SMD LED Beyaz Dağınık Çift Renkli (Yeşil/Sarı) Veri Sayfası - Paket Boyutları - İleri Gerilim 1.8-3.4V - Güç Dağılımı 72-102mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, otomatik baskılı devre kartı (PCB) montajı için tasarlanmış beyaz dağınık yüzey montaj cihazı (SMD) Işık Yayan Diyot (LED) özelliklerini detaylandırır. Bileşen, kompakt boyutuyla karakterize edilir ve bu da onu alan kısıtlı uygulamalar için uygun kılar. Yüksek hacimli, otomatik yerleştirme sistemleri ve standart kızılötesi (IR) reflow lehimleme süreçleriyle uyumluluk için tasarlanmıştır ve kurşunsuz montaj için endüstri standartlarına uyar.

1.1 Temel Özellikler ve Hedef Pazar

LED, modern elektronikte uygulanabilirliğini artıran birkaç temel özellikle tasarlanmıştır. RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uygundur. Endüstri standardı 8mm bant üzerinde 7 inçlik makaralarda tedarik edilir, bu da pick-and-place makineleri tarafından verimli işlemeyi kolaylaştırır. Cihaz I.C. uyumludur ve JEDEC Seviye 3 nem hassasiyeti için ön koşullandırılmıştır, lehimleme sürecinde güvenilirliği sağlar. Birincil hedef pazarları arasında telekomünikasyon ekipmanları, ofis otomasyon cihazları, ev aletleri ve endüstriyel kontrol sistemleri bulunur. Tipik uygulamalar, durum göstergelerinden ve ön paneller için arka aydınlatmadan sinyal ve sembol aydınlatmasına kadar uzanır.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorumlama

LED'in performansı, ortam sıcaklığında (Ta) 25°C'de ölçülen kapsamlı bir elektriksel ve optik parametre seti ile tanımlanır.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasarın meydana gelebileceği sınırları tanımlar. Sarı LED için maksimum güç dağılımı 72 mW iken, Yeşil LED için 102 mW'dir. Her iki renk de maksimum 30 mA sürekli DC ileri akımını (IF) paylaşır. Darbe koşulları altında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) 80 mA'lık daha yüksek bir tepe ileri akımına izin verilir. Cihaz, -40°C ila +85°C arasındaki bir sıcaklık aralığında çalışmak üzere derecelendirilmiştir ve -40°C ila +100°C arasındaki ortamlarda saklanabilir.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Temel performans metrikleri, IF = 20mA test koşulu altında belirtilmiştir. Sarı LED için ışık şiddeti (Iv) minimum 710 mcd ile maksimum 1800 mcd arasında değişir. Yeşil LED, 1120 mcd ile 2800 mcd arasında değişen daha yüksek bir çıkış sunar. Görüş açısı (2θ1/2), şiddetin eksenel değerin yarısı olduğu tam açı olarak tanımlanır ve her ikisi için tipik olarak 120 derecedir, bu da geniş, dağınık bir emisyon modelini gösterir. Tepe emisyon dalga boyu (λP) 590 nm (Sarı) ve 524 nm (Yeşil) olup, baskın dalga boyu (λd) sırasıyla 585-595 nm ve 518-528 nm aralıklarında belirtilmiştir. İleri gerilim (VF) renge göre değişir: Sarı LED'ler 1.8V ile 2.4V arasında bir VF'ye sahiptir, Yeşil LED'ler ise 20mA'de 2.6V ile 3.4V arasında çalışır. Maksimum ters akım (IR), 5V'luk bir ters gerilimde (VR) 10 μA'dır; cihazın ters öngerilim çalışması için tasarlanmadığına dikkat edilmelidir.

3. Sınıf Sıralama Sistemi Açıklaması

Işık çıkışında tutarlılığı sağlamak için, LED'ler ışık şiddeti sınıflarına ayrılır. Her sınıfın tanımlanmış minimum ve maksimum ışık şiddeti değeri vardır ve her sınıf içinde +/-%11 tolerans uygulanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Sarı LED'ler için sınıf kodları V1 (710-900 mcd), V2 (900-1120 mcd), W1 (1120-1400 mcd) ve W2 (1400-1800 mcd)'dir. Yeşil LED'ler için sınıflar W1 (1120-1400 mcd), W2 (1400-1800 mcd), X1 (1800-2240 mcd) ve X2 (2240-2800 mcd)'dir. Bu sınıflandırma, tasarımcıların uygulamaları için belirli parlaklık gereksinimlerini karşılayan bileşenleri seçmelerine olanak tanır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Kaynak belgede belirli grafiksel verilere atıfta bulunulurken, bu tür cihazlar için tipik performans eğrileri genellikle ileri akım ile ışık şiddeti (I-V eğrisi) arasındaki ilişkiyi, ileri gerilimin sıcaklıkla değişimini ve tepe dalga boyunu ve spektral yarı genişliği gösteren spektral güç dağılımını gösterir. Bu eğriler, standart dışı çalışma koşulları altında cihaz davranışını anlamak ve hassas devre tasarımı için gereklidir.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları ve Pin Ataması

LED standart bir SMD paketinde gelir. Beyaz dağınık lens iki yarı iletken çipi barındırır. Pin ataması açıkça tanımlanmıştır: pin 1 ve 2 Yeşil (InGaN) LED içindir ve pin 3 ve 4 Sarı (AlInGaP) LED içindir. Tüm boyut çizimleri, aksi belirtilmedikçe genel toleransı ±0.2 mm olan milimetre cinsinden ölçümleri belirtir. Bu bilgi PCB ayak izi tasarımı için kritiktir.

5.2 Önerilen PCB Bağlantı Pedi Düzeni

Kızılötesi veya buhar fazı reflow lehimleme için PCB üzerinde önerilen bakır ped desenini gösteren bir diyagram sağlanmıştır. Bu düzene uymak, montajdan sonra bileşenin uygun lehim bağlantısı oluşumunu, termal yönetimini ve mekanik stabilitesini sağlar.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 IR Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz işlemler için J-STD-020B'ye uygun önerilen bir reflow lehimleme profili sağlanmıştır. Ana parametreler arasında 150-200°C ön ısıtma sıcaklığı, maksimum 120 saniyeye kadar ön ısıtma süresi, 260°C'yi aşmayan tepe sıcaklığı ve sıvı faz üzerinde (veya tepe noktasında) maksimum 10 saniye ile sınırlı süre bulunur. Optimal profil, belirli PCB tasarımına, lehim pastasına ve fırına bağlı olduğu vurgulanır ve sağlanan profil, belirli montaj hattı için doğrulanmış genel bir hedef olarak kullanılmalıdır.

6.2 Manuel Lehimleme

Bir havya ile manuel lehimleme gerekliyse, önerilen maksimum havya ucu sıcaklığı 300°C'dir ve her bağlantı için lehimleme süresi 3 saniyeyi aşmamalıdır. Bu, LED paketinin termal hasarını önlemek için yalnızca bir kez yapılmalıdır.

6.3 Depolama Koşulları

Uygun depolama, lehimlenebilirliği korumak için hayati önem taşır. Açılmamış nem geçirmez torbalar (nem alıcı ile) ≤30°C ve ≤%70 RH'de saklanmalıdır ve raf ömrü bir yıldır. Açıldıktan sonra LED'ler ≤30°C ve ≤%60 RH'de saklanmalıdır. Orijinal ambalajından çıkarılan bileşenler 168 saat içinde IR reflow işlemine tabi tutulmalıdır. Bu süre aşılırsa, lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamış mısır" etkisini önlemek için yaklaşık 60°C'de en az 48 saat pişirme önerilir.

6.4 Temizleme

Lehimlemeden sonra temizleme gerekiyorsa, yalnızca etil alkol veya izopropil alkol gibi belirtilmiş alkol bazlı çözücüler kullanılmalıdır. LED normal sıcaklıkta bir dakikadan az süreyle daldırılmalıdır. Belirtilmemiş kimyasallar paket malzemesine veya lense zarar verebilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Bant ve Makara Özellikleri

LED'ler, 7 inç (178mm) çapında makaralara sarılmış 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı bant içinde paketlenir. Her makara 2000 adet içerir. Bant üst kapakla kapatılır. Paketleme, otomatik ekipmanlarla uyumluluk için cep aralığı ve makara boyutları gibi parametreleri belirleyen ANSI/EIA 481 spesifikasyonlarına uyar. Kalan siparişler için minimum paketleme miktarı 500 adettir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu çift renkli LED, tek bir bileşen ayak izinden çoklu durum göstergesi gerektiren uygulamalar için idealdir. Örnekler arasında güç/şarj durum göstergeleri (örneğin, "açık" veya "tam şarj" için yeşil, "bekleme" veya "şarj oluyor" için sarı), tüketici elektroniğinde mod seçim geri bildirimi ve kontrol panellerindeki sembol veya ikonlar için arka aydınlatma bulunur. Geniş görüş açısı, eksen dışı açılardan görünürlüğün önemli olduğu uygulamalar için uygundur.

8.2 Tasarım Hususları

Akım Sürme:LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Bir voltaj kaynağından sürüldüğünde her renk kanalı için seri bir akım sınırlayıcı direnç kullanılmalıdır. Direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (Vkaynak - VF_LED) / IF, burada VF_LED istenen akımdaki (örneğin, 20mA) belirli LED renginin ileri gerilimidir. Veri sayfasındaki maksimum VF'yi kullanmak, bileşen varyasyonu olsa bile akımın sınırı aşmamasını sağlar.

Termal Yönetim:Güç dağılımı düşük olsa da, termal pedlerin (varsa) etrafında yeterli PCB bakır alanı veya genel iz genişliği sağlamak, özellikle yüksek ortam sıcaklığı ortamlarında LED performansını ve ömrünü korumak için ısıyı dağıtmaya yardımcı olur.

Devre Düzeni:İki rengin akım sürme yollarını bağımsız kontrol sağlamak için ayrı tutun.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu bileşenin temel farklılaştırıcı özelliği, iki farklı LED rengini (Yeşil ve Sarı) tek, kompakt beyaz dağınık bir paket içinde entegre etmesidir. Bu, iki ayrı tek renkli LED kullanmaya kıyasla PCB alanından tasarruf sağlar. Dağınık lens tarafından sağlanan geniş 120 derecelik görüş açısı, panel göstergeleri için ideal olan düzgün aydınlatma sunar. Cihazın standart SMD montaj süreçleriyle uyumluluğu (JEDEC Seviye 3 MSL, kurşunsuz reflow), özel işleme veya süreç değişiklikleri gerektirmeden mevcut yüksek hacimli üretim hatlarına doğrudan entegre edilebilmesini sağlar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Her iki LED rengini de maksimum akımlarında aynı anda sürebilir miyim?

C: Hayır. Mutlak Maksimum Değerler her renk için ayrı ayrı güç dağılımı sınırlarını belirtir (Sarı için 72mW, Yeşil için 102mW). Her ikisini de 30mA DC ile sürmek, muhtemelen paketin termal kapasitesini aşan toplam bir güce yol açar ve bu da aşırı ısınmaya ve ömrün azalmasına neden olabilir. Aynı anda kullanım için düşürme eğrilerine (varsa) başvurun veya daha düşük akımlarda çalıştırın.

S: Tepe dalga boyu ile baskın dalga boyu arasındaki fark nedir?

C: Tepe dalga boyu (λP), yayılan optik gücün en yüksek olduğu dalga boyudur. Baskın dalga boyu (λd), standart bir insan gözlemcisine LED çıkışıyla aynı renkte görünecek olan tek renkli ışığın dalga boyudur. λd, CIE renklilik diyagramından türetilir ve genellikle renk spesifikasyonu için daha alakalıdır.

S: İleri gerilim aralığı oldukça geniş (örneğin, Yeşil için 2.6V-3.4V). Bu devre tasarımımı nasıl etkiler?

C: Bu varyasyon, yarı iletken üretim toleransları nedeniyle LED'ler için tipiktir. Akım sınırlayıcı devreniz en kötü durum senaryosunu ele alacak şekilde tasarlanmalıdır. Direnç hesaplamanızda maksimum VF'yi (3.4V) kullanın, böylece en yüksek VF'ye sahip bir LED alsanız bile akım asla istenen değeri (örneğin, 20mA) aşmaz. Bu, daha düşük VF'ye sahip LED'ler için biraz daha sönük çalışmaya neden olacaktır, ancak bu güvenli bir tasarım yaklaşımıdır.

11. Pratik Uygulama Vaka Çalışması

Senaryo: Taşınabilir Bir Cihaz için Çift Durumlu Şarj Göstergesi Tasarımı.

Yaygın bir kullanım senaryosu, şarj için kırmızı, neredeyse dolu için sarı ve tam şarj için yeşil gösteren bir göstergedir. Bu belirli LED kırmızı içermese de, benzer bir tasarım prensibi geçerlidir. İki bağımsız sürücü devresi (örneğin, seri dirençlerle bir mikrodenetleyiciden GPIO pinleri) Sarı ve Yeşil LED'leri kontrol eder. Yazılım renkleri sıralar: Aktif şarj sırasında Yeşil kapalı/Sarı açık, ardından şarj tamamlandığında Yeşil açık/Sarı kapalı olacak şekilde geçiş yapar. Beyaz dağınık lens, ışığın eşit şekilde karışmasını ve geniş bir açıdan görünür olmasını sağlayarak net kullanıcı geri bildirimi sağlar. SMD paketi, bu işlevselliği cihazın yoğun PCB'sinde minimum ayak izinde mümkün kılar.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), üzerlerinden bir elektrik akımı geçtiğinde ışık yayan yarı iletken cihazlardır. Bu olaya elektrolüminesans denir. P-n eklemine bir ileri gerilim uygulandığında, n-tipi malzemeden gelen elektronlar p-tipi malzemeden gelen deliklerle yeniden birleşir ve foton (ışık) şeklinde enerji açığa çıkarır. Işığın belirli rengi, kullanılan yarı iletken malzemenin enerji bant aralığı tarafından belirlenir. Bu bileşende, Yeşil ışık bir İndiyum Galyum Nitrür (InGaN) çipi tarafından, Sarı ışık ise bir Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) çipi tarafından üretilir. Beyaz dağınık epoksi lens, çipleri kapsüller, mekanik koruma sağlar, ışık çıkış hüzmesini geniş bir açıya şekillendirir ve ışığı dağıtarak parlamayı azaltır ve düzgün bir görünüm oluşturur.

13. Endüstri Trendleri ve Gelişmeler

Gösterge uygulamaları için SMD LED'lerdeki trend, daha yüksek verimlilik (birim elektrik gücü başına daha fazla ışık çıkışı), giderek daha yoğun elektronik için daha küçük paket boyutları ve artan entegrasyon yönünde devam etmektedir. Tek pakette çok renkli ve RGB LED'ler daha yaygın hale gelmekte ve tam renk programlanabilirliği sağlamaktadır. Ayrıca, renk eşleştirmenin kritik olduğu uygulamaların taleplerini karşılamak için renk tutarlılığını iyileştirmeye ve sınıflandırma spesifikasyonlarını sıkılaştırmaya odaklanılmaktadır. Dahası, paketleme malzemelerindeki gelişmeler, daha yüksek sıcaklık reflow profilleri altında güvenilirliği artırmayı ve uzun vadeli lümen bakımını iyileştirmeyi amaçlamaktadır. Açıklanan bileşen, otomatik, yüksek güvenilirlikli üretim için uygun standartlaştırılmış, güvenilir bir SMD formatında çift renkli işlevsellik sunarak bu daha geniş trendler içinde yer alır.