SMD LED 0603 Sarı AlInGaP Veri Sayfası - Boyutlar 1.6x0.8x0.6mm - Gerilim 1.8-2.4V - Güç 72mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, minyatür 0603 paket formatında bir yüzey montaj cihazı (SMD) Işık Yayan Diyot (LED) için özellikleri detaylandırır. Cihaz, otomatik baskılı devre kartı (PCB) montaj süreçleri için tasarlanmış olup, yüksek hacimli üretime uygundur. Kompakt boyutu, kart alanının kısıtlı olduğu uygulamalar için idealdir.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED'in birincil avantajları, modern elektronik üretiminde standart olan otomatik pick-and-place ekipmanları ve kızılötesi (IR) reflow lehimleme süreçleriyle uyumluluğunu içerir. RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) dahil olmak üzere ilgili endüstri standartlarına uygundur. Cihaz, üretim hatlarında verimli işleme için şerit ve makara üzerinde paketlenmiştir.

Hedef uygulamalar geniştir; telekomünikasyon (örn., yönlendiricilerde, telefonlarda durum göstergeleri), ofis otomasyonu (örn., klavye arka aydınlatması, panel göstergeleri), ev aletleri, endüstriyel ekipmanlar ve sinyaller, semboller ve iç mekan tabelaları için çeşitli aydınlatma uygulamaları gibi sektörleri kapsar. Birincil işlevi, bir durum göstergesi veya düşük seviyeli bir aydınlatma kaynağı olarak hizmet etmektir.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorum

Bu bölüm, standart test koşullarında (Ta=25°C) LED'in temel performans parametrelerinin detaylı, nesnel bir analizini sağlar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Sürekli çalışma için tasarlanmamıştır.

• Güç Dağılımı (Pd):72 mW. Bu, LED paketinin performansı veya güvenilirliği bozulmadan ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır.
• Sürekli İleri Yön Akımı (IF):30 mA DC. Uygulanabilecek maksimum kararlı durum akımıdır.
• Tepe İleri Yön Akımı:80 mA, ancak yalnızca palslı koşullar altında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms pals genişliği). Bu, kısa süreli, yüksek yoğunluklu parlamalara izin verir.
• Ters Gerilim (VR):5 V. Ters öngerilimde bu gerilimin aşılması anında arızaya neden olabilir.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +85°C. LED'in belirtimler dahilinde çalışacağı garanti edilen ortam sıcaklığı aralığıdır.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +100°C. Çalışmayan durumda depolama için sıcaklık aralığıdır.

2.2 Elektro-Optik Özellikler

Bunlar, 20 mA'lik bir ileri yön akımında (IF) ölçülen tipik performans parametreleridir.

• Işık Şiddeti (Iv):Minimum 140.0 mcd'den maksimum 450.0 mcd'ye kadar değişir. Gerçek değer, üretim sınıfına bağlıdır (Bkz. Bölüm 3). Bu, insan gözü tarafından algılanan parlaklığın bir ölçüsüdür.
• Görüş Açısı (2θ1/2):Yaklaşık 110 derece. Bu, ışık şiddetinin tepe (eksen üzeri) değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. 110 derecelik bir açı, nispeten geniş bir görüş desenini gösterir.
• Tepe Dalga Boyu (λP):Tipik olarak 591 nm, onu görünür spektrumun sarı bölgesine yerleştirir.
• Baskın Dalga Boyu (λd):584.5 nm ile 594.5 nm arasında belirtilmiştir. Bu, LED'in rengine en iyi uyan, insan gözü tarafından algılanan tek dalga boyudur.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):Yaklaşık 15 nm. Bu, tepe noktası etrafında yayılan dalga boylarının yayılımını tanımlar ve renk saflığını etkiler.
• İleri Yön Gerilimi (VF):20 mA'de 1.8 V ile 2.4 V arasında. Bu, LED çalışırken üzerindeki gerilim düşüşüdür. Herhangi bir birim için tolerans, sınıf değerinden +/-0.1V'dir.
• Ters Akım (IR):VR=5V'da maksimum 10 μA. Bu, ters öngerilim koşulları altında bir sızıntı akımıdır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde tutarlılığı sağlamak için, LED'ler temel parametrelere göre sınıflara ayrılır. Bu, tasarımcıların uygulamalarında renk ve parlaklık düzgünlüğü için belirli gereksinimleri karşılayan parçaları seçmelerine olanak tanır.

3.1 İleri Yön Gerilimi (VF) Sınıflandırması

LED'ler, her biri 0.2V aralığında olan üç gerilim sınıfına (D2, D3, D4) ayrılır. Bu, özellikle birden fazla LED seri bağlandığında, eşit akım dağılımını sağlamak için akım sınırlayıcı devreler tasarlamada çok önemlidir.

3.2 Işık Şiddeti (Iv) Sınıflandırması

Yoğunluk, minimum değerleri 140.0 mcd'den 355.0 mcd'ye kadar değişen beş sınıfa (R2, S1, S2, T1, T2) ayrılır. Bu, gerekli parlaklık seviyelerine göre seçim yapılmasını sağlar. Her sınıf içinde +/-%11'lik bir tolerans uygulanır.

3.3 Baskın Dalga Boyu (WD) Sınıflandırması

Renk tutarlılığı, 584.5 nm'den 594.5 nm'ye kadar olan aralığı kapsayan dört dalga boyu sınıfı (H, J, K, L) aracılığıyla yönetilir. Bu, bir montajda kullanılan tüm LED'lerde tek tip bir sarı ton sağlar.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiklere atıfta bulunulsa da, bunların etkileri tasarım için kritiktir.

4.1 İleri Yön Akımı - İleri Yön Gerilimi (I-V Eğrisi)

I-V karakteristiği doğrusal değildir. Tipik VF'nin ötesinde gerilimdeki küçük bir artış, büyük ve potansiyel olarak yıkıcı bir akım artışına yol açabilir. Bu nedenle, LED'ler sabit gerilim kaynağı değil, akım sınırlı bir kaynak tarafından sürülmelidir.

4.2 Işık Şiddeti - İleri Yön Akımı İlişkisi

Işık çıkışı genellikle ileri yön akımıyla orantılıdır, ancak bu ilişki çok yüksek akımlarda doğrusal olmayabilir. Önerilen 20mA veya altında çalışmak, kararlı performans ve uzun ömür sağlar.

4.3 Sıcaklık Bağımlılığı

LED performansı sıcaklığa duyarlıdır. Tipik olarak, ileri yön gerilimi sıcaklık arttıkça azalırken, ışık verimliliği (birim elektrik gücü başına ışık çıkışı) da azalır. Bu, geniş bir ortam sıcaklığı aralığında çalışan uygulamalar için dikkate alınmalıdır.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

Cihaz, standart 0603 (1.6mm x 0.8mm) ayak izine uyar. Tipik yükseklik yaklaşık 0.6mm'dir. Hassas PCB pad deseni tasarımı için detaylı boyut çizimlerine başvurulmalıdır.

5.2 Polarite Tanımlama

Katot tipik olarak cihaz üzerinde işaretlenir, genellikle lensin ilgili tarafında yeşil bir ton veya pakette bir çentik ile. PCB ayak izi, yanlış yerleştirmeyi önlemek için bir polarite göstergesi (örn., bir nokta veya "K" işareti) içermelidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Önerilen IR Reflow Profili

Veri sayfası, kurşunsuz işlemler için J-STD-020B'ye uygun bir profil önerir. Temel parametreler şunlardır:

• Ön Isıtma:Kartı ve bileşenleri kademeli olarak ısıtmak için maksimum 120 saniye boyunca 150-200°C.
• Tepe Sıcaklığı:Maksimum 260°C.
• Sıvı Faz Üzerinde Kalma Süresi (TAL):Maksimum 10 saniye olması önerilir ve reflow işlemi ikiden fazla yapılmamalıdır.

Bu parametreler, termal şok, lehim bağlantısı kusurları veya LED'in iç yapısına zarar gelmesini önlemek için kritiktir.

6.2 Depolama Koşulları

LED'ler nem hassas cihazlardır (MSD).

• Kapalı Paket:≤30°C ve ≤%70 RH'de depolayın. Paketleme tarihinden itibaren bir yıl içinde kullanın.
• Açılmış Paket:≤30°C ve ≤%60 RH'de depolayın. Ortam havasına 168 saatten fazla maruz kalındıysa, reflow sırasında "patlamış mısır" etkisini önlemek için lehimlemeden önce en az 48 saat 60°C'de kurutma gereklidir.

6.3 Temizleme

Lehimlemeden sonra temizlik gerekliyse, yalnızca oda sıcaklığında bir dakikadan az süreyle etil alkol veya izopropil alkol gibi belirtilen çözücüleri kullanın. Belirtilmemiş kimyasallar epoksi lensi veya paketi hasara uğratabilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Paketleme Şartnamesi

LED'ler, 7 inç (178mm) çapında makaralara sarılmış 12mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Her makara 4000 adet içerir. Şerit cepleri, nakliye ve işleme sırasında bileşenleri korumak için bir kapak bandı ile kapatılmıştır.

7.2 Parça Numarası Yorumlama

Parça numarası (örn., LTST-010KSKT) tipik olarak paket boyutu (0603 için 010), lens rengi (su berraklığı için K) ve çip malzemesi/rengi (SKT muhtemelen belirli AlInGaP sarı formülasyonunu gösterir) hakkında bilgi kodlar. Kesin kod çözümü, üreticinin adlandırma kılavuzu ile doğrulanmalıdır.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Devreleri

Bir LED, akım kontrollü bir cihazdır. En yaygın sürme yöntemi, seri bir akım sınırlayıcı direnç kullanmaktır. Direnç değeri (R) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (Vcc - VF) / IF, burada Vcc besleme gerilimi, VF LED ileri yön gerilimi (güvenilirlik için sınıftan maksimum değeri kullanın) ve IF istenen ileri yön akımıdır (örn., 20mA). Bir dizi Vcc veya sıcaklıkta sabit parlaklık için, sabit akım sürücü devresi önerilir.

8.2 Tasarım Hususları

• Termal Yönetim:Güç dağılımı düşük olsa da, padlerin etrafında yeterli PCB bakır alanı sağlamak, özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında veya daha yüksek akımlarla sürüldüğünde ısıyı dağıtmaya yardımcı olabilir.
• ESD Koruması:LED'ler elektrostatik deşarja karşı hassas olabilir. Montaj sırasında standart ESD işleme önlemlerine uyulmalıdır.
• Optik Tasarım:Geniş 110 derecelik görüş açısı, göstergenin çeşitli açılardan görülmesinin gerektiği uygulamalar için uygundur. Daha yönlendirilmiş ışık için, ikincil optikler (lensler) gerekli olabilir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Eski delikli LED'lere kıyasla, bu SMD tipi önemli avantajlar sunar: çok daha küçük boyut, otomatik montaja uygunluk (daha düşük maliyet), bacakların olmaması nedeniyle daha iyi güvenilirlik ve çift taraflı PCB montajı ile uyumluluk. SMD LED ailesi içinde, 0603 paketi, minyatürleştirme ve kolay işleme/üretim arasında bir denge sunar; 0402'den büyük ancak 0805 paketlerinden küçüktür. Sarı ışık için AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) teknolojisinin kullanılması, tipik olarak GaP üzerinde GaAsP gibi eski teknolojilere kıyasla daha yüksek verimlilik ve daha iyi sıcaklık kararlılığı sağlar.

10. Sık Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 Bu LED'i doğrudan 3.3V veya 5V'luk bir mikrodenetleyici pininden sürebilir miyim?

Hayır, doğrudan sürülemez.Bir mikrodenetleyici GPIO pini, bir akım kaynağı değil, bir gerilim kaynağıdır. LED'i doğrudan bağlamak, yalnızca pinin iç direnci ve LED'in dinamik direnci ile sınırlı bir akım çekmeye çalışır, bu da mutlak maksimum akımı aşarak LED'i tahrip edebilir. Her zaman seri bir akım sınırlayıcı direnç veya özel bir LED sürücü kullanın.

10.2 Işık Şiddetinde (140-450 mcd) neden bu kadar geniş bir aralık var?

Bu aralık, tüm üretim sınıfları arasındaki toplam yayılımı temsil eder. Belirli bir sınıf kodu (örn., T2) belirterek, çok daha dar bir yoğunluk aralığına (355-450 mcd) sahip LED'ler temin edebilir, böylece ürününüzde tutarlı parlaklık sağlayabilirsiniz. Sınıflandırma sistemi, farklı parlaklık gereksinimleri için farklı sınıflar kullanarak maliyet optimizasyonuna olanak tanır.

10.3 Bu LED'i standart kurşunlu lehim profili ile lehimlersem ne olur?

Kurşunlu lehim profilleri daha yüksek tepe sıcaklıklarına sahiptir (genellikle > 260°C). Önerilen 260°C tepe sıcaklığının aşılması birkaç soruna neden olabilir: epoksi lensin bozulması (sararma), paket içindeki tel bağlantılarının hasar görmesi veya erken arızaya yol açan termal stres. Her zaman önerilen kurşunsuz veya dikkatlice kontrol edilmiş düşük sıcaklık profilini kullanın.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Örnek: Bir Ağ Anahtarı için Durum Göstergesi Paneli Tasarımı

Bir tasarımcı, bir ağ anahtarı ön panelindeki port aktivite göstergeleri için birden fazla sarı durum LED'ine ihtiyaç duyar. Panel alan kısıtlamalıdır, küçük bir bileşen gerektirir. 0603 paketi seçilir. Tek tip görünüm sağlamak için, tasarımcı Malzeme Listesi'ndeki (BOM) tüm LED'ler için tek bir dalga boyu sınıfı (örn., K: 589.5-592.0 nm) ve tek bir yoğunluk sınıfı (örn., S2: 224-280 mcd) belirtir. Sürücü devresi 3.3V hattını kullanır. VF'nin 2.2V (orta sınıf D3) ve hedef IF'nin 20mA olduğu varsayılarak, akım sınırlayıcı direnç şu şekilde hesaplanır: R = (3.3V - 2.2V) / 0.020A = 55 Ohm. Standart 56 Ohm'luk bir direnç seçilir. PCB pad deseni, güvenilir lehimleme ve reflow sırasında uygun kendiliğinden hizalama sağlamak için veri sayfasının önerdiği pad düzenine göre tasarlanır.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Bir LED, bir yarı iletken diyottur. İleri yön gerilimi uygulandığında, n-tipi yarı iletkenden elektronlar ve p-tipi yarı iletkenden delikler aktif bölgeye (eklem) enjekte edilir. Bir elektron bir delikle yeniden birleştiğinde, enerji açığa çıkar. Bir LED'de bu enerji, bir foton (ışık) şeklinde açığa çıkar. Işığın belirli dalga boyu (rengi), aktif bölgede kullanılan yarı iletken malzemelerin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. Bu sarı LED için malzeme sistemi AlInGaP'dir ve sarı ışığa (~590 nm) karşılık gelen bir bant aralığına sahiptir. Su berraklığındaki epoksi lens, çipi kapsüller, mekanik koruma sağlar ve ışık çıkış demetinin şekillenmesine yardımcı olur.

13. Teknoloji Trendleri

SMD LED'lerdeki genel trend, birkaç temel alana doğru ilerlemektedir:

1. Artırılmış Verimlilik:Devam eden malzeme bilimi iyileştirmeleri (daha iyi AlInGaP ve InGaN epitaksisi gibi), watt başına daha fazla lümen (lm/W) sağlayarak aynı ışık çıkışı için güç tüketimini azaltır.
2. Minyatürleştirme:Paketler küçülmeye devam ediyor (örn., 0402, 0201), giderek daha küçük nihai ürünlerin geliştirilmesini sağlıyor, ancak bu termal yönetim ve işleme için zorluklar sunuyor.
3. Daha Yüksek Güvenilirlik ve Kararlılık:Paketleme malzemeleri ve süreçlerindeki iyileştirmeler, daha uzun ömür ve sıcaklık ve zaman üzerinde daha iyi performans tutarlılığı sağlıyor.
4. Entegre Çözümler:Aynı pakette dahili akım sınırlayıcı dirençler veya hatta basit sürücü IC'ler içeren LED'lere doğru bir hareket vardır, bu da son kullanıcı için devre tasarımını basitleştirir.
5. Renk Tutarlılığı:Daha sıkı sınıflandırma toleransları ve geliştirilmiş üretim süreçleri, üretim partileri arasında renk düzgünlüğünü sürekli olarak iyileştiriyor.

Bu belirli 0603 AlInGaP sarı LED, bu gelişen teknolojik manzarada olgun, güvenilir ve uygun maliyetli bir çözümü temsil eder.