LTSA-S020ZWETA SMD LED Teknik Veri Sayfası - Beyaz Kaynaklı Sarı Lens - 30mA - 100mW

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, yüzey montajlı (SMD) bir ışık yayan diyot (LED) olan LTSA-S020ZWETA'nın teknik özelliklerini detaylandırır. Bu bileşen, otomatik baskılı devre kartı (PCB) montaj süreçleri için tasarlanmış olup, çeşitli elektronik ekipman segmentlerinde alan kısıtlı uygulamalara uygundur.

1.1 Özellikler

• RoHS (Zararlı Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uyumludur.
• Otomatik işleme için 7 inç çapında makaralara sarılı 12mm şeritler halinde paketlenmiştir.
• JEDEC Nem Duyarlılık Seviyesi (MSL) 2a'ya göre ön koşullandırılmıştır.
• Ayrık yarı iletken bileşenler için bir standart olan AEC-Q101 Rev D'ye referansla kalifiye edilmiştir.
• Standart EIA (Elektronik Endüstrileri Birliği) paket şekli.
• Entegre devre (I.C.) uyumlu sürücü seviyeleri.
• Standart otomatik pick-and-place ekipmanları ile uyumludur.
• Kızılötesi (IR) reflow lehimleme işlemlerine uygundur.

1.2 Uygulamalar

Bu LED, çok çeşitli elektronik ekipmanlarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Veri sayfası özellikle iş makinelerinde aksesuar fonksiyonları için uygulamalardan bahseder. Genel karakteristikleri, sarımsı tonlu çıkışa sahip beyaz bir ışık kaynağı istenen tüketici elektroniği, göstergeler ve arka aydınlatma için uygun kılar.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorum

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, bileşene kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu koşullar altında çalışma garantisi verilmez.

• Güç Harcaması (Pd):100 mW. Bu, paketin ısı olarak dağıtabileceği maksimum güçtür.
• Tepe İleri Akımı (I_F(PEAK)):50 mA. Bu, tipik olarak termal stresi yönetmek için darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) belirtilen maksimum anlık akımdır.
• DC İleri Akımı (I_F):30 mA. Bu, güvenilir çalışma için maksimum sürekli ileri akımdır.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı (T_opr):-40°C ila +100°C. Cihazın çalışması için tasarlandığı ortam sıcaklığı aralığıdır.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı (T_stg):-40°C ila +100°C. Çalışmayan durumda depolama için sıcaklık aralığıdır.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Bu parametreler, standart 25°C ortam sıcaklığında ölçülür ve cihazın tipik performansını tanımlar.

• Işık Şiddeti (I_V):180 - 450 mcd (milikandela), test akımı (I_F) 2 mA iken. Bu, belirli bir yöndeki algılanan parlaklığı ölçer. Geniş aralık, bir sınıflandırma sisteminin kullanıldığını gösterir (Bkz. Bölüm 3).
• Görüş Açısı (2θ_1/2):120 derece (tipik). Bu, ışık şiddetinin eksenel (eksen üzeri) değerinin yarısına düştüğü tam açıdır, geniş bir görüş deseni olduğunu gösterir.
• Kromatiklik Koordinatları (x, y):x=0.3197, y=0.3131, I_F=2 mA iken. Bu CIE 1931 koordinatları, beyaz ışığın kromatiklik diyagramındaki renk noktasını tanımlar.
• İleri Yönlü Gerilim (V_F):2.25 - 2.95 V, I_F=2 mA iken. LED üzerinden akım geçtiğindeki gerilim düşüşüdür. Burada da bir sınıflandırma sistemi uygulanır.
• Ters Gerilim (V_Z):6 - 8 V, I_Z=10 mA iken. Bu, Zener veya çökme gerilimidir.Önemli:Cihaz ters yönde çalışma için tasarlanmamıştır; bu parametre sadece IR test amaçlıdır.
• Ters Akım (I_R):10 μA (maks), V_R=5V iken. Ters öngerilim uygulandığında oluşan küçük sızıntı akımı.
• ESD Dayanım Gerilimi:2000 V (İnsan Vücudu Modeli). Bu, orta düzeyde bir elektrostatik deşarj koruması olduğunu gösterir.

3. Sınıflandırma (Binning) Sistemi Açıklaması

Üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler anahtar parametrelere göre sınıflandırılır (binning). LTSA-S020ZWETA üç kodlu bir sistem kullanır: Vf / Iv / Renk (örn. E3 / S2 / LL).

3.1 İleri Yönlü Gerilim (Vf) Sınıflandırması

LED'ler, 2 mA'deki ileri gerilimlerine göre sınıflara (E1'den E7'ye) ayrılır. Her sınıf 0.1V'luk bir aralığa sahiptir ve sınıf başına genel tolerans ±0.1V'dur. Örneğin, E3 sınıfı 2.45V ile 2.55V arasındaki Vf'yi kapsar.

3.2 Işık Şiddeti (Iv) Sınıflandırması

LED'ler, 2 mA'deki parlaklıklarına göre sınıflara (S1, S2, T1, T2) ayrılır. Sınıflar artan şiddet seviyelerini temsil eder, T2 sınıfı en yüksek çıkışı sunar (355-450 mcd). Her sınıfın toleransı ±%11'dir.

3.3 Renk (Kromatiklik) Sınıflandırması

Bu en karmaşık sınıflandırma parametresidir. LED'ler, 2 mA'de ölçülen CIE (x, y) kromatiklik koordinatlarına göre sınıflandırılır. Veri sayfası, kromatiklik diyagramındaki dörtgen bölgelerle tanımlanan sınıf kodlarını (örn. JL, JK, KL, LL, LK, ML, MK, NL, NK, OL, OK, PL, PK) içeren detaylı bir tablo sağlar. Her bölge dört (x, y) koordinat noktası ile belirtilir. Bir sınıf içindeki renk tonu (x, y) toleransı ±0.01'dir. Bu sınıfları görselleştirmek için tipik olarak bir kromatiklik diyagram grafiği eklenir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, tasarım anlayışına yardımcı olmak için tipik karakteristik eğrileri içerir.

4.1 Uzaysal Dağılım

Bir kutupsal diyagram (Şekil 2), LED'in uzaysal radyasyon desenini gösterir. 120 derecelik görüş açısı bu eğri ile doğrulanır ve ışık şiddetinin merkez eksenden açıya göre nasıl değiştiğini gösterir. Bu, belirli aydınlatma desenleri gerektiren uygulamalar için çok önemlidir.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED, standart bir SMD paket şekline uygundur. Anahtar boyutlar gövde boyutu, bacak aralığı ve toplam yükseklik içerir. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar milimetre cinsinden ve tipik tolerans ±0.2 mm olarak verilmiştir. Lens rengi sarıdır, ışık kaynağı çip malzemesi ise beyaz ışık üreten InGaN'dır.

5.2 Önerilen PCB Lehim Padi

Güvenilir lehimleme için PCB üzerinde önerilen bakır pad düzenini gösteren bir ayak izi diyagramı sağlanmıştır. Bu, reflow sırasında uygun lehim bağlantısı oluşumunu ve iyi mekanik yapışmayı sağlamak için pad boyutunu, şeklini ve aralığını içerir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 IR Reflow Lehimleme Profili

J-STD-020 standardı ile uyumlu, kurşunsuz (Pb-free) lehim işlemleri için önerilen bir kızılötesi reflow profili sağlanmıştır. Bu profil, reflow fırını için kritik parametreleri tanımlar: ön ısıtma sıcaklığı ve süresi, sıcaklık artış hızı, tepe sıcaklığı, likidüs üzerinde kalma süresi (TAL) ve soğutma hızı. LED paketine termal hasarı önlemek için bu profile uymak esastır.

6.2 Temizleme

Lehimleme sonrası temizlik gerekliyse, sadece belirtilen kimyasallar kullanılmalıdır. Veri sayfası, oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkole bir dakikadan az süreyle daldırmayı önerir. Belirtilmemiş kimyasallar LED paket malzemesine zarar verebilir.

6.3 Depolama Koşulları

• Mühürlü Paket:≤30°C ve ≤%70 Bağıl Nem (RH) koşullarında depolayın. Ürün, orijinal nem geçirmez torbasında kurutucu ile birlikte saklandığında bir yıl raf ömrüne sahiptir.
• Açılmış Paket:Orijinal ambalajından çıkarılan bileşenler için, depolama ortamı 30°C ve %60 RH'yi geçmemelidir. Bu "zemin ömrü" bileşenlerinin, reflow sırasında nem kaynaklı hasarı ("patlamış mısır etkisi") önlemek için maruziyetten sonraki 168 saat (7 gün) içinde IR reflow lehimlemesine tabi tutulması şiddetle tavsiye edilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

LED'ler endüstri standardı kabartmalı taşıyıcı şeritler halinde tedarik edilir.

• Şerit Genişliği:12 mm.
• Makara Çapı:7 inç.
• Makara Başına Miktar:2000 adet.
• Minimum Paketleme Miktarı:Kalan miktarlar için 500 adet.
• Paketleme, EIA-481-1-B spesifikasyonlarına uygundur. Şerit bir kapak bandı ile kapatılır ve ardışık en fazla iki eksik bileşene izin verilir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu LED, tüketici ve endüstriyel elektronikte genel gösterge ışıkları, durum ekranları ve arka aydınlatma için uygundur. İş makineleri aksesuarlarında özel olarak bahsedilmesi, estetik veya belirli fonksiyonel gereksinimler için sarımsı tonlu beyaz ışık istenen gösterge paneli göstergeleri, kontrol paneli arka aydınlatması veya dış aksesuar aydınlatmasında kullanımını önerir.

8.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:Her zaman seri bir akım sınırlayıcı direnç veya sabit akımlı bir sürücü devresi kullanın. Doğrudan bir gerilim kaynağına bağlamayın. Maksimum sürekli DC akım 30 mA'dır.
• Termal Yönetim:Güç harcaması düşük olsa da (maks 100mW), yeterli PCB bakır alanı veya termal viyalar sağlamak, daha düşük eklem sıcaklıklarını korumaya, uzun ömür ve kararlı ışık çıkışına yardımcı olabilir.
• ESD Önlemleri:2kV HBM için derecelendirilmiş olsa da, montaj sırasında standart ESD işleme önlemlerine uyulmalıdır.
• Optik Tasarım:120 derecelik görüş açısı geniş bir dağılım sağlar. Odaklanmış ışık için ikincil optikler (lensler, ışık kılavuzları) gerekli olacaktır.

9. Uyarılar ve Güvenilirlik Notları

Açıklanan LED'ler sıradan elektronik ekipmanlar için tasarlanmıştır. Arızanın hayatı veya sağlığı tehlikeye atabileceği olağanüstü güvenilirlik gerektiren uygulamalar için (örn. havacılık, tıbbi cihazlar, ulaşım güvenlik sistemleri), bu standart veri sayfasının ötesinde özel danışmanlık ve kalifikasyon zorunludur. Cihaz, uygulama devresinde ters gerilimle çalışma için tasarlanmamıştır.

10. Teknik Karşılaştırma ve Konumlandırma

Bu LED, genel amaçlı, uygun maliyetli bir SMD bileşeni olarak konumlanmaktadır. Anahtar farklılaştırıcılar, özel beyaz-sarı lens renk kombinasyonunu, AEC-Q101'e referansla kalifikasyonunu (otomotiv bağlamında yaygın) ve lehimleme sırasında gelişmiş nem direnci için MSL 2a'ya ön koşullandırmasını içerir. Ultra yüksek parlaklık veya dar açılı LED'lerle karşılaştırıldığında, yeterli parlaklık, çok geniş görüş açısı ve hacimli ticari uygulamalara uygun standart güvenilirlik özelliklerinin dengeli bir kombinasyonunu sunar.

11. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Lens rengi ile kaynak rengi arasındaki fark nedir?

C: Kaynak rengi (Beyaz, bir InGaN çipinden) dahili olarak üretilen ışıktır. Sarı lens bir filtre/kapsülleyici görevi görerek nihai yayılan ışığı tonlandırır ve sıcak beyaz veya sarımsı beyaz bir görünüm elde edilir.

S: Uygulamam için doğru sınıfı nasıl seçerim?

C: Renk tutarlılığının kritik olduğu uygulamalar için (örn. çoklu LED dizileri), sıkı bir renk sınıfı (örn. LL) ve muhtemelen sıkı bir Vf sınıfı belirtin. Mutlak parlaklığın anahtar olduğu tekli göstergeler için daha yüksek bir Iv sınıfı (T1 veya T2) belirtin. Distribütörünüz stokta bulunan sınıfları sağlayabilir.

S: Bu LED'i sürekli 30mA'de sürebilir miyim?

C: Evet, 30mA maksimum derecelendirilmiş sürekli DC akımdır. Ancak, optimum ömür ve ortam sıcaklığı artışlarını hesaba katmak için genellikle daha düşük bir akımda (örn. 20mA) sürmek tavsiye edilir ve bu birçok uygulama için yeterli parlaklık sağlayacaktır.

S: Torba açıldıktan sonra depolama koşulu neden bu kadar katı (168 saat)?

C: SMD paketleri havadan nem emebilir. Yüksek sıcaklıklı reflow lehimleme işlemi sırasında, hapsolmuş bu nem hızla buharlaşarak iç katman ayrılmasına veya çatlamaya ("patlamış mısır etkisi") neden olabilir. 168 saatlik zemin ömrü, MSL 2a dereceli bileşenlerin nemi gidermek için yeniden kurutulması gereken maksimum güvenli maruz kalma süresidir.

12. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Senaryo: Bir endüstriyel kontrolör için durum göstergesi paneli tasarımı.Panel, güç, arıza ve bekleme durumunu göstermek için birden fazla LED gerektirir. Tasarımcı, kontrol odasında çeşitli açılardan görünürlüğü sağlamak için geniş görüş açısı nedeniyle LTSA-S020ZWETA'yı seçer. Tüm göstergelerde tekdüze parlaklık ve renk sağlamak için, tasarımcı malzeme listesinde (BOM) tek bir ışık şiddeti sınıfı (örn. T2) ve tek bir renk sınıfı (örn. LL) belirtir. Her LED için, tipik Vf'den (seçilen Vf sınıfından, örn. E3'ün 2.5V'si) ve besleme geriliminden hesaplanan basit bir direnç kullanılarak 20mA'lik sabit bir akım seçilir. PCB düzeni önerilen pad ayak izini takip eder ve montaj firması sağlanan kurşunsuz IR reflow profilini kullanır. Bileşenler torba açıldıktan sonraki 168 saatlik zemin ömrü içinde kullanılır.

13. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), üzerlerinden elektrik akımı geçtiğinde ışık yayan yarı iletken cihazlardır. Bu olaya elektrolüminesans denir. LTSA-S020ZWETA'da aktif bölge, mavi/morötesi spektrumda foton yayacak şekilde tasarlanmış İndiyum Galyum Nitrür (InGaN) malzemelerinden yapılmıştır. Paket içindeki bir fosfor tabakası, bu birincil ışığın bir kısmını emer ve sarı ışık olarak yeniden yayar. Kalan mavi ışık ve dönüştürülmüş sarı ışığın kombinasyonu, beyaz ışık algısıyla sonuçlanır. Harici sarımsı epoksi lens, renk sıcaklığını daha da değiştirir ve ışık demetine çevresel koruma ve mekanik şekillendirme sağlar.

14. Teknoloji Trendleri

Optoelektronik endüstrisi, bu tür bileşenlerle ilgili birkaç ana alanda ilerlemeye devam etmektedir: artan ışık verimliliği (elektriksel girişin watt başına daha fazla ışık çıkışı), beyaz LED'ler için geliştirilmiş renksel geriverim indeksi (CRI) ve zorlu çevre koşullarında (daha yüksek sıcaklık, nem) daha yüksek güvenilirlik. Paketleme trendleri arasında küçültme, geliştirilmiş termal yönetim substratları ve pakete entegre edilmiş daha hassas optik kontrol bulunmaktadır. Ayrıca, otomotiv ve endüstriyel pazarların taleplerini karşılamak için test, sınıflandırma ve güvenilirlik kalifikasyonunda (AEC-Q101 gibi) daha yüksek standartlaşma seviyelerine doğru güçlü bir eğilim vardır.