurşunsuz işlemler için reflow lehimleme sırasında paketin dayanabileceği maksimum termal profildir.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler

Bunlar, standart test koşullarında ölçülen tipik performans parametreleridir.

• Işık Şiddeti (I_V):I_F= 5mA'da 4.5 - 45.0 mcd (millikandela). Bu geniş aralık, bir sınıflandırma sistemi ile yönetilir (Bölüm 3'e bakınız). Şiddet, CIE standardı insan gözü fotopik tepki eğrisiyle eşleşecek şekilde filtrelenmiş bir sensör kullanılarak ölçülür.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):130 derece. Bu, ışık şiddetinin merkez eksende (0°) ölçülen değerin yarısı olduğu tam açıdır. Geniş bir görüş açısı, daha dağınık bir ışık yayılım modelini gösterir.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λ_P):639 nm (tipik). Bu, yayılan ışığın spektral güç dağılımının maksimuma ulaştığı dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):I_F= 5mA'da 631 nm (tipik). Bu, insan gözü tarafından algılanan ve ışığın rengini tanımlayan tek dalga boyudur. CIE renklilik koordinatlarından türetilir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):20 nm (tipik). Bu, maksimum yoğunluğun yarısında ölçülen spektral bant genişliğidir (Yarım Yükseklikte Tam Genişlik - FWHM).
• İleri Gerilim (V_F):I_F= 5mA'da 1.70 - 2.3 V. LED çalışırken üzerindeki gerilim düşümüdür. Bu aralık da sınıflandırma ile yönetilir.
• Ters Akım (I_R):V_R= 5V'da 10 μA (maksimum). Ters bir gerilim uygulandığında akan küçük sızıntı akımıdır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için, LED'ler temel parametrelere göre performans sınıflarına ayrılır. Bu, tasarımcıların parlaklık ve gerilim için belirli uygulama gereksinimlerini karşılayan bileşenleri seçmesine olanak tanır.

3.1 İleri Gerilim (V_FIşık şiddeti, yine I

Kırmızı renk varyantı için, ileri gerilim, 5mA'lık bir test akımında ölçüldüğünde üç sınıfa ayrılır. Her sınıf içindeki tolerans ±0.1V'dur.

• Sınıf Kodu E2: V_F1.70V ila 1.90V aralığı.
• Sınıf Kodu E3: V_F1.90V ila 2.10V aralığı.
• Sınıf Kodu E4: V_F2.10V ila 2.30V aralığı.

3.2 Işık Şiddeti (I_V) Sınıflandırması

Luminous intensity is categorized into five bins, also measured at I_F= 5mA'da ölçülen beş sınıfa ayrılır. Her sınıfın toleransı ±%15'tir.

• Sınıf Kodu J:4.50 - 7.10 mcd
• Sınıf Kodu K:7.10 - 11.20 mcd
• Sınıf Kodu L:11.20 - 18.00 mcd
• Sınıf Kodu M:18.00 - 28.00 mcd
• Sınıf Kodu N:28.00 - 45.00 mcd

Bu sınıflandırma, gereken parlaklık seviyelerine dayalı olarak hassas seçim yapılmasına olanak tanır; bu, arka aydınlatma gibi düzgünlüğün önemli olduğu uygulamalar için kritiktir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Tipik performans eğrileri, cihazın değişen koşullar altındaki davranışına görsel bir bakış sağlar. Bu eğriler, devre tasarımı ve termal yönetim için gereklidir.

4.1 İleri Akım - İleri Gerilim (I-V Eğrisi)

I-V karakteristiği, bir diyot için tipik olan doğrusal değildir. Eğri, ileri gerilim (V_F) ile ileri akım (I_F) arasındaki ilişkiyi gösterir. Tasarımcılar bunu, ışık çıkışıyla doğrudan ilişkili olan istenen bir çalışma akımı için gerekli sürücü gerilimini belirlemek için kullanır. Eğri sıcaklıkla kayar.

4.2 Işık Şiddeti - İleri Akım

Bu eğri, ışık şiddetinin önemli bir aralıkta ileri akımla yaklaşık olarak orantılı olduğunu gösterir. Ancak, çok yüksek akımlarda, artan bağlantı sıcaklığı ve diğer etkiler nedeniyle verim düşebilir. Önerilen DC akım aralığı içinde çalışmak, optimal performans ve uzun ömür sağlar.

4.3 Spektral Dağılım

Spektral dağılım eğrisi, göreceli yoğunluğu dalga boyuna karşı çizer. Tepe yayılım dalga boyunu (~639 nm) ve spektral yarı genişliği (~20 nm) doğrular ve bu AlInGaP çipinin saf kırmızı renk çıkışını tanımlar.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

Cihaz, endüstri standardı bir SMD paket şekline uyar. Ana boyutlar arasında 2.0 mm uzunluk, 1.25 mm genişlik ve 0.2 mm yükseklik (ultra ince profil) bulunur. Detaylı mekanik çizimler, pad konumları ve toleranslar dahil tüm kritik boyutları belirtir; bu toleranslar tipik olarak ±0.1 mm'dir. Lens su berraklığındadır.

5.2 Önerilen PCB Bağlantı Pad Düzeni

PCB düzeni için bir land pattern tasarımı sağlanmıştır. Bu desen, reflow sırasında uygun lehim bağlantısı oluşumunu sağlar, yeterli termal rahatlama sağlar ve mekanik stabiliteyi korur. Bu önerilen footprint'e uymak, başarılı montaj ve güvenilirlik için çok önemlidir.

5.3 Polarite Tanımlama

Bileşenin işaretli bir katodu (negatif terminal) vardır. Veri sayfası, bu işaretlemenin cihaz gövdesinde (genellikle katot tarafında bir çentik, yeşil nokta veya başka bir gösterge) nasıl göründüğünü gösterir. Yerleştirme sırasında doğru polarite yönlendirmesi, devrenin çalışması için gereklidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 IR Reflow Lehimleme Koşulları

Kurşunsuz lehim işlemleri için belirli bir reflow profili önerilir. Ana parametreler arasında 150-200°C arası ön ısıtma sıcaklığı, maksimum 120 saniyeye kadar ön ısıtma süresi, 260°C'yi aşmayan tepe gövde sıcaklığı ve 260°C üzerinde maksimum 10 saniye ile sınırlı süre bulunur. Cihaz, ikiden fazla reflow döngüsüne maruz bırakılmamalıdır. Bu limitler, paket çatlamasını veya iç malzemelerin bozulmasını önlemek için JEDEC standartlarına dayanır.

6.2 El Lehimleme

El lehimlemesi gerekliyse, son derece dikkatli bir şekilde yapılmalıdır. Önerilen maksimum lehim havya ucu sıcaklığı 300°C'dir ve her bağlantı için lehimleme süresi 3 saniye ile sınırlıdır. El lehimlemesi yalnızca bir kez yapılmalıdır.

6.3 Temizlik

Lehim sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. LED'i normal sıcaklıkta etil alkol veya izopropil alkol içinde bir dakikadan az süreyle daldırmak kabul edilebilir. Belirtilmemiş kimyasal temizleyiciler, plastik paketi veya lensi hasara uğratabilir.

6.4 Depolama Koşulları

LED'ler neme karşı hassastır. Orijinal kapalı nem geçirmez torbada nem alıcı ile depolandığında, 30°C veya daha düşük ve %90 bağıl nem (RH) veya daha düşük sıcaklıklarda tutulmalı ve önerilen kullanım süresi bir yıldır. Orijinal ambalaj açıldıktan sonra, depolama ortamı 30°C veya %60 RH'yi aşmamalıdır. Orijinal ambalajından çıkarılan bileşenler, ideal olarak bir hafta içinde reflow lehimlenmelidir (Nem Hassasiyet Seviyesi 3, MSL 3). Orijinal torbanın dışında daha uzun süre depolama için, nem alıcılı kapalı bir kapta tutulmalıdır. Bir haftadan fazla depolanırsa, montajdan önce emilen nemi gidermek ve reflow sırasında \"popcorning\" (patlamış mısır etkisi) oluşmasını önlemek için yaklaşık 60°C'de en az 20 saat pişirme önerilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

Bileşenler, koruyucu kapak şeridi olan kabartmalı taşıyıcı şeritte tedarik edilir. Şerit genişliği 8 mm'dir. Makaraların standart çapı 7 inç (178 mm)'dir. Her makara 5000 adet içerir. Tam makaradan daha az miktarlar için, kalan partiler için minimum paketleme miktarı 500 adettir. Paketleme, ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uygundur.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Devreleri

Bir LED, akım kontrollü bir cihazdır. Özellikle birden fazla LED paralel olarak kullanıldığında tutarlı parlaklığı sağlamak için bir akım sınırlama mekanizması gereklidir. En basit yöntem, seri bir direnç kullanmaktır. Direnç değeri (R_seri) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R_seri= (V_besleme- V_F) / I_F. Daha hassas ve verimli kontrol için, sabit akım sürücüleri veya entegre LED sürücü IC'leri önerilir. Bu, paralel dizilerde akım paylaşımını önler ve tüm cihazlarda V_F.

8.2 Tasarım Hususları

• Termal Yönetim:Güç dağılımı düşük olsa da, bağlantı sıcaklığını limitler içinde tutmak, uzun vadeli güvenilirlik ve kararlı ışık çıkışı için anahtardır. Özellikle maksimum akıma yakın çalışırken, ısıyı uzaklaştırmak için LED pad'leri altında yeterli PCB bakır alanı veya termal viyalar sağlayın.
• ESD Koruması:LED'ler, elektrostatik deşarj (ESD) hasarına karşı hassastır. Montaj sırasında, topraklanmış çalışma istasyonları, bileklikler ve iletken kapların kullanımı dahil olmak üzere uygun ESD işleme prosedürleri izlenmelidir.
• Optik Tasarım:130 derecelik geniş görüş açısı, dağınık bir ışık deseni sağlar. Daha odaklanmış bir ışın huzmesi gerektiren uygulamalar için, ikincil optikler (lensler veya ışık kılavuzları) gerekli olabilir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu AlInGaP tabanlı kırmızı LED, GaAsP (Galyum Arsenit Fosfit) gibi eski teknolojilere kıyasla belirgin avantajlar sunar. Birincil farklılaştırıcı, önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliğidir; bu da aynı giriş akımı (mA) için daha fazla ışık (millikandela) ürettiği anlamına gelir. Bu, belirli bir parlaklık seviyesi için daha düşük güç tüketimi veya aynı güç bütçesi içinde çok daha yüksek parlaklık sağlar. Ultra ince 0.2mm profil, birçok standart SMD LED'e kıyasla önemli bir mekanik avantajdır ve giderek incelen tüketici elektroniği tasarımlarını mümkün kılar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 Tepe Dalga Boyu ile Baskın Dalga Boyu Arasındaki Fark Nedir?

Tepe Dalga Boyu (λ_P), LED'in en fazla optik güç yaydığı fiziksel dalga boyudur. Baskın Dalga Boyu (λ_d), algılanan rengi en iyi temsil eden, insan renk algısına (CIE şeması) dayalı hesaplanmış bir değerdir. Bu kırmızı LED gibi tek renkli LED'ler için genellikle yakındır ancak aynı değildir. Renk noktalarıyla ilgilenen tasarımcılar (örneğin, ekranlarda) baskın dalga boyuna başvurmalıdır.

10.2 Neden Bir Akım Sınırlayıcı Direnç Gereklidir?

Bir LED'in ileri gerilimi negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir ve birimden birime değişebilir (sınıflandırmada görüldüğü gibi). Doğrudan bir gerilim kaynağına bağlanırsa, V_Fdeki küçük bir değişiklik, akımda büyük ve potansiyel olarak yıkıcı bir değişikliğe neden olabilir. Seri bir direnç (veya sabit akım kaynağı), bu değişikliklere karşı çalışma akımını stabilize eden negatif geri besleme sağlar.

10.3 Bu LED'i V_F?

Evet, ancak her zaman seri bir akım sınırlayıcı eleman (direnç veya aktif devre) eklemelisiniz. Sürücü gerilimi, akımın akmasına izin vermek için LED'in V_Fdeğerinden yüksek olmalıdır, ancak fazla gerilim, doğru I_F.

11. Pratik Kullanım Örneği

Senaryo: Bir ağ yönlendirici için durum göstergesi paneli tasarlama.Panel, beş kırmızı durum LED'i gerektirir. Kullanıcı deneyimi için düzgün parlaklık kritiktir.Tasarım Adımları:1) Gerekli parlaklığı belirleyin: Net görünürlük için L Sınıfını (11.2-18.0 mcd) seçin. 2) Sürücü akımını belirleyin: Uzun ömür ve düşük ısı için I_F= 5mA (standart test koşulu) seçin. 3) Seri direnci hesaplayın: 3.3V besleme ve tipik V_Fdeğeri 2.0V (E3 Sınıfından) varsayarak, R = (3.3V - 2.0V) / 0.005A = 260Ω. En yakın standart değeri (270Ω) kullanın. 4) Düzen: Önerilen PCB pad düzenini kullanın. Beş LED'i de paralel olarak bağlayın, her birini 3.3V rayına kendi 270Ω direnci ile bağlayın. Bu, düzgünlük için bireysel akım kontrolü sağlar. 5) Montaj: MSL-3 kılavuzlarını ve belirtilen reflow profilini izleyin.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), elektrolüminesans yoluyla ışık yayan yarı iletken cihazlardır. P-n bağlantısına ileri bir gerilim uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler bağlantı bölgesine enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde enerji açığa çıkarır. Bu özel cihazda, yarı iletken malzeme AlInGaP'dir ve bu açığa çıkan enerjinin, görünür spektrumun kırmızı kısmında (yaklaşık 631-639 nm) foton (ışık) şeklinde olması için tasarlanmıştır. Alüminyum, indiyum, galyum ve fosfit atomlarının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini ve dolayısıyla yayılan ışığın rengini belirler.

13. Teknoloji Trendleri

SMD LED teknolojisindeki genel eğilim, daha yüksek verimlilik (vat başına daha fazla lümen), daha küçük paket boyutları ve daha yüksek güvenilirliğe doğru devam etmektedir. Gösterge tipi LED'ler için odak noktası, daha düşük akımlarda daha parlak çıkış elde etmek ve minyatürleştirilmiş taşınabilir elektronik taleplerini karşılamak için giderek daha ince profiller geliştirmektir. AlInGaP ve diğer bileşik yarı iletkenler için geliştirilmiş epitaksiyel büyütme teknikleri gibi malzeme bilimindeki ilerlemeler, bu performans kazanımlarına doğrudan katkıda bulunur. Ayrıca, paketlerin ve montaj süreçlerinin standardizasyonu, gelişen yüksek hacimli, otomatik üretim hatlarıyla uyumluluğu sağlar.