SMD LED LTSA-E67RUWETU Veri Sayfası - Beyaz InGaN, Sarı Lens - 50mA, 170mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTSA-E67RUWETU, otomatik montaj süreçleri ve alan kısıtlı uygulamalar için tasarlanmış yüksek parlaklıklı, yüzeye monte bir LED'dir. InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) teknolojisini kullanan beyaz bir ışık kaynağına ve sarı renkli bir lens muhafazasına sahiptir. Bu kombinasyon, güvenilir ve kompakt aydınlatma çözümleri gerektiren modern elektronik ekipmanların taleplerini karşılamak üzere tasarlanmıştır.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED, otomatik pick-and-place ekipmanları ve standart kızılötesi (IR) reflow lehimleme süreçleriyle uyumluluğu ile karakterize edilir, bu da onu yüksek hacimli üretim için ideal kılar. Birincil hedef pazarları arasında tüketici elektroniği, ağ sistemleri ve özellikle otomotiv aksesuar uygulamaları yer alır. Cihaz, AEC-Q101 standardına (Revizyon D) göre kalifiye edilmiştir ve bu da bileşen güvenilirliğinin çok önemli olduğu otomotiv ortamlarına uygunluğunu vurgular. Ek özellikler arasında RoHS uyumluluğu, 7 inçlik makaralar içinde 8mm bant üzerinde paketleme ve JEDEC Nem Duyarlılık Seviyesi 2a'ya göre ön koşullandırma yer alır, bu da depolama ve montaj sırasında stabilite sağlar.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Elektriksel, optik ve termal özelliklerin detaylı bir şekilde incelenmesi, doğru devre tasarımı ve termal yönetim için çok önemlidir.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Ortam sıcaklığında (Ta) 25°C'de belirtilmiştir. Maksimum sürekli ileri akım (DC) 50 mA'dır. Darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) 100 mA'lik bir tepe ileri akımına izin verilir. Maksimum güç dağılımı 170 mW'dır. Cihaz, -40°C ila +100°C arasında bir çalışma ve depolama sıcaklığı aralığına sahiptir. Bu sınırların, özellikle bağlantı sıcaklığının aşılması, felaketli arızaya veya ışık çıkışında ve ömürde önemli bir bozulmaya yol açabilir.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler

Ta=25°C ve standart test akımında (IF) 30mA'de ölçülen cihaz, tipik olarak minimum 1800 mcd'den maksimum 3550 mcd'ye kadar değişen bir ışık şiddeti sergiler. İleri voltaj (VF) tipik olarak 2.8V ile 3.4V arasında değişir ve her voltaj sınıfı için ±0.1V'luk bir tolerans belirtilmiştir. Görüş açısı (2θ1/2), şiddetin eksenel değerin yarısı olduğu açı olarak tanımlanır ve 120 derecedir, bu da geniş, dağınık bir ışık yayılım modelini gösterir. Renklilik koordinatları, CIE 1931 diyagramında x=0.3197, y=0.3131 olarak belirtilmiştir ve beyaz noktasını tanımlar. Ters akım (IR), VR=5V'de maksimum 10 µA'dır ve Elektrostatik Deşarj (ESD) dayanım voltajı, İnsan Vücudu Modeli (HBM) kullanılarak 2000V'dir. Cihazın ters öngerilim altında çalışmak için tasarlanmadığını not etmek kritiktir; ters voltaj test koşulu yalnızca bilgi amaçlıdır.

2.3 Termal Özellikler

Etkili termal yönetim, LED performansı ve uzun ömürlülüğü için esastır. Bağlantıdan ortama termal direnç (RθJA), 1.6mm kalınlığında ve 16mm² bakır pedli bir FR4 substrat üzerinde ölçüldüğünde tipik olarak 280 °C/W'dir. Daha da önemlisi, bağlantıdan lehim noktasına termal direnç (RθJS) 130 °C/W'dir. Bu daha düşük değer, tasarım için daha alakalıdır çünkü LED çipinden baskılı devre kartına (PCB) olan birincil ısı iletim yolunu temsil eder. Mutlak maksimum bağlantı sıcaklığı (TJ) 125°C'dir. Tasarımcılar, güç dağılımı ve termal dirençler kullanılarak hesaplanan çalışma bağlantı sıcaklığının, güvenilirliği sağlamak için bu sınırın oldukça altında kalmasını sağlamalıdır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

LTSA-E67RUWETU, ileri voltaj (VF), ışık şiddeti (IV) ve renk koordinatlarına göre birimleri kategorize etmek için kapsamlı bir sınıflandırma sistemi kullanır. Bu, tasarımcıların uygulamaları için tutarlı performansa sahip LED'leri seçmelerine olanak tanır.

3.1 İleri Voltaj (VF) Sınıflandırması

Birimler üç voltaj sınıfına ayrılır: H (2.8V - 3.0V), J (3.0V - 3.2V) ve K (3.2V - 3.4V). Her sınıfa ±0.1V'luk bir tolerans uygulanır. Aynı VF sınıfından LED'lerin seçilmesi, birden fazla LED paralel bağlandığında tekdüzen akım dağılımını sağlamaya yardımcı olur.

3.2 Işık Şiddeti (IV) Sınıflandırması

Şiddet sınıfları, tutarlı parlaklık seviyelerini sağlar. Sınıflar şunlardır: X1 (1800 - 2240 mcd), X2 (2240 - 2800 mcd) ve Y1 (2800 - 3550 mcd). Her sınıf içinde ±%11'lik bir tolerans uygulanır. Bu, çıktı gereksinimlerine göre derecelendirmeye olanak tanır ve farklı ürün kademeleri için maliyeti ve seçimi potansiyel olarak etkileyebilir.

3.3 Renk Koordinatı Sınıflandırması

En karmaşık yön renk sınıflandırmasıdır. Veri sayfası, CIE 1931 şemasında LL, LK, ML, MK, NL, NK gibi birden fazla dörtgen bölgeyi (sınıf) tanımlayan renklilik koordinatlarının detaylı bir tablosunu sağlar. Her sınıf, dört (x, y) koordinat noktası ile tanımlanır. Tipik renk noktası (x=0.3197, y=0.3131) bu sınıflardan birkaçının (örneğin, LL, LK, ML) içine düşer. Bir sınıf içindeki renk tonu koordinatları için ±0.01'lik bir tolerans belirtilmiştir. Bu sıkı kontrol, renk tutarlılığının kritik olduğu, örneğin birden fazla LED'in aynı anda görüldüğü gösterge kümeleri veya arka aydınlatma gibi uygulamalar için hayati öneme sahiptir.

4. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

4.1 Paket Boyutları ve Polarite

LED, bir EIA standardı SMD paket şekline uygundur. Tüm boyutlar, aksi belirtilmedikçe, genel bir toleransla ±0.2 mm olarak milimetre cinsinden verilmiştir. Kritik bir tasarım notu, anot kurşun çerçevesinin aynı zamanda LED için birincil soğutucu görevi görmesidir. Bu, PCB üzerindeki anot pedinin yeterli termal kütle ile tasarlanması ve etkili ısı dağılımı için muhtemelen termal viyalara veya katmanlara bağlanması gerektiği anlamına gelir. Düzenleme sırasında anot ve katodun doğru tanımlanması, doğru çalışma ve optimal termal performans için esastır.

4.2 Önerilen PCB Bağlantı Pedi

Veri sayfası, kızılötesi reflow lehimleme için PCB üzerinde önerilen lehim pedi düzeni için bir diyagram içerir. Bu boyutlara uyulması, güvenilir bir lehim bağlantısı, doğru hizalama ve LED'in termal pedinden (anot) PCB'ye etkili ısı transferi sağlar.

4.3 Bant ve Makara Paketleme

Otomatik montaj için, LED'ler 7 inç (178mm) çapındaki makaralara sarılmış 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı bant üzerinde tedarik edilir. Her makara 2000 adet içerir. Paketleme, ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uygundur. Ana notlar şunları içerir: boş bileşen yuvaları kapak bandı ile kapatılır ve her makarada maksimum iki ardışık eksik bileşene (lamba) izin verilir. Bant aralığını ve makara boyutlarını anlamak, otomatik montaj ekipmanlarını programlamak için gereklidir.

5. Lehimleme, Montaj ve Kullanım Kılavuzu

5.1 IR Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz lehim işlemleri için, J-STD-020 standardı ile uyumlu önerilen bir reflow profili sağlanmıştır. Bu profil tipik olarak ön ısıtma, termal ıslatma, reflow (tepe sıcaklık limiti ile) ve soğutma aşamalarını içerir. Üreticinin önerdiği profile uymak, termal şok, lehim bağlantı kusurları veya LED'in iç yapısına ve epoksi lensine zarar gelmesini önlemek için kritiktir.

5.2 Temizleme

Lehim sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca belirtilen kimyasallar kullanılmalıdır. Veri sayfası, normal oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkole bir dakikadan az süreyle daldırmayı önerir. Belirtilmemiş veya agresif kimyasalların kullanılması, LED'in paket malzemesine zarar verebilir, renk değişikliğine, çatlamaya veya tabakalaşmaya yol açabilir.

5.3 Depolama ve Nem Duyarlılığı

Ürün, JEDEC J-STD-020'ye göre Nem Duyarlılık Seviyesi (MSL) 2a olarak sınıflandırılmıştır. Bu, açıldıktan sonra ≤ 30°C / %60 RH koşullarında depolandığında, mühürlü nem geçirmez torbanın (içinde nem alıcı ile) 4 haftalık bir raf ömrü olduğu anlamına gelir. Kullanımdan önce uzun süreli depolama için, mühürlü torbalar 30°C veya daha düşük ve %70 bağıl nem veya daha düşük sıcaklıklarda tutulmalıdır. LED'lerin, mühürlü nem geçirmez paketteyken bir yıllık önerilen kullanım süresi vardır. Bu önlemlere uyulmaması, reflow sırasında "patlamış mısır" etkisine yol açabilir; burada emilen nem buharlaşır ve paketi çatlatır.

6. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

6.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu LED, kablosuz ve cep telefonları, dizüstü bilgisayarlar, ağ sistemleri ve çeşitli otomotiv aksesuar uygulamaları (örneğin, iç aydınlatma, anahtar arka aydınlatması, durum göstergeleri) dahil olmak üzere geniş bir elektronik ekipman yelpazesi için uygundur. AEC-Q101 kalifikasyonu, onu güvenlik-kritik olmayan otomotiv elektroniği için bir aday yapar.

6.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:Her zaman seri bir akım sınırlayıcı direnç veya sabit akımlı bir sürücü kullanın. İleri voltajın bir aralığı (2.8-3.4V) olduğundan, maksimum VF için tasarım yapmak, LED'in sabit bir voltaj kaynağına bağlandığında akım değerini aşmamasını sağlar.
• Termal Yönetim:Anot, termal yoldur. PCB anot pedini yeterli bakır alanı ile tasarlayın. Isı yayılımı için iç veya alt taraf toprak/güç katmanlarına bağlanmak için termal viyalar kullanın. Beklenen bağlantı sıcaklığını P_Dağıtılan = VF * IF ve ΔT = RθJS * P_Dağıtılan formüllerini kullanarak hesaplayın.
• ESD Koruması:2kV HBM için derecelendirilmiş olsa da, PCB girişlerinde ve kullanım sırasında standart ESD koruma önlemlerinin uygulanması, özellikle kontrolsüz ortamlarda iyi bir uygulama olarak kabul edilir.

6.3 Önemli Uyarılar

Veri sayfası açıkça, bu LED'lerin sıradan elektronik ekipmanlar için tasarlandığını belirtir. Arızanın hayatı veya sağlığı tehlikeye atabileceği olağanüstü güvenilirlik gerektiren uygulamalar için (örneğin, havacılık, tıbbi cihazlar, ulaşım güvenlik sistemleri), tasarım aşamasından önce üretici ile istişare yapılması gerekmektedir. Bu, bileşenin amaçlanan kullanım durumunu vurgulayan standart bir sorumluluk reddidir.

7. Teknik Derinlemesine İnceleme ve Analiz

7.1 Çalışma Prensibi

LTSA-E67RUWETU, beyaz ışık üretmek için bir InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) yarı iletken çip kullanır. Tipik olarak bu, sarı fosforla kaplanmış mavi ışık yayan bir InGaN die kullanılarak elde edilir. Mavi ışığın bir kısmı fosfor tarafından sarı ışığa dönüştürülür; mavi ve sarı ışığın karışımı insan gözü tarafından beyaz olarak algılanır. Sarı renkli dış lens, renk sıcaklığını daha da değiştirmek veya ışık çıkışını dağıtmak, böylece renklilik koordinatları tarafından belirtilen nihai algılanan rengi oluşturmak için hizmet edebilir.

7.2 Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, bir uzaysal dağılım (radyasyon deseni) eğrisi (Şekil 2) içerir. Bu eğri, ışık şiddetini görüş açısının bir fonksiyonu olarak grafiksel olarak temsil eder ve 120 derecelik görüş açısı spesifikasyonunu doğrular. Dağınık lensli LED'ler için yaygın olan, Lambert benzeri bir dağılım gösterir; burada şiddet 0 derecede (eksen üzerinde) en yüksektir ve kenarlara doğru düzgün bir şekilde azalır.

7.3 Yaygın Teknik Soruların Yanıtlanması

S: Bu LED'i doğrudan 3.3V ile sürebilir miyim?

C: Akım sınırlayıcı bir mekanizma olmadan güvenilir bir şekilde sürülemez. VF 3.4V kadar yüksek olabileceğinden, 3.3V'luk bir kaynak, daha yüksek voltaj sınıflarındaki (K sınıfı) bazı birimleri açmayabilir. Daha düşük VF'ye sahip birimler için (örneğin, 2.9V), doğrudan 3.3V uygulamak aşırı akım akışına neden olur, potansiyel olarak 50mA maksimum değeri aşar ve LED'e zarar verir. Her zaman seri bir direnç veya sabit akımlı sürücü kullanın.

S: "LL" veya "MK" gibi renk sınıfı kodlarını nasıl yorumlamalıyım?

C: Bunlar, renk sınıfı tablosunda tanımlanan CIE renklilik diyagramındaki belirli dörtgenler için keyfi etiketlerdir. Renk noktalarının sıkı gruplarını temsil ederler. Bir montajda tutarlı bir görünüm için, aynı renk sınıfı kodundan LED'leri belirtin ve kullanın.

S: RθJS değerinin RθJA'dan düşük olmasının önemi nedir?

C: RθJA, bağlantıdan lehim noktasına olan direnç ARTı PCB'den ortam havasına olan direnci içerir. RθJS, LED paketinin ve karttaki bağlantısının performansını izole eder. Daha düşük bir RθJS, LED'in ısıyı PCB'ye iletmede nispeten verimli olduğu anlamına gelir. Nihai soğutma performansı büyük ölçüde PCB tasarımına (bakır alan, katmanlar, hava akışı) bağlıdır.