SMD LED LTST-C150KDKT-10A Veri Sayfası - 1.6x0.8x0.6mm - 2.4V - 50mW - Kırmızı AllnGaP - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED lambası için tam teknik özellikleri sağlar. Otomatik baskılı devre kartı (PCB) montajı için tasarlanan bu bileşen, geniş bir elektronik ekipman yelpazesindeki alan kısıtlı uygulamalar için idealdir.

1.1 Özellikler

• RoHS çevre yönergelerine uyumludur.
• Kırmızı ışık yayan ultra parlak Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AllnGaP) yarı iletken çip kullanır.
• Otomatik işleme için 7 inç çapında makaralara sarılmış 8mm şerit üzerinde paketlenmiştir.
• Standart EIA paket ayak izi.
• Giriş, standart entegre devre (IC) mantık seviyeleri ile uyumludur.
• Otomatik al-yerleştir montaj ekipmanları ile uyumluluk için tasarlanmıştır.
• Standart kızılötesi (IR) yeniden akış lehimleme işlemlerine dayanıklıdır.

1.2 Hedef Uygulamalar

Bu LED, kompakt, güvenilir bir gösterge veya arka aydınlatma kaynağı gerektiren, aşağıdakilerle sınırlı olmamak üzere geniş bir uygulama yelpazesi için uygundur:

• Telekomünikasyon cihazları, ofis otomasyon ekipmanları, ev aletleri ve endüstriyel kontrol sistemleri.
• Tuş takımı ve klavye arka aydınlatması.
• Durum ve güç göstergeleri.
• Mikro ekranlar ve panel göstergeleri.
• Sinyal ve sembol aydınlatması.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorumlama

Aşağıdaki bölümler, cihazın elektriksel, optik ve çevresel özelliklerinin ayrıntılı bir analizini sağlar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları temsil eder. Bu koşullar altında çalışma garanti edilmez. Tüm değerler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir.

• Güç Dağılımı (Pd):50 mW. Bu, cihazın ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır.
• Tepe İleri Akımı (I_F(PEAK)):40 mA. Bu, aşırı ısınmayı önlemek için tipik olarak darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) belirtilen izin verilen maksimum anlık ileri akımdır.
• Sürekli İleri Akım (I_F):20 mA. Bu, sürekli çalışma için önerilen maksimum DC akımdır.
• Ters Gerilim (V_R):5 V. Bu değeri aşan bir ters öngerilim uygulamak, eklem bozulmasına neden olabilir.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-30°C ila +85°C. Cihazın çalışması için tasarlandığı ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +85°C. Çalışmayan durumda depolama için sıcaklık aralığı.
• Kızılötesi Yeniden Akış Lehimleme Koşulu:Maksimum 10 saniye için 260°C tepe sıcaklığı. Bu, montaj sırasında paketin dayanabileceği termal profili tanımlar.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bu parametreler, normal çalışma koşullarında (Ta=25°C, I_F=10mA belirtilmediği sürece) cihazın tipik performansını tanımlar.

• Işık Şiddeti (I_V):2.8 ila 28.0 mcd (milikandela). Işık çıkışının algılanan parlaklığı. Geniş aralık, bir sınıflandırma sistemi ile yönetilir.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):130 derece. Bu, ışık şiddetinin eksen üzerinde ölçülen değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. Bu gibi geniş bir görüş açısı, göstergeler için uygun geniş, dağınık bir ışık deseni sağlar.
• Tepe Emisyon Dalga Boyu (λ_P):650.0 nm (nanometre). Spektral güç çıkışının maksimum olduğu dalga boyu.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):630.0 ila 645.0 nm. Bu, insan gözü tarafından algılanan ve rengi (bu durumda kırmızı) tanımlayan tek dalga boyudur. CIE renklilik diyagramından türetilir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):20 nm (tipik). Bu, yayılan ışığın spektral saflığını veya bant genişliğini, maksimum gücünün yarısında spektrumun genişliği olarak ölçülür.
• İleri Gerilim (V_F):1.6 ila 2.4 V. Belirtilen test akımında (10mA) sürüldüğünde LED üzerindeki gerilim düşüşü.
• Ters Akım (I_R):Maksimum 10 μA (mikroamper). Maksimum ters gerilim (5V) uygulandığında akan küçük sızıntı akımı.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretim uygulamalarında parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler performans gruplarına veya \"sınıflara\" ayrılır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıf Kodu

Bu ürün için birincil sınıflandırma, 10mA'de ölçülen ışık şiddetine dayanır. Her sınıf içindeki tolerans +/-%15'tir.

• Sınıf H:2.8 - 4.5 mcd
• Sınıf J:4.5 - 7.1 mcd
• Sınıf K:7.1 - 11.2 mcd
• Sınıf L:11.2 - 18.0 mcd
• Sınıf M:18.0 - 28.0 mcd

Bu sistem, tasarımcıların maliyet ve performansı dengeleyerek belirli uygulamaları için uygun bir parlaklık sınıfı seçmelerine olanak tanır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Kaynak belgede belirli grafiksel verilere atıfta bulunulurken, temel ilişkiler burada standart LED fiziği ve sağlanan parametrelere dayanarak açıklanmıştır.

4.1 Akım - Gerilim (I-V) Karakteristiği

Bir LED bir diyottur. İleri gerilimi (V_F), ileri akımı (I_F) ile logaritmik bir ilişkiye sahiptir. 10mA'de belirtilen 1.6V ila 2.4V V_Faralığı, kırmızı bir AllnGaP LED için tipiktir. Önerilen sürekli akımın (20mA) üzerinde çalıştırmak, V_F'nin hafifçe artmasına neden olacak ancak esas olarak aşırı ısı üreterek verimliliği ve ömrü azaltacaktır.

4.2 Işık Şiddeti - İleri Akım İlişkisi

Işık çıkışı (I_V), önemli bir aralıkta ileri akımla yaklaşık olarak orantılıdır. Ancak, artan termal etkiler ve diğer ideal olmayan yarı iletken davranışları nedeniyle verimlilik çok yüksek akımlarda düşme eğilimindedir. LED'i tipik 10mA veya 20mA'de sürmek, optimal verimlilik ve güvenilirliği sağlar.

4.3 Sıcaklık Bağımlılığı

LED performansı sıcaklığa duyarlıdır. Eklem sıcaklığı arttıkça:

• İleri Gerilim (V_F):Azalır. Bu negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir.
• Işık Şiddeti (I_V):Azalır. Daha yüksek sıcaklıklar, yarı iletkenin iç kuantum verimliliğini azaltarak aynı akım için daha düşük ışık çıkışına yol açar.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):Hafifçe kayabilir, algılanan renk tonunu potansiyel olarak değiştirebilir.

PCB tasarımında uygun termal yönetim, tutarlı performansı korumak için çok önemlidir.

4.4 Spektral Dağılım

Emisyon spektrumu, 650 nm'lik bir tepe dalga boyu (λ_P) etrafında merkezlenir ve tipik yarı genişliği (Δλ) 20 nm'dir. Bu, doygun bir kırmızı renkle sonuçlanır. Algılanan rengi tanımlayan baskın dalga boyu (λ_d) ise 630 nm ile 645 nm arasındadır.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

Cihaz, standart bir yüzey montaj paket şekline uyar. Ana boyutlar yaklaşık 1.6mm uzunluk, 0.8mm genişlik ve 0.6mm yüksekliği (kaynakta belirtilen özel çizim) içerir. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutsal toleranslar ±0.1mm'dir. Lens su berraklığındadır, bu da AllnGaP çipinin doğal kırmızı renginin görünmesini sağlar.

5.2 Önerilen PCB Lehim Ped Deseni

Güvenilir lehimleme ve uygun hizalama sağlamak için baskılı devre kartı için önerilen bir lehim ped düzeni sağlanmıştır. Bu desen, yeniden akış sırasında iyi bir lehim fileto oluşumunu kolaylaştırırken lehim köprüsü riskini en aza indirecek şekilde tasarlanmıştır.

5.3 Polarite Tanımlama

Katot (negatif terminal), tipik olarak LED paketi üzerinde bir çentik, yeşil bir nokta veya lenste bir kesik köşe gibi görsel bir işaretleyici ile belirtilir. Montaj sırasında doğru polariteye dikkat edilmelidir, çünkü ters gerilim uygulamak cihaza zarar verebilir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 IR Yeniden Akış Lehimleme Parametreleri

Cihaz, kurşunsuz (Pb-free) lehimleme işlemleri ile uyumludur. JEDEC standartlarına uygun önerilen bir yeniden akış profili sağlanmıştır.

• Ön Isıtma Sıcaklığı:150°C ila 200°C.
• Ön Isıtma Süresi:Maksimum 120 saniye.
• Tepe Gövde Sıcaklığı:Maksimum 260°C.
• 260°C Üzerinde Kalma Süresi:Maksimum 10 saniye.
• Yeniden Akış Geçiş Sayısı:Maksimum iki kez.

Belirli profil, gerçek PCB tasarımı, lehim macunu ve kullanılan fırın için karakterize edilmelidir.

6.2 El Lehimlemesi (Gerekirse)

Manuel lehimleme gerekliyse, aşırı dikkat gösterilmelidir:

• Havya Sıcaklığı:Maksimum 300°C.
• Lehimleme Süresi:Bacak başına maksimum 3 saniye.
• Lehimleme Deneme Sayısı:Bağlantı başına yalnızca bir kez.

Uzun süreli ısı uygulaması, iç tel bağlantılarına ve epoksi paketine zarar verebilir.

6.3 Depolama Koşulları

Nem hassasiyet seviyesi (MSL), SMD bileşenleri için kritik bir faktördür.

• Mühürlü Paket (nem alıcı ile):≤30°C ve ≤%90 RH'de depolayın. Kuru paket tarihinden itibaren bir yıl içinde kullanın.
• Açılmış Paket:≤30°C ve ≤%60 RH'de depolayın. Bileşenler bir hafta içinde (MSL 3) IR yeniden akış işlemine tabi tutulmalıdır.
• Uzatılmış Depolama (Paket Dışında):Nem alıcılı kapalı bir kapta veya nitrojenli bir kurutucuda depolayın. Bir haftadan uzun süre depolanırsa, lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve yeniden akış sırasında \"patlamış mısır\" etkisini önlemek için en az 20 saat 60°C'de pişirme gereklidir.

6.4 Temizlik

Lehim sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca onaylı alkol bazlı çözücüler (izopropil alkol (IPA) veya etil alkol gibi) kullanın. Daldırma, normal sıcaklıkta bir dakikadan az olmalıdır. Belirtilmemiş kimyasal temizleyiciler LED lensine veya paket malzemesine zarar verebilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

Bileşenler, otomatik montaj için kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir.

• Taşıyıcı Şerit Genişliği: 8mm.
• Makara Çapı:7 inç.
• Makara Başına Miktar:3000 adet (standart tam makara).
• Kalanlar için Minimum Sipariş Miktarı (MOQ):500 adet.
• Yuva Mühürleme:Boş yuvalar kapak bandı ile mühürlenir.
• Eksik Bileşenler:Endüstri standartlarına (ANSI/EIA 481) göre, maksimum iki ardışık eksik lambaya izin verilir.

8. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Devreleri

Bir LED, akım kontrollü bir cihazdır. Özellikle birden fazla LED'i paralel olarak sürerken, tekdüze parlaklığı sağlamak ve akım paylaşımını önlemek için her LED ile seri olarak bir akım sınırlama direnci kullanılmalıdır. Direnç değeri (R), Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (V_KAYNAK- V_F) / I_F, burada V_F, istenen I_F akımındaki LED'in ileri gerilimidir. Hesaplamada veri sayfasındaki maksimum V_F (2.4V) kullanmak, cihazdan cihaza değişiklik olsa bile akımın hedefi aşmamasını sağlar.

8.2 Tasarım Hususları

• Termal Yönetim:Güç dağılımı düşük olsa da (maks. 50mW), PCB pedleri üzerinden iyi bir termal yol sağlamak, özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında veya daha yüksek sürüş akımlarında kararlı ışık çıkışını ve uzun ömrü korumaya yardımcı olur.
• ESD (Elektrostatik Deşarj) Koruması:LED'ler statik elektriğe karşı hassastır. Taşıma ve montaj sırasında uygun ESD kontrolleri (bileklik, topraklanmış çalışma istasyonları, iletken zemin) uygulanmalıdır.
• Optik Tasarım:130 derecelik görüş açısı geniş aydınlatma sağlar. Daha odaklanmış ışık için harici lensler veya ışık kılavuzları gerekebilir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu AllnGaP kırmızı LED, belirli avantajlar sunar:

• Geleneksel GaAsP Kırmızı LED'lere Karşı:AllnGaP teknolojisi, önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sağlayarak aynı akımda daha parlak çıkış veya daha düşük güçte eşdeğer parlaklık sağlar.
• Standart Delikli LED'lere Karşı:SMD paketi, çok daha yüksek montaj yoğunluğu sağlar, tam otomatik üretim hatları ile uyumludur ve PCB'de bacak bükme ve delik delme ihtiyacını ortadan kaldırır.
• Ana Avantaj:AllnGaP'den gelen yüksek parlaklık, geniş görüş açısı ve kompakt, yeniden akış lehimlenebilir paketin birleşimi, bu cihazı modern elektronik için oldukça çok yönlü hale getirir.

10. Sık Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 Bu LED'i doğrudan 3.3V veya 5V mantık pininden sürebilir miyim?

Hayır, bir akım sınırlama direnci olmadan süremezsiniz.Doğrudan bağlamak, yalnızca pinin akım kapasitesi ve LED'in dinamik direnci ile sınırlı çok yüksek bir akım çekmeye çalışır, bu da muhtemelen LED'i tahrip eder veya sürücü IC'ye zarar verir. Her zaman seri bir direnç kullanın.

10.2 Işık Şiddetinde neden bu kadar geniş bir aralık var (2.8 ila 28.0 mcd)?

Bu, yarı iletken üretimindeki doğal varyasyonlardan kaynaklanır. Sınıflandırma sistemi (H'den M'ye), parçaları ölçülen parlaklığa göre sıralar. Bir uygulamada tutarlı görünüm için, aynı ışık şiddeti sınıfından LED'ler belirtin ve kullanın.

10.3 20mA sürekli akım değerini aşarsam ne olur?

Değeri aşmak, eklem sıcaklığını artırır. Bu, yarı iletken malzemenin bozulmasını hızlandırarak ışık çıkışında kalıcı ve hızlı bir azalmaya (lümen azalması) yol açar ve potansiyel olarak felaket bir arızaya neden olabilir. Devreleri her zaman Mutlak Maksimum Değerler dahilinde çalışacak şekilde tasarlayın.

11. Pratik Kullanım Örneği

11.1 Tasarım Örneği: Durum Gösterge Paneli

Senaryo:5V hattından beslenen 10 özdeş kırmızı durum göstergeli bir kontrol paneli tasarlama. Tekdüze parlaklık kritiktir.
Tasarım Adımları:

1. Sürüş Akımını Seçin:İyi parlaklık ve uzun ömür için I_F= 10mA seçin.
2. Direnç Değerini Hesaplayın:En kötü durum tasarımı için maksimum V_F (2.4V) kullanın. R = (5V - 2.4V) / 0.01A = 260 Ohm. En yakın standart E24 değeri 270 Ohm'dur.
3. Direnç Gücünü Hesaplayın:P = I²* R = (0.01)²* 270 = 0.027W. Standart 1/8W (0.125W) veya 1/10W direnç yeterlidir.
4. LED Sınıfını Belirtin:10 göstergeyi eşleştirmek için, satın alma siparişinde tek bir ışık şiddeti sınıfından (ör. Sınıf L: 11.2-18.0 mcd) LED'ler belirtin.
5. PCB Yerleşimi:Önerilen lehim ped desenini kullanın. Panel tasarımının 130 derecelik görüş açısına izin verdiğinden emin olun, böylece gösterge amaçlanan kullanıcı konumlarından görülebilir.

12. Çalışma Prensibi Giriş

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), elektrik enerjisini elektrolüminesans adı verilen bir süreçle doğrudan ışığa dönüştüren yarı iletken cihazlardır. P-n eklemine ileri bir gerilim uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler aktif bölgeye enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde enerji açığa çıkarır. Bir AllnGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) LED'inde, bu enerji esas olarak görünür spektrumun kırmızı kısmında fotonlar (ışık) olarak açığa çıkar. Belirli dalga boyu (renk), alüminyum, indiyum ve galyum oranları ayarlanarak kristal büyütme işlemi sırasında tasarlanan yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi ile belirlenir.

13. Teknoloji Trendleri ve Gelişmeler

Optoelektronik alanı gelişmeye devam etmektedir. Endüstride gözlemlenebilen genel trendler şunları içerir:

• Artırılmış Verimlilik:Devam eden malzeme bilimi ve çip tasarım araştırmaları, watt başına daha fazla lümen (lm/W) üreten LED'lere yol açarak aynı ışık çıkışı için güç tüketimini azaltır.
• Küçültme:Paket boyutları (ör. 0402, 0201 metrik boyutlar) ultra kompakt cihazlar için PCB'lerde daha da yüksek yoğunluk sağlamak için küçülmeye devam etmektedir.
• Geliştirilmiş Renk Tutarlılığı:Epitaksiyel büyütme ve sınıflandırma tekniklerindeki gelişmeler, baskın dalga boyu ve ışık şiddeti üzerinde daha sıkı toleranslara izin vererek tasarımcılara renk ve parlaklık üzerinde daha hassas kontrol sağlar.
• Entegrasyon:Trendler, renk karıştırma için birden fazla LED çipini (RGB) tek bir pakette entegre etmeyi veya \"akıllı\" aydınlatma çözümleri için kontrol IC'lerini LED'lerle birleştirmeyi içerir.

Bu gelişmeler, tasarımcılara genişleyen bir uygulama yelpazesi için daha yetenekli, verimli ve güvenilir bileşenler sağlamayı amaçlamaktadır.