SMD LED LTW-C19DZDS5-NB Veri Sayfası - InGaN Beyaz Çip - 10mA - 36mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTW-C19DZDS5-NB, küçültme ve yüksek güvenilirlik gerektiren modern elektronik uygulamalar için tasarlanmış bir yüzey montaj (SMD) LED lambasıdır. Otomatik baskılı devre kartı (PCB) montaj süreçleri için özel olarak geliştirilmiş bir bileşen ailesine aittir ve bu da onu yüksek hacimli üretim için ideal kılar. Kompakt form faktörü, günümüzün taşınabilir ve gömülü elektroniklerinde yaygın olan alan kısıtlı tasarımların ihtiyaçlarını karşılar.

1.1 Temel Avantajlar ve Özellikler

Bu LED, yaygın uygulanabilirliğine katkıda bulunan birkaç temel avantaj sunar. Zararlı Maddelerin Kısıtlanması (RoHS) direktifine tamamen uyumludur ve bu da uluslararası çevre standartlarını karşıladığını garanti eder. Cihaz, yüksek ışık verimliliği sunan beyaz ışık üretmek için ultra parlak İndiyum Galyum Nitrür (InGaN) yarı iletken malzemesini kullanır. Paketi, endüstri standardı EIA ana hatlarıyla uyumludur ve bu da mevcut tasarım kütüphanelerine ve montaj hatlarına kolay entegrasyonu sağlar. Ayrıca, yüzey montaj teknolojisi montajı için standart olan kızılötesi (IR) reflow lehimleme süreçleriyle uyumlu olacak şekilde tasarlanmıştır. Bileşenler, otomatik pick-and-place ekipmanları için standart paketleme olan 7 inç çapında makaralara sarılı 8mm bant üzerinde tedarik edilir.

1.2 Hedef Pazar ve Uygulamalar

Bu SMD LED'in çok yönlülüğü, geniş bir elektronik ekipman yelpazesi için uygun olmasını sağlar. Birincil uygulama alanları arasında telsiz ve cep telefonları gibi telekomünikasyon cihazları, dizüstü bilgisayarlar gibi bilgi işlem platformları ve ağ altyapı sistemleri bulunur. Ayrıca durum göstergesi ve arka aydınlatma amaçları için çeşitli ev aletlerinde ve tüketici elektroniğinde yaygın olarak kullanılır. Belirli fonksiyonel kullanımlar, klavye veya tuş takımı arka aydınlatması, durum ve güç göstergeleri, mikro ekran aydınlatması ve kapalı mekanlardaki genel sinyal veya sembol aydınlatma armatürlerini kapsar.

2. Paket Boyutları ve Mekanik Özellikler

LED, siyah kapaklı sarı bir lense sahiptir. Hassas mekanik boyutlar orijinal veri sayfası çizimlerinde sağlanmış olup, tüm ölçümler milimetre cinsinden belirtilmiştir. Bu boyutlar için standart tolerans, çizimde aksi belirtilmedikçe ±0.1 mm'dir. Bu hassasiyet seviyesi, otomatik montaj sırasında tutarlı yerleştirme ve lehimleme sağlar. Paket, nihai ürünlerin düşük profiline katkıda bulunan süper ince bir çip LED olarak tasarlanmıştır.

3. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorumlama

Tüm derecelendirmeler ve özellikler, yarı iletken cihaz testi için standart referans koşulu olan 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir.

3.1 Mutlak Maksimum Derecelendirmeler

Bu derecelendirmeler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini tanımlar. Sürekli çalışma için tasarlanmamıştır. LTW-C19DZDS5-NB için mutlak maksimum derecelendirmeler şu şekildedir: Maksimum güç dağılımı 36 miliwatt'tır (mW). 1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliği ile darbeli olduğunda tepe ileri akımı 50 mA'yı geçmemelidir. Maksimum sürekli DC ileri akımı 10 mA'dır. Cihaz, İnsan Vücudu Modeli (HBM) kullanılarak 2000 Volt'luk bir elektrostatik deşarj (ESD) eşiğine dayanabilir. İzin verilen çalışma sıcaklığı aralığı -20°C ila +80°C arasındadır, depolama sıcaklığı aralığı ise daha geniş olup -40°C ila +85°C arasındadır. Bileşen, maksimum 10 saniye boyunca 260°C tepe sıcaklığına sahip bir kızılötesi lehimleme koşuluna dayanabilir.

3.2 Kurşunsuz İşlem için Önerilen IR Reflow Profili

LED'e zarar vermeden güvenilir lehim bağlantıları sağlamak için önerilen bir reflow lehimleme profili sağlanmıştır. Profil tipik olarak bir ön ısıtma aşaması, bir termal bekleme, kontrollü bir tepe sıcaklığına sahip bir reflow bölgesi ve bir soğutma periyodunu içerir. Bu profile, özellikle maksimum 260°C tepe sıcaklığına ve likidüs üzerindeki süreye uyulması, cihaz bütünlüğünü ve uzun vadeli güvenilirliği korumak için kritik öneme sahiptir.

3.3 Elektriksel ve Optik Özellikler

Bu parametreler, LED'in normal çalışma koşulları altındaki tipik performansını tanımlar. Işık şiddeti (Iv), 5 mA ileri akım (IF) ile sürüldüğünde minimum 18.0 milikandela (mcd) ile maksimum 45.0 mcd arasında değişir. Şiddetin tepe değerinin yarısına düştüğü açı olarak tanımlanan görüş açısı (2θ1/2) 50 derecedir. CIE 1931 diyagramındaki kromatiklik koordinatları tipik olarak 5mA'da x=0.270 ve y=0.260'dır. İleri voltaj (VF) 2.40V (min) ile 3.20V (max) arasında değişir ve IF=5mA'da tipik değeri 2.70V'dir. Ters akım (IR), 5V ters voltaj (VR) uygulandığında maksimum 10 mikroamper (µA) olarak belirtilmiştir. Bu ters voltaj koşulunun sadece test amaçlı olduğunu not etmek önemlidir; LED ters öngerilimde çalışmak üzere tasarlanmamıştır.

4. Bin Sıralama Sistemi Açıklaması

Üretimde tutarlılığı sağlamak için, LED'ler temel parametrelere göre performans gruplarına (bin) ayrılır. Bu, tasarımcıların uygulamaları için belirli gereksinimleri karşılayan bileşenleri seçmelerine olanak tanır.

4.1 İleri Voltaj (VF) Sıralaması

LED'ler, 5mA test akımındaki ileri voltaj düşüşlerine göre gruplandırılır. Grup kodları ve karşılık gelen voltaj aralıkları şunlardır: A10 (2.40V - 2.60V), A11 (2.60V - 2.80V), B10 (2.80V - 3.00V) ve B11 (3.00V - 3.20V). Her gruba ±0.1V tolerans uygulanır.

4.2 Işık Şiddeti (IV) Sıralaması

Bileşenler, 5mA'daki ışık çıkışlarına göre sınıflandırılır. Tanımlanan gruplar şunlardır: M (18.0 mcd - 28.0 mcd) ve N (28.0 mcd - 45.0 mcd). Her ışık şiddeti grubuna ±%15 tolerans uygulanabilir.

4.3 Renk Tonu (Kromatiklik) Sıralaması

CIE 1931 (x, y) koordinatlarıyla tanımlanan renk noktası, renk tutarlılığını kontrol etmek için de gruplandırılır. Veri sayfası, kromatiklik diyagramında dörtgenler oluşturan belirli koordinat sınırlarına sahip çeşitli renk tonu gruplarını (örneğin, C01, C1, C2) tanımlar. Bir grup içindeki her koordinata ±0.01 tolerans uygulanır.

5. Performans Eğrisi Analizi

Orijinal veri sayfası, cihazın değişen koşullar altındaki davranışı hakkında değerli bilgiler sağlayan tipik karakteristik eğrileri içerir. Bu eğriler tipik olarak ileri voltaj ve ileri akım arasındaki ilişkiyi (IV eğrisi) göstererek diyodun üstel doğasını sergiler. Ayrıca ışık şiddetinin ileri akımla değişimini ve ileri voltajın ortam sıcaklığına bağımlılığını da tasvir edebilirler. Bu eğrileri analiz etmek, tasarımcıların ödünleşimleri anlamalarına yardımcı olur; örneğin, LED'i daha yüksek bir akımla sürmek ışık çıkışını artırır ancak aynı zamanda güç dağılımını ve bağlantı sıcaklığını artırarak ömrü ve renk kaymasını etkileyebilir.

6. Mekanik, Montaj ve Kullanım Kılavuzları

6.1 Önerilen PCB Bağlantı Pedi Düzeni

PCB için, uygun lehim fileto oluşumu ve mekanik stabilite sağlamak amacıyla önerilen bir lehim pedi deseni (footprint) sağlanmıştır. Bu öneriye uymak, reflow sırasında güvenilir lehim bağlantıları elde etmek için çok önemlidir.

6.2 Temizleme

Lehimleme sonrası temizlik gerekliyse, sadece belirtilen kimyasallar kullanılmalıdır. Veri sayfası, normal sıcaklıkta etil alkol veya izopropil alkole bir dakikadan az süreyle daldırmayı önerir. Belirtilmemiş kimyasal sıvıların kullanımı LED paketine zarar verebilir.

6.3 Depolama Koşulları

Uygun depolama, nem emilimini önlemek için gereklidir; bu da reflow lehimleme sırasında "patlamış mısır" (paket çatlaması) etkisine neden olabilir. Nem geçirmez bariyer torbası kapalıyken, LED'ler ≤ 30°C ve ≤ %90 Bağıl Nem (RH) koşullarında depolanmalı ve bir yıllık önerilen kullanım süresi içinde kullanılmalıdır. Orijinal ambalaj açıldıktan sonra, depolama ortamı 30°C veya %60 RH'yi geçmemelidir. Orijinal ambalajından çıkarılan bileşenler (Nem Hassasiyet Seviyesi 3, MSL 3) için, IR reflow'un bir hafta içinde tamamlanması önerilir. Orijinal torbanın dışında daha uzun süre depolanacaksa, kurutucu ile birlikte kapalı bir kapta saklanmalıdır. Bir haftadan uzun süre depolanırsa, lehimlemeden önce yaklaşık 60°C'de en az 20 saat süreyle kurutma gereklidir.

6.4 Lehimleme Talimatları

Reflow lehimleme için, 150-200°C ön ısıtma sıcaklığı, 120 saniyeye kadar ön ısıtma süresi, 260°C'yi geçmeyen tepe sıcaklığı ve 10 saniyeye kadar tepe sıcaklıkta kalma süresi (maksimum iki reflow döngüsü) olan bir profil önerilir. İstasyon ile el lehimlemesi için, uç sıcaklığı 300°C'yi geçmemeli ve temas süresi maksimum 3 saniye ile sınırlandırılmalıdır (sadece bir kez).

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

Standart paketleme, 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı bant üzerine yerleştirilmiş LED'lerden oluşur. Bu bant, standart 7 inç (178mm) çapında bir makaraya sarılır. Her tam makarada 4000 adet bulunur. Tam makaradan daha az miktarlar için, kalan partilerde minimum paketleme miktarı 500 adettir. Paketleme ANSI/EIA 481 spesifikasyonlarını takip eder. Bant, boş bileşen yuvalarını kapatmak için bir kapak bandı kullanır ve bir makarada izin verilen maksimum ardışık eksik lamba sayısı ikidir.

8. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Devreleri

Tipik bir uygulamada, LED bir sabit akım kaynağı tarafından veya bir voltaj kaynağına seri bağlı bir akım sınırlama direnci üzerinden sürülür. Akım sınırlama direncinin (R) değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R = (V_besleme - VF_LED) / IF, burada VF_LED, istenen IF akımındaki LED'in ileri voltajıdır. Bu hesaplamada veri sayfasındaki maksimum VF'yi kullanmak, parçadan parçaya değişiklik olsa bile akımın limiti aşmamasını garanti eder.

8.2 Tasarım Hususları

Akım Sürme:LED'i önerilen 10mA DC ileri akımda veya altında çalıştırmak, güvenilirlik için çok önemlidir. Mutlak maksimum derecelendirmeleri aşmak, kısa süreli bile olsa, yarı iletken malzemeyi bozabilir ve ömrü kısaltabilir.Termal Yönetim:Güç dağılımı düşük olsa da, lehim pedlerinin etrafında yeterli PCB bakır alanı sağlamak, özellikle yüksek ortam sıcaklığı ortamlarında veya birden fazla LED yakın yerleştirildiğinde ısının dağılmasına yardımcı olabilir.ESD Koruması:Cihaz 2000V HBM ESD derecesine sahip olsa da, montaj ve kullanım sırasında gizli hasarı önlemek için standart ESD kullanım önlemlerine (bileklik, topraklanmış çalışma istasyonları) her zaman uyulmalıdır.Optik Tasarım:50 derecelik görüş açısı, ışın desenini tanımlar. Farklı bir radyasyon deseni gerektiren uygulamalar için, ikincil optikler (lensler, ışık kılavuzları) gerekli olabilir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTW-C19DZDS5-NB, beyaz ışık için InGaN teknolojisini kullanmasıyla kendini farklılaştırır; bu teknoloji tipik olarak, mavi çip ve sarı fosfor gibi eski teknolojilere kıyasla (yine de fosfor dönüştürmeli beyaz olsa da) daha yüksek verimlilik ve daha iyi renksel geriverim sunar. Süper ince paket profili, ultra ince cihazlar için temel bir avantajdır. Voltaj, şiddet ve kromatiklik için kapsamlı gruplama sistemi, tasarımcılara nihai ürünlerinin elektriksel ve optik performansının tutarlılığı üzerinde sıkı bir kontrol sağlar; bu, arka aydınlatma dizileri gibi düzgünlüğün önemli olduğu uygulamalarda kritiktir.

10. Teknik Parametrelere Dayalı Sıkça Sorulan Sorular

S: Bu LED'i daha yüksek parlaklık için 20mA'de sürebilir miyim?

C: Hayır. Mutlak maksimum sürekli DC ileri akım 10 mA'dır. Bu derecelendirmeyi aşmak kalıcı hasar riski taşır ve tüm güvenilirlik spesifikasyonlarını geçersiz kılar. Daha yüksek ışık çıkışı için, daha yüksek ışık şiddetine sahip bir LED grubu veya daha yüksek akım için derecelendirilmiş bir ürün seçin.

S: Devremdeki ileri voltaj 2.5V ölçüldü, ancak veri sayfası tipik değerin 2.7V olduğunu söylüyor. Bu normal mi?

C: Evet, bu beklenen varyasyon dahilindedir. İleri voltaj belirli bir aralığa (2.4V ila 3.2V) sahiptir ve ayrıca gruplandırılmıştır. Ölçülen değeriniz A10 veya A11 voltaj grubuna düşer. Akım sınırlama devrenizi her zaman en kötü durum maksimum VF için tasarlayarak akım limitinin asla aşılmamasını sağlayın.

S: Bu bileşen için nem hassasiyeti konusunda endişelenmeli miyim?

C: Evet. Bileşen MSL 3 olarak derecelendirilmiştir. Orijinal kapalı torba açıldıktan sonra, standart fabrika zemin koşullarında (≤ 30°C/%60 RH) reflow lehimleme işlemini bir hafta içinde tamamlamanız gerekir. Bu süre aşılırsa, lehimlemeden önce bir kurutma işlemi gereklidir.

S: Bu LED'i dış mekan tabelaları için kullanabilir miyim?

C: Veri sayfası, "kapalı mekan tabela uygulamaları" da dahil olmak üzere uygulamaları belirtir. Çalışma sıcaklığı aralığı -20°C ila +80°C'dir. Dış mekan kullanımı için, çevresel koşulların (sıcaklık, nem, UV maruziyeti) bu limitleri aşmadığından ve montajın nem girişine karşı uygun şekilde mühürlendiğinden emin olmalısınız; bu, bu bileşenin veri sayfası kapsamında değildir.

11. Pratik Kullanım Senaryosu Örneği

Senaryo: Taşınabilir bir tıbbi cihaz için durum göstergesi tasarlama.Cihazın 3.3V güç hattı vardır ve net, parlak beyaz bir gösterge gerektirir. Tasarım, görünürlük ve güç tüketimi arasında denge sağlamak için yaklaşık 5mA'de sürülen tek bir LED çağrısı yapar.Tasarım Adımları:1. Parlaklığı, küçük boyutu ve güvenilirliği için LTW-C19DZDS5-NB'yi seçin. 2. Akım sınırlama direncini hesaplayın: Maksimum VF olan 3.2V kullanarak, R = (3.3V - 3.2V) / 0.005A = 20 Ohm. Standart 20-ohm direnç kullanılır. 3. PCB yerleşiminde, veri sayfasındaki önerilen lehim pedi desenini kullanın. 4. Tüm üretim birimlerinde tutarlı renk ve parlaklık sağlamak için N ışık şiddeti grubundan ve belirli bir renk tonu grubundan (örneğin, C1) bileşenler belirtin. 5. Montaj talimatlarında, MSL 3 kullanımını ve torba açıldıktan sonraki bir haftalık zemin ömrünü vurgulayın.

12. Çalışma Prensibi Giriş

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), elektrolüminesans yoluyla ışık yayan yarı iletken cihazlardır. P-n eklemine ileri voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgede (mavi/beyaz LED'ler için tipik olarak InGaN'dan yapılır) yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme, enerjiyi foton (ışık) şeklinde serbest bırakır. Yayılan ışığın dalga boyu (rengi), yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. LTW-C19DZDS5-NB gibi bir beyaz LED tipik olarak sarı bir fosforla kaplanmış mavi bir InGaN çipi kullanır. Mavi ışığın bir kısmı fosfor tarafından sarı ışığa dönüştürülür ve mavi ile sarı ışığın karışımı insan gözü tarafından beyaz olarak algılanır.

13. Teknoloji Trendleri

SMD LED alanı, daha yüksek verimlilik (watt başına daha fazla lümen), daha iyi ışık kalitesi için geliştirilmiş renksel geriverim indeksi (CRI) ve daha küçük paketlerde artan güç yoğunluğu yönünde gelişmeye devam etmektedir. Ayrıca, düzgünlüğün kritik olduğu üst düzey ekran arka aydınlatması ve mimari aydınlatma gibi uygulamaların taleplerini karşılamak için hem renk hem de ışık akısı için daha sıkı gruplama toleranslarına doğru bir eğilim vardır. Ayrıca, paketleme malzemeleri ve tasarımlarındaki ilerlemeler, termal performansı iyileştirerek daha yüksek sürüş akımlarına ve daha uzun çalışma ömürlerine olanak tanımayı hedeflemektedir. Kontrol elektroniğinin (örneğin, sabit akım sürücüleri, adreslenebilirlik) doğrudan LED paketine entegrasyonu, akıllı aydınlatma uygulamaları için sistem tasarımını basitleştiren bir diğer önemli trenddir.