SMD LED LTST-T680QEWT Veri Sayfası - Beyaz Dağınık Lens, AlInGaP Kırmızı Kaynak - 50mA, 2.4V, 120mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, otomatik baskılı devre kartı (PCB) montajı için tasarlanmış bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'in özelliklerini detaylandırır. Bileşen, minyatür boyutu ile karakterize edilir ve bu da onu geniş bir elektronik ekipman yelpazesindeki alan kısıtlı uygulamalar için uygun kılar.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED'in birincil avantajları arasında RoHS direktiflerine uygunluk, otomatik montaj süreçleri için özel olarak hazırlanmış paketleme (7 inç makarada 8mm şerit) ve standart kızılötesi reflow lehimleme teknikleriyle uyumluluk yer alır. Tasarımı, modern dijital devrelere entegrasyonu kolaylaştıracak şekilde entegre devre (IC) uyumludur. Cihaz, JEDEC Seviye 3 standartlarına göre ön koşullandırılmıştır, bu da zorlu uygulamalar için güvenilirliğini artırır.

Hedef uygulamalar, telekomünikasyon, ofis otomasyonu, ev aletleri ve endüstriyel ekipmanları kapsar. Özellikle durum göstergesi, sinyal ve sembol aydınlatma amaçları ile ön panel arka aydınlatması olarak kullanılmak üzere tasarlanmıştır.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorumlama

2.1 Mutlak Maksimum Derecelendirmeler

Tüm derecelendirmeler, ortam sıcaklığının (Ta) 25°C olduğu durumda belirtilmiştir. Bu sınırların aşılması kalıcı hasara neden olabilir.

• Güç Dağılımı:120 mW. Bu, cihazın bozulma olmadan ısı olarak dağıtabileceği maksimum güçtür.
• Tepe İleri Akımı:100 mA. Bu, termal yükü yönetmek için yalnızca darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) izin verilir.
• DC İleri Akımı:50 mA. Bu, güvenilir çalışma için önerilen maksimum sürekli ileri akımdır.
• Ters Gerilim:5 V. Bu sınırın ötesinde bir ters gerilim uygulamak, eklem bozulmasına neden olabilir.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +85°C. Cihazın bu ortam sıcaklığı aralığında çalışacağı garanti edilir.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +100°C. Cihaz, bu sınırlar içinde bozulma olmadan depolanabilir.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler

Bu özellikler, aksi belirtilmedikçe, Ta=25°C ve 20mA ileri akım (IF) değerinde ölçülmüştür.

• Işık Şiddeti (IV):Minimum 560 mcd'den maksimum 1400 mcd'ye kadar değişir ve tipik değerler bu aralıkta yer alır. Ölçüm, CIE fotopik göz tepki eğrisine yaklaşan bir sensör ve filtre kullanılarak yapılır.
• Görüş Açısı (2θ1/2):120 derece (tipik). Bu geniş görüş açısı, dağınık bir lense özgüdür ve geniş, eşit bir ışık dağılımı sağlar.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λP):633 nm (tipik). Bu, spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λd):618 nm ila 630 nm arasında değişir ve tipik değeri 624 nm'dir. Bu parametre, LED'in algılanan rengini (kırmızı) tanımlar.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):15 nm (tipik). Bu, yayılan ışığın spektral saflığını gösterir.
• İleri Gerilim (VF):IF=20mA'de 1.8 V ila 2.4 V arasında değişir ve ±0.1V toleransa sahiptir. Bu, sürücü devre tasarımı için kritik bir parametredir.
• Ters Akım (IR):5V ters gerilimde (VR) maksimum 10 μA.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

LED'lerin ışık şiddeti, uygulamalarda tutarlılığı sağlamak için belirli sınıflara ayrılır. Sınıflandırma, 20mA'de ölçülen aşağıdaki gibi tanımlanır:

• Sınıf Kodu U2:560 mcd (Min) ila 710 mcd (Maks)
• Sınıf Kodu V1:710 mcd ila 900 mcd
• Sınıf Kodu V2:900 mcd ila 1120 mcd
• Sınıf Kodu W1:1120 mcd ila 1400 mcd

Her bir ışık şiddeti sınıfı için ±%11'lik bir tolerans uygulanır. Bu sınıflandırma, tasarımcıların belirli uygulamaları için gerekli parlaklık seviyesine sahip LED'leri seçmelerine ve birden fazla LED kullanan ürünlerde görsel tutarlılığı sağlamalarına olanak tanır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, cihazın çeşitli koşullar altındaki davranışını anlamak için temel olan tipik performans eğrilerine atıfta bulunur. Belirli grafiksel veriler metin içinde yeniden üretilmemiş olsa da, bu tür belgelerde tipik olarak yer alan eğriler şunları analiz eder:

• Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım:Işık çıkışının, maksimum derecelendirilmiş sınırlara kadar akımla nasıl arttığını gösterir.
• İleri Gerilim - İleri Akım:Diyodun I-V karakteristiğini gösterir, bu da termal yönetim ve sürücü tasarımı için çok önemlidir.
• Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı:Eklem sıcaklığı arttıkça ışık çıkışının azalmasını gösterir, bu da yüksek sıcaklık veya yüksek akım uygulamaları için hayati öneme sahiptir.
• Spektral Dağılım:Bağıl şiddetin dalga boyuna karşı çizimi, tepe ve baskın dalga boylarını ve spektral genişliği gösterir.

Bu eğriler, mühendislerin 25°C ve 20mA standart test noktasının ötesindeki gerçek dünya çalışma koşullarında performansı tahmin etmelerine olanak tanır.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları ve Polarite Tanımlama

Cihaz, bir EIA standardı SMD paketine uygundur. Ana boyutsal notlar şunları içerir: tüm boyutlar milimetre cinsindendir ve aksi belirtilmedikçe genel tolerans ±0.2 mm'dir. Ürün, AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) kırmızı ışık kaynağına sahip beyaz dağınık bir lense sahiptir. Katot tipik olarak paket üzerinde bir işaretleme veya ayak izi diyagramında belirli bir pad geometrisi ile tanımlanır. Uygun lehim bağlantısı oluşumu ve mekanik stabiliteyi sağlamak için kızılötesi veya buhar fazı reflow lehimleme için önerilen PCB bağlantı pad düzeni sağlanmıştır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Önerilen Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz (Pb-free) lehimleme işlemleri için, J-STD-020B'ye uygun bir profil önerilir. Ana parametreler şunları içerir:

• Ön Isıtma Sıcaklığı:150–200°C.
• Ön Isıtma Süresi:Maksimum 120 saniye.
• Tepe Sıcaklığı:Maksimum 260°C.
• Sıvı Faz Üzerinde Geçirilen Süre:Maksimum 10 saniye (maksimum iki reflow döngüsüne izin verilir).

Bir havya ile elle lehimleme için, maksimum uç sıcaklığı 300°C'yi geçmemeli ve lehimleme süresi yalnızca tek bir işlem için maksimum 3 saniye olmalıdır. Lehim pastası üreticisi özelliklerine uymak ve kart özel karakterizasyonu yapmak çok önemlidir, çünkü farklı tasarımlar özel profiller gerektirir.

6.2 Depolama Koşulları

Uygun depolama, nem emilimini önlemek için çok önemlidir, aksi takdirde reflow sırasında "patlamış mısır" etkisi veya çatlama meydana gelebilir.

• Kapalı Paket:≤30°C ve ≤%70 RH'de depolayın. Nem alıcı ile paketlendikten sonra bir yıl içinde kullanın.
• Açılmış Paket:≤30°C ve ≤%60 RH'de depolayın. Bileşenler, açıldıktan sonra 168 saat (7 gün) içinde reflow işlemine tabi tutulmalıdır.
• Uzatılmış Depolama (Açık):Nem alıcılı kapalı bir kapta veya nitrojen desikatöründe depolayın.
• Yeniden Kurutma:168 saatten fazla açıkta kaldıysa, lehimlemeden önce yaklaşık 60°C'de en az 48 saat kurutun.

6.3 Temizlik

Lehimlemeden sonra temizlik gerekliyse, etil alkol veya izopropil alkol gibi alkol bazlı çözücüler kullanın. LED'i normal sıcaklıkta bir dakikadan daha az süreyle daldırın. Belirtilmemiş kimyasal sıvılar kullanmayın.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

Cihaz, otomatik montaj için endüstri standardı paketlemede tedarik edilir:

• Şerit:8mm genişliğinde taşıyıcı şerit.
• Makar:7 inç (178mm) çapında makara.
• Miktar:Makara başına 2000 adet.
• Yuva Kapatma:Boş bileşen yuvaları, üst kapak bandı ile kapatılır.
• Eksik Bileşenler:Paketleme spesifikasyonuna (ANSI/EIA 481) göre, art arda maksimum iki eksik bileşen (lamba) izin verilir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Devreleri ve Tasarım Hususları

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Paralel olarak birden fazla LED sürerken eşit parlaklık sağlamak için, her bir LED ile seri olarak ayrı bir akım sınırlama direnci kullanılması şiddetle tavsiye edilir. Tek bir akım kaynağından, ayrı dirençler olmadan birden fazla LED'i paralel sürmek önerilmez, çünkü her LED'in ileri gerilim (VF) karakteristiğindeki küçük farklılıklar, akım paylaşımında ve dolayısıyla parlaklıkta önemli farklılıklara neden olacaktır. Seri bir direnç, her bir cihaz için akımı bağımsız olarak stabilize eder.

8.2 Elektrostatik Deşarj (ESD) Önlemleri

Çoğu yarı iletken cihaz gibi, bu LED de elektrostatik deşarja karşı hassastır. Gizli veya felaket boyutunda hasarı önlemek için montaj ve kullanım sırasında standart ESD işleme prosedürleri takip edilmelidir. Bu, topraklanmış çalışma istasyonları, bileklik bantları ve iletken kapların kullanımını içerir.

9. Uyarılar ve Amaçlanan Kullanım

Bu LED, ofis ekipmanları, iletişim cihazları ve ev aletleri gibi sıradan elektronik ekipmanlarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır ve amaçlanmıştır. Olağanüstü güvenilirliğin gerekli olduğu, özellikle arızanın hayatı veya sağlığı tehlikeye atabileceği uygulamalar (örneğin, havacılık, ulaşım kontrolü, tıbbi/yaşam destek sistemleri, kritik güvenlik cihazları) için özel olarak tasarlanmamış veya nitelendirilmemiştir. Bu tür uygulamalar için, tasarım aşamasından önce üretici ile istişare yapılması gerekmektedir.

10. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu bileşenin temel farklılaştırıcıları, beyaz dağınık lens ile AlInGaP kırmızı çipin özel kombinasyonunda yatar. Dağınık lens, çoklu açılardan görünürlüğün önemli olduğu gösterge uygulamaları için ideal olan geniş, düzgün bir görüş açısı sağlar. AlInGaP malzeme sistemi, GaAsP gibi eski teknolojilere kıyasla kırmızı/turuncu/kehribar renk spektrumunda yüksek verimliliği ve kararlılığı ile bilinir. Paket, modern elektronik üretimi için kritik bir faktör olan, katı IR reflow süreçleri de dahil olmak üzere yüksek hacimli, otomatik SMT montaj hatlarıyla uyumluluk için tasarlanmıştır.

11. Teknik Parametrelere Dayalı Sıkça Sorulan Sorular

S: Bu LED'i sürekli olarak 50mA'de sürebilir miyim?

C: Evet, 50mA maksimum derecelendirilmiş DC ileri akımdır. Özellikle daha yüksek ortam sıcaklıklarında, güç dağılımı maksimumda olacağından (VF * IF), uygun termal yönetimin (örneğin, ısı emici için yeterli PCB bakır alanı) sağlandığından emin olun.

S: Işık şiddeti için neden bir sınıflandırma sistemi var?

C: Üretim varyasyonları, ışık çıkışında küçük farklılıklara neden olur. Sınıflandırma, LED'leri benzer performansa sahip gruplara ayırır ve tasarımcıların ürünleri için tutarlı parlaklığa sahip parçalar tedarik etmelerine ve birimler arasında fark edilebilir varyasyonlardan kaçınmalarına olanak tanır.

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

C: Tepe dalga boyu (λP), spektral gücün en yüksek olduğu yerdir. Baskın dalga boyu (λd), LED'in algılanan rengine karşılık gelen tek renkli ışığın dalga boyudur. λd, uygulamalarda renk spesifikasyonu için daha alakalıdır.

S: Nem bariyerli torbayı açtıktan sonraki 168 saatlik raf ömrü ne kadar kritiktir?

C: Çok önemlidir. Bu süreyi aşmak ve yeniden kurutmadan reflow işlemine tabi tutmak, yüksek sıcaklıktaki reflow lehimleme sürecinde nem kaynaklı paket hasarı riski taşır ve bu da iç katman ayrılmasına veya çatlaklara yol açabilir.

12. Pratik Tasarım ve Kullanım Senaryosu

Senaryo: Bir ağ yönlendirici için durum göstergesi paneli tasarlama.Panel, çeşitli açılardan görülebilen birden fazla kırmızı güç ve aktivite LED'i gerektirir. Tasarımcı, geniş 120 derecelik görüş açısı ve yumuşak, eşit şekilde aydınlatılmış bir görünüm sağlayan beyaz dağınık lensi nedeniyle LTST-T680QEWT'yi seçer. Veri sayfasından 20mA'de tipik ileri gerilim değeri (~2.1V) ve 5V sistem beslemesi kullanılarak bir seri direnç değeri hesaplanır: R = (Vbesleme - VF) / IF = (5V - 2.1V) / 0.02A = 145 Ohm. Standart 150 Ohm'luk bir direnç seçilir. Paneldeki her LED, mikrodenetleyicideki bir GPIO pinine bağlı kendi 150 Ohm'luk direncine sahiptir, bu da bireysel LED'ler arasındaki küçük VF farklılıklarından bağımsız olarak eşit parlaklık sağlar. Tasarımcı, yeterli ve tutarlı parlaklığı garanti etmek için Sınıf Kodu V1'i (710-900 mcd) belirtir.

13. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Bu LED, bir yarı iletken fotonik cihazdır. Çekirdeği, bir p-n eklemi oluşturan AlInGaP malzemelerinden yapılmış bir çiptir. Eklem eşiğini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler eklem boyunca enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerji fotonlar (ışık) şeklinde açığa çıkar. AlInGaP katmanlarının özel bileşimi, enerji bant aralığını belirler ve bu da yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler - bu durumda kırmızı. Üretilen ışık, kapsülleyici epoksi lensin içinden geçer. Lensin "beyaz dağınık" özelliği, epoksiye saçıcı parçacıklar eklenerek elde edilir, bu da çipten çıkan ışık ışınlarının yönünü rastgele hale getirir ve dar bir spot ışığı yerine geniş, yönlü olmayan bir ışık demeti deseni oluşturur.

14. Teknoloji Trendleri

SMD LED teknolojisindeki genel eğilim, daha yüksek ışık verimliliği (elektriksel watt başına daha fazla ışık çıkışı), geliştirilmiş renk tutarlılığı ve kararlılığı ve daha yüksek yoğunluklu tasarımlara olanak tanıyan daha küçük paket boyutlarına doğru devam etmektedir. Ayrıca, otomotiv ve endüstriyel uygulamaların taleplerini karşılamak için daha yüksek sıcaklık ve akım stresi altında güvenilirliği artırmaya odaklanılmaktadır. Küresel çevre düzenlemelerine uyum sağlamak için kurşunsuz ve halojensiz malzemelere geçiş artık standarttır. Ayrıca, modüller içinde akıllı sürücüler ve kontrol devreleri ile entegrasyon, basit ayrık bileşenlerin ötesine geçen devam eden bir gelişim alanıdır.