SMD LED LTSA-G6SVUWETU Veri Sayfası - Beyaz Işık, Sarı Lens - Elektriksel ve Optik Özellikler

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, yüksek performanslı bir Yüzeye Monte Cihaz (SMD) Işık Yayan Diyot (LED) için özellikleri detaylandırır. Cihaz, otomatik montaj süreçleri için tasarlanmış olup, alan verimliliği ve güvenilirliğin kritik olduğu çok çeşitli elektronik ekipmanlar için uygundur. LED, InGaN teknolojisi ile elde edilen beyaz bir ışık kaynağına sahiptir ve son algılanan rengi ve ışık yayılım karakteristiklerini etkileyebilen sarı renkli bir lens içinde kapsüllenmiştir.

Bu bileşenin temel avantajları arasında RoHS direktiflerine uygunluk, otomatik yerleştirme ve kızılötesi reflow lehimleme ekipmanları ile uyumluluk ve otomotiv sınıfı bileşenler için AEC-Q101 standardına göre kalifikasyon bulunmaktadır. Birincil hedef pazarları arasında otomotiv aksesuar uygulamaları, taşınabilir elektronikler, bilgi işlem cihazları ve ağ sistemleri yer alır.

2. Teknik Parametrelerin Derinlemesine İncelenmesi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Cihazın çalışma limitleri, 25°C ortam sıcaklığında (Ta) tanımlanmıştır. Mutlak maksimum güç dağılımı 900 mW'dır. 5 mA ila 250 mA aralığında bir DC ileri yönlü akımı kaldırabilir. Darbe çalışması için, 1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliği altında 500 mA'lik bir tepe ileri yönlü akımına izin verilir. Çalışma ve depolama sıcaklık aralığı -40°C ila +110°C olarak belirtilmiştir. Bu LED'in ters gerilim çalışması için tasarlanmadığını not etmek çok önemlidir.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Ta=25°C ve 140mA ileri yönlü akımında (IF) ölçülen temel performans parametreleri tanımlanmıştır. Işık şiddeti (Iv) tipik olarak 11.2 cd ila 22.0 cd aralığındadır. Şiddetin eksenel değerin yarısı olduğu açıyı temsil eden görüş açısı (2θ1/2) tipik olarak 120 derecedir, bu da geniş bir ışın desenini gösterir. İleri yönlü gerilim (VF) test akımında tipik olarak 2.8V ile 3.6V arasındadır. Kromatiklik koordinatları (Cx, Cy) CIE renk uzayındaki beyaz noktayı tanımlayan (0.33, 0.34) civarındadır. Ters akım (IR), 5V ters gerilimde (VR) tipik olarak 2 μA'dır, ancak ters çalışma amaçlanmamıştır.

2.3 Termal Karakteristikler

Etkili termal yönetim, LED performansı ve ömrü için hayati öneme sahiptir. Eklemden ortama termal direnç (RθJA), 16mm² pad'li standart bir FR4 substrat üzerinde ölçüldüğünde tipik olarak 45 °C/W'dır. Daha da önemlisi, eklemden lehim noktasına termal direnç (RθJS) tipik olarak 25 °C/W'dır, bu da iyi tasarlanmış bir PCB termal pad'inin önemini vurgular. İzin verilen maksimum eklem sıcaklığı (Tj) 150°C'dir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

LED'ler, uygulamada tutarlılık sağlamak için temel parametrelere göre sınıflara ayrılır. Sınıf kodu tipik olarak şu formatta sunulur: Vf / Iv / CIE (örneğin, 64/FA/IM).

3.1 İleri Yönlü Gerilim (Vf) Sınıflandırması

LED'ler 140mA'de dört gerilim sınıfına ayrılır: Sınıf 24 (2.8-3.0V), Sınıf 64 (3.0-3.2V), Sınıf A4 (3.2-3.4V) ve Sınıf E4 (3.4-3.6V). Her sınıf için ±0.1V tolerans uygulanır.

3.2 Işık Şiddeti (Iv) Sınıflandırması

140mA'de üç şiddet sınıfı tanımlanmıştır: Sınıf FA (11.2-14.0 cd, ~37.8 lm tip.), Sınıf FB (14.0-18.0 cd, ~48.0 lm tip.) ve Sınıf GA (18.0-22.0 cd, ~58.0 lm tip.). Her sınıf için ±%11 tolerans uygulanır.

3.3 Renk (Kromatiklik) Sınıflandırması

Beyaz renk noktası, CIE kromatiklik koordinat sınıflandırması ile sıkı bir şekilde kontrol edilir. CIE 1931 (x, y) diyagramında belirli dörtgen sınırlara sahip birden fazla sınıf tanımlanmıştır (örneğin, GM, HM, IM, JM, KM). Tipik hedef (0.33, 0.34) civarındadır. Her renk tonu sınıfı içinde x ve y koordinatları için ±0.01 tolerans korunur.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiksel verilere atıfta bulunulsa da (örneğin, Şekil 2: Uzaysal Dağılım), bu tür LED'ler için tipik eğriler, ileri yönlü akım ile ışık şiddeti arasındaki ilişkiyi (yüksek akımlarda doğrusal altı düşüş gösterir), ileri yönlü gerilimin sıcaklığa karşı değişimini ve bağıl şiddetin dalga boyuna karşı değişimini (spektral güç dağılımı) gösterir. Uzaysal dağılım grafiği, geniş 120 derecelik görüş açısını doğrular ve ışık şiddetinin eksen dışında nasıl azaldığını gösterir.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

LED, SMD montajı için uygun standart bir EIA paket formatında gelir. Katot kurşun çerçevesi, cihaz için birincil ısı emici olarak açıkça belirlenmiştir; bu, optimum termal performansı sağlamak için PCB düzeni tasarımında kritik öneme sahiptir. Detaylı boyut çizimleri, paket dış hatlarını, kurşun aralıklarını ve genel boyutu, tipik olarak ±0.1 mm toleranslar içinde belirtir. Lens rengi sarı iken yayılan ışık beyazdır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 IR Reflow Lehimleme Profili

Veri sayfası, kurşunsuz lehim işlemleri için J-STD-020'ye uyumlu bir kızılötesi reflow profili önerir. Bu profil tipik olarak, bileşene termal şok oluşmasını önlemek için belirli ısınma hızlarını, bir ön ısıtma/bekletme bölgesini, sıvılaşma sıcaklığı üzerinde geçirilen süreyi (TAL), bir tepe sıcaklığını ve kontrollü soğutma hızlarını içerir.

6.2 Önerilen PCB Pad Tasarımı

Güvenilir lehimleme ve katot termal pad'inden etkili ısı dağılımı sağlamak için önerilen bir baskılı devre kartı bağlantı pad düzeni sağlanmıştır.

6.3 Temizleme

Lehimleme sonrası temizlik gerekirse, sadece oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkol içinde bir dakikadan az süreyle daldırma önerilir. Belirtilmemiş kimyasalların kullanımı, pakete zarar verebileceğinden kaçınılmalıdır.

6.4 Depolama ve Taşıma

Ürün, JEDEC J-STD-020'ye göre Nem Hassasiyet Seviyesi (MSL) 2 olarak sınıflandırılmıştır. Nem önleyici torba kurutucu ile mühürlendiğinde, depolama ≤30°C ve ≤%70 RH koşullarında olmalı ve raf ömrü bir yıldır. Açıldıktan sonra, bileşenler ≤30°C ve ≤%60 RH koşullarında depolanmalı ve bir yıl içinde reflow lehimlemeye tabi tutulmalıdır. Orijinal ambalaj dışında uzun süreli depolama için uygun kuru depolama koşulları esastır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

LED'ler, otomatik pick-and-place makineleri ile uyumlu bir şerit ve makara formatında tedarik edilir. Şerit genişliği 12mm'dir ve standart 7 inç (178mm) çapında bir makaraya sarılmıştır. Her makara 1000 adet içerir. Tam makaradan daha az miktarlar için, kalanlar için minimum paketleme miktarı 500 adet olarak belirtilmiştir. Paketleme ANSI/EIA 481 spesifikasyonlarına uygundur.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu LED, otomotiv iç ve aksesuar aydınlatması, tüketici elektroniğinde (telefonlar, dizüstü bilgisayarlar) göstergeler için arka aydınlatma, ağ ekipmanlarında durum göstergeleri ve kompakt cihazlarda genel amaçlı aydınlatma için oldukça uygundur.

8.2 Tasarım Hususları

Termal Yönetim:Güç dağılımı (900mW'a kadar) ve termal direnç değerleri nedeniyle, eklem sıcaklığını 150°C'nin altında tutmak ve uzun vadeli güvenilirlik ile kararlı ışık çıkışı sağlamak için katot pad'inden PCB bakır alanına veya harici bir soğutucuya yeterli bir termal yol tasarlamak çok önemlidir.
Akım Sürme:Tutarlı ışık şiddeti ve renk noktası sağlamak için sabit gerilim kaynağı yerine sabit akım sürücü önerilir. Sürücü, belirtilen DC ileri yönlü akım aralığı (5-250mA) içinde çalışacak şekilde tasarlanmalıdır.
Optik Tasarım:Geniş 120 derecelik görüş açısı, ikincil optikler olmadan geniş aydınlatma gerektiren uygulamalar için uygun hale getirir. Odaklanmış ışınlar için harici lensler veya reflektörler gerekli olacaktır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu LED için temel farklılaştırıcı faktörler arasında, temel tüketici elektroniğinin ötesinde zorlu otomotiv ortamları için uygun hale getiren AEC-Q101 kalifikasyonu bulunmaktadır. Yüksek güç derecesi (900mW), nispeten düşük eklemden-lehim noktasına termal direnç (25°C/W) ve detaylı üç boyutlu sınıflandırmanın (Vf, Iv, CIE) kombinasyonu, tasarımcılara renk kritik ve termal olarak kısıtlı uygulamalar için öngörülebilir performansa sahip bir bileşen sunar. Katodun açıkça ısı emici olarak belirlenmesi, termal yönetim tasarımını basitleştirir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu LED'i 5V besleme ile sürebilir miyim?
C: Doğrudan hayır. İleri yönlü gerilim tipik olarak 2.8V ile 3.6V arasındadır. Doğrudan 5V kaynağa bağlamak aşırı akıma ve anında arızaya neden olur. Bir akım sınırlayıcı direnç veya tercihen sabit akımlı bir sürücü devresi kullanılmalıdır.

S: Işık şiddeti (cd) ve ışık akısı (lm) arasındaki fark nedir?
C: Işık şiddeti, LED'in belirli bir yöndeki parlaklığını ölçer (kandela). Işık akısı, tüm yönlerdeki toplam görünür ışık çıkışını ölçer (lümen). Veri sayfası, şiddet sınıfları için tipik lümen eşdeğerlerini sağlar, ancak ölçümün yönsel doğası nedeniyle birincil spesifikasyon şiddettir.

S: Lehim noktasına termal direnç (RθJS) neden ortama olan termal dirençten (RθJA) daha düşüktür?
C: RθJS, silikon ekleminden doğrudan PCB'nizdeki lehim pad'lerine olan termal yolu ölçer. RθJA, PCB'den çevredeki havaya olan ek direnci içerir. RθJS, PCB'nizin termal yönetimini tasarlamak için daha kullanışlıdır, çünkü kart düzeninizin ısıyı LED'in kendisinden ne kadar etkili bir şekilde çektiğini gösterir.

S: "Ters çalışma için tasarlanmamıştır" ne anlama geliyor?
C: Bu, LED'in normal devre çalışmasında asla ters gerilim öngerilimine maruz bırakılmaması gerektiği anlamına gelir. Test amaçları için küçük bir ters akım (5V'da 2μA) belirtilmiş olsa da, canlı bir devrede ters gerilim uygulamak cihaza zarar verebilir.

11. Pratik Uygulama Örneği

Senaryo: Bir Otomotiv Aksesuarı için Gösterge Paneli Işığı.
Bir tasarımcı, yeni bir yan sanayi otomotiv aksesuarı için parlak, güvenilir bir durum göstergesine ihtiyaç duyar. 64/FA/IM sınıfındaki bu LED'i seçer. Isı dağıtımı için katot pad'ine bağlı geniş bir bakır alana sahip bir PCB tasarlar. Bir sürücü entegre devresi kullanılarak 140mA'ye ayarlanmış basit bir sabit akımlı devre uygulanır. Geniş 120 derecelik görüş açısı, göstergenin çeşitli oturma pozisyonlarından görülebilmesini sağlar. AEC-Q101 kalifikasyonu, bileşenin otomotiv sıcaklık aralığına ve titreşime dayanma yeteneği konusunda güven sağlar. Belirli sınıflandırma, tüm üretim birimlerinde tutarlı renk ve parlaklık sağlar.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Bu, bir yarı iletken p-n eklemine dayanan katı hal ışık kaynağıdır. Diyotun eşik değerini aşan bir ileri yönlü gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölge (InGaN malzemelerinden yapılmış) içinde yeniden birleşir ve enerjiyi fotonlar şeklinde serbest bırakır. InGaN çipinden birincil emisyon mavi veya ultraviyole spektrumundadır. Beyaz ışık üretmek için, bu birincil emisyon paket içindeki bir fosfor tabakası kullanılarak dönüştürülür. Mavi/UV fotonları fosforları uyarır, daha sonra fosforlar daha geniş bir spektrumda (sarı, kırmızı) ışık yeniden yayar ve kalan mavi ışıkla karışarak beyaz algısını oluşturur. Sarı renkli harici lens, son bir filtre/yayıcı olarak hareket eder, potansiyel olarak renk sıcaklığını hafifçe ısıtır ve ışığı yayar.

13. Teknoloji Trendleri

Bunun gibi SMD LED'lerde genel eğilim, daha yüksek verimlilik (vat başına daha fazla lümen), daha iyi renk doğruluğu için geliştirilmiş renksel geriverim indeksi (CRI) ve ekran arka aydınlatması gibi uygulamalar için daha sıkı sınıflandırma toleransları yönündedir. Ayrıca, daha küçük ayak izlerinden daha parlak çıkışlar sağlamak için daha yüksek güç yoğunluğu ve daha düşük termal dirençli paketler için sürekli bir baskı vardır. Yeni fosfor teknolojilerinin ve çip tasarımlarının benimsenmesi, sıcaklık ve ömür boyunca daha kararlı renk performansı sağlamayı amaçlamaktadır. Optik ve termal performansı korurken veya iyileştirirken küçültme çabaları devam etmektedir.