SMD LED Sarı AlInGaP Çip Veri Sayfası - 2.0x1.25x1.1mm - 2.4V - 62.5mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, sarı ışık üretmek için ultra parlak Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) çipi kullanan bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED lambanın özelliklerini detaylandırır. Cihaz, kızılötesi reflow lehimleme dahil otomatik baskılı devre kartı (PCB) montaj süreçleri için tasarlanmış kompakt, endüstri standardı bir pakette yer alır. Minyatür boyutu, çeşitli elektronik sektörlerdeki alan kısıtlı uygulamalar için uygundur.

1.1 Temel Avantajlar ve Özellikler

LED, modern elektronik üretiminde kullanılabilirliğini ve güvenilirliğini artıran birkaç temel özellik sunar:

• RoHS Uyumluluğu:Cihaz, Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması direktiflerine uygun olarak üretilmiştir, çevre güvenliğini sağlar.
• Yüksek Parlaklıklı AlInGaP Çipi:Bu yarı iletken malzeme, iyi ışık şiddeti ile verimli sarı ışık yayılımı sağlar.
• Otomasyona Uygun Paketleme:7 inç çapında makaralara sarılmış 8mm şerit üzerinde tedarik edilir, yüksek hızlı pick-and-place ekipmanları ile uyumludur.
• Standartlaştırılmış Ayak İzi:EIA (Elektronik Endüstrileri Birliği) paket standartlarına uyar, tasarım birlikte çalışabilirliğini sağlar.
• Entegre Devre Uyumluluğu:Standart mantık seviyesi çıkışları tarafından doğrudan sürülebilir.
• Reflow Lehimlenebilir:Yüzey montaj teknolojisi (SMT) montaj hatlarında kullanılan standart kızılötesi (IR) reflow lehimleme profillerine dayanır.

1.2 Hedef Uygulamalar ve Piyasalar

Bu bileşen, elektronik ekipmanlar içindeki geniş bir gösterge ve arka aydınlatma işlevleri yelpazesi için tasarlanmıştır. Birincil uygulama alanları şunları içerir:

• Telekomünikasyon Ekipmanları:Telsiz telefonlar, cep telefonları ve ağ donanımlarında durum göstergeleri.
• Bilgi İşlem ve Ofis Otomasyonu:Dizüstü bilgisayarlarda tuş takımı ve klavye arka aydınlatması, çevre birimlerinde durum ışıkları.
• Tüketici ve Ev Aletleri:Güç, mod veya fonksiyon göstergeleri.
• Endüstriyel Ekipmanlar:Makine ve kontrol sistemleri için panel göstergeleri.
• Ekran ve Tabelacılık:Kompakt bir sarı ışık kaynağının gerektiği mikro ekranlar ve sembolik aydınlatma elemanları.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Bu bölüm, cihazın mutlak limitlerinin ve çalışma karakteristiklerinin detaylı bir dökümünü sağlar. Aksi belirtilmedikçe tüm parametreler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini tanımlar. Güvenilir performans için bu limitlerde veya yakınında çalıştırılması önerilmez.

• Güç Dağılımı (Pd):62.5 mW. Bu, paketin ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır.
• Sürekli İleri Akım (IF):25 mA DC. Güvenilir çalışma için maksimum kararlı durum akımı.
• Tepe İleri Akımı:60 mA, yalnızca darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) geçici dalgalanmaları karşılamak için izin verilir.
• Ters Gerilim (VR):5 V. Ters öngerilimde bu gerilimin aşılması eklem bozulmasına neden olabilir.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-30°C ila +85°C. Cihazın normal çalışması için ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +85°C. Cihaz güç verilmediğinde güvenli sıcaklık aralığı.
• Lehimleme Sıcaklığı:Reflow lehimleme sırasında (kurşunsuz işlem) 10 saniye boyunca 260°C'ye dayanır.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bunlar, belirtilen test koşullarında (IF = 20mA, Ta = 25°C) ölçülen tipik performans parametreleridir.

• Işık Şiddeti (Iv):28.0 ila 180.0 milikandela (mcd) arasında değişir. Gerçek değer, spesifik bin koduna bağlıdır (Bölüm 3'e bakınız). CIE fotopik göz tepki eğrisine filtre uygulanmış bir sensör kullanılarak ölçülür.
• Görüş Açısı (2θ1/2):130 derece. Bu, ışık şiddetinin eksen üzerinde ölçülen değerinin yarısına düştüğü tam açıdır, geniş bir görüş konisi olduğunu gösterir.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λP):588 nm. Yayılan ışık spektrumunun en yüksek noktasındaki dalga boyu.
• Baskın Dalga Boyu (λd):584.5 nm ila 597.0 nm arasında değişir. Bu, insan gözünün rengi (sarı) tanımlamak için algıladığı tek dalga boyudur, CIE kromatiklik diyagramından türetilir. Spesifik değer binlenir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):15 nm. Yayılım spektrumunun maksimum yoğunluğunun yarısındaki genişliği, renk saflığını gösterir.
• İleri Gerilim (VF):20mA'de 1.8V ile 2.4V arasında. LED akım iletirken üzerindeki gerilim düşümü.
• Ters Akım (IR):5V ters öngerilim uygulandığında maksimum 10 μA.

2.3 Termal Hususlar

Sağlanan verilerde açıkça grafiklenmemiş olsa da, termal yönetim derecelendirmelerde örtüktür. 62.5mW güç dağılım limiti ve 85°C maksimum çalışma sıcaklığı kritiktir. Pd derecesinin aşılması eklem sıcaklığını yükseltecek, bu da hızlanmış lümen azalmasına, ileri gerilimde kaymaya ve nihayetinde cihaz arızasına yol açabilir. Tasarımcılar, çalışma sırasında eklem sıcaklığını güvenli limitler içinde tutmak için yeterli PCB düzeni ve gerekirse termal rahatlatma sağlamalıdır.

3. Binleme Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için, LED'ler temel parametrelere göre binlere ayrılır. Bu, tasarımcıların renk, parlaklık ve elektriksel özellikler için spesifik gereksinimleri karşılayan parçaları seçmesine olanak tanır.

3.1 İleri Gerilim (Vf) Binlemesi

LED'ler, 20mA test akımındaki ileri gerilim düşümlerine göre kategorize edilir. Bu, akım sınırlayıcı devreler tasarlamak ve sabit gerilim kaynağı ile beslenen çoklu LED dizilerinde tekdüze parlaklık sağlamak için çok önemlidir.

• Bin Kodu F2:VF = 1.80V ila 2.10V (bin başına ±0.1V tolerans).
• Bin Kodu F3:VF = 2.10V ila 2.40V (bin başına ±0.1V tolerans).

3.2 Işık Şiddeti (Iv) Binlemesi

Bu binleme, LED'leri 20mA'de milikandela (mcd) cinsinden ölçülen ışık çıkış şiddetine göre sıralar.

• Bin Kodu N:28.0 - 45.0 mcd
• Bin Kodu P:45.0 - 71.0 mcd
• Bin Kodu Q:71.0 - 112.0 mcd
• Bin Kodu R:112.0 - 180.0 mcd

Her bir şiddet binine ±%15 tolerans uygulanır.

3.3 Renk Tonu (Baskın Dalga Boyu) Binlemesi

Bu sınıflandırma, LED'leri algılanan sarı tonunu tanımlayan baskın dalga boylarına göre sıralayarak renk tutarlılığını sağlar.

• Bin Kodu H:584.5 - 587.0 nm
• Bin Kodu J:587.0 - 589.5 nm
• Bin Kodu K:589.5 - 592.0 nm
• Bin Kodu L:592.0 - 594.5 nm
• Bin Kodu M:594.5 - 597.0 nm

Her bir dalga boyu bin için ±1nm'lik sıkı bir tolerans korunur.

4. Performans Eğrisi Analizi

Belgede spesifik grafiksel verilere atıfta bulunulsa da, böyle bir cihaz için tipik eğriler, değişen koşullar altındaki davranışı hakkında temel bilgiler sağlar.

4.1 Akım - Gerilim (I-V) Karakteristiği

Bir AlInGaP LED için I-V eğrisi, standart bir diyota benzer şekilde doğrusal değildir. İleri gerilimin (VF) altında çok az akım akar. VF'ye ulaşıldığında, akım gerilimdeki küçük bir artışla hızla artar. Bu, termal kaçakları önlemek ve kararlı ışık çıkışı sağlamak için LED'leri sabit gerilim kaynağı yerine sabit akım kaynağı ile sürmenin önemini vurgular. 20mA'de 1.8V ila 2.4V tipik VF aralığı, sürücü devresi için kilit bir tasarım parametresidir.

4.2 Işık Şiddeti - İleri Akım İlişkisi

Işık çıkışı (ışık şiddeti), önemli bir aralıkta ileri akımla yaklaşık olarak orantılıdır. Ancak, verimlilik (vat başına lümen) belirli bir akımda zirve yapabilir ve daha sonra artan termal etkiler ve düşüş nedeniyle daha yüksek akımlarda azalabilir. Önerilen 20mA test akımında veya altında çalıştırmak, optimal verimlilik ve uzun ömür sağlar.

4.3 Sıcaklık Bağımlılığı

LED performansı sıcaklığa duyarlıdır. Eklem sıcaklığı arttıkça:

• İleri Gerilim (VF):Azalır. Bu, basit direnç sınırlı devrelerde akım regülasyonunu etkileyebilir.
• Işık Şiddeti (Iv):Azalır. Sıcaklık arttıkça ışık çıkışı düşer.
• Baskın Dalga Boyu (λd):Hafifçe kayabilir, potansiyel olarak ince bir renk değişimine neden olabilir.

Bu etkiler, özellikle yüksek güçlü veya yüksek ortam sıcaklıklı uygulamalarda iyi bir termal tasarım ihtiyacını vurgular.

4.4 Spektral Dağılım

Yayılım spektrumu, 588 nm'de (sarı) bir tepe noktası ve nispeten dar 15 nm yarı genişliği ile karakterize edilir. Bu, iyi renk doygunluğunu gösterir. Algılanan rengi tanımlayan baskın dalga boyu (λd), farklı üretim partileri arasında görsel tutarlılığı sağlamak için dikkatlice binlenir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Cihaz Boyutları ve Polarite

LED paketi nominal boyutlara sahiptir. Katot tipik olarak cihazın ilgili tarafında yeşil bir ton veya pakette bir çentik ile işaretlenir. Doğru polarite, montaj sırasında düzgün işlev için gözlemlenmelidir. Lens su berraklığındadır, AlInGaP çipinden gelen doğal sarı ışığın renk filtresi olmadan yayılmasını sağlar.

5.2 Önerilen PCB Bağlantı Pedi Düzeni

Güvenilir lehimleme sağlamak için PCB için önerilen bir land pattern (ayak izi) sağlanır. Bu desen, iyi bir lehim filetosu elde etmek, mekanik stabiliteyi sağlamak ve uygun reflow lehimlemeyi kolaylaştırmak için uygun ped boyutlarını ve aralıklarını içerir. Bu önerilen düzene uymak, tombstoning (bileşenin bir uçta dikilmesi) ve diğer lehimleme hatalarını önlemeye yardımcı olur.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Kızılötesi Reflow Lehimleme Parametreleri

Cihaz, kurşunsuz (Pb-free) kızılötesi reflow lehimleme işlemleri ile uyumludur. LED'e zarar vermeden başarılı montaj için önerilen bir profil kritiktir.

• Ön Isıtma Bölgesi:150°C ila 200°C.
• Ön Isıtma Süresi:Maksimum 120 saniye, sıcaklığı kademeli olarak yükseltmek ve flux'u aktive etmek için.
• Tepe Sıcaklığı:Maksimum 260°C. Cihaz bu sıcaklığa sınırlı bir süre dayanabilir.
• Likitüs Üzerinde Süre (tepede):Maksimum 10 saniye. Cihaz bu süreden daha uzun süre tepe sıcaklığına maruz bırakılmamalı ve reflow işlemi ikiden fazla yapılmamalıdır.

Bu parametreler JEDEC standartları ile uyumludur. Gerçek profil, kart kalınlığı, bileşen yoğunluğu ve lehim pastası özellikleri dikkate alınarak spesifik PCB montajı için karakterize edilmelidir.

6.2 El Lehimlemesi (Gerekirse)

Manuel onarım gerekirse, aşırı dikkat gereklidir:

• Lehim Havya Sıcaklığı:Maksimum 300°C.
• Lehimleme Süresi:Lehim bağlantısı başına maksimum 3 saniye.
• Sıklık:Termal stresi en aza indirmek için el lehimlemesi yalnızca bir kez yapılmalıdır.

6.3 Temizlik

Lehim sonrası temizlik gerekirse, plastik pakete zarar vermemek için yalnızca belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. Önerilen ajanlar etil alkol veya izopropil alkol içerir. LED normal sıcaklıkta bir dakikadan az süreyle daldırılmalıdır. Belirtilmemiş kimyasal sıvılar kullanılmamalıdır.

6.4 Depolama ve Taşıma Koşulları

Elektrostatik Deşarj (ESD) Duyarlılığı:Açıkça yüksek duyarlı olarak derecelendirilmemiş olsa da, dikkatli olunması tavsiye edilir. Topraklanmış bileklik veya antistatik eldivenlerle taşıma önerilir. Statik elektrik veya dalgalanmalardan kaynaklanan hasarı önlemek için tüm ekipman ve çalışma istasyonları uygun şekilde topraklanmalıdır.

Nem Duyarlılığı:Cihazın bir Nem Duyarlılık Seviyesi (MSL) derecelendirmesi vardır. Açılmış ve ortam nemine maruz kalmış paketler için:

• Reflow, bir hafta içinde tamamlanmalıdır (MSL 3'ü gösterir).
• Bir haftadan uzun depolama için, cihazlar nem alıcılı kapalı bir kapta veya nitrojen ortamında saklanmalıdır.
• Orijinal ambalajından çıkarıldıktan sonra bir haftadan fazla saklanırsa, lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamış mısır" etkisini önlemek için yaklaşık 60°C'de en az 20 saat pişirme gereklidir.
• Açılmamış, nem geçirmez, nem alıcılı torbaların raf ömrü, ≤30°C ve ≤%90 bağıl nemde saklandığında bir yıldır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

LED'ler, otomatik montaj için optimize edilmiş bir paketleme formatında tedarik edilir:

• Şerit Genişliği:8 mm.
• Makara Çapı:7 inç (178 mm).
• Makara Başına Miktar:3000 adet.
• Minimum Sipariş Miktarı:Kalan miktarlar için 500 adet.
• Cep Mühürleme:Boş bileşen cepleri kapak bandı ile mühürlenir.
• Eksik Bileşenler:Spesifikasyon başına maksimum iki ardışık eksik LED'e izin verilir.
• Standart:Paketleme ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uyar.

8. Uygulama Tasarım Önerileri

8.1 Devre Tasarım Hususları

Akım Sınırlama:Bir LED akım kontrollü bir cihazdır. Bir gerilim kaynağına bağlanırken seri bir akım sınırlayıcı direnç veya özel bir sabit akım sürücü devresi zorunludur. Direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R = (Vkaynak - VF) / IF, burada VF ileri gerilimdir (güvenlik için binin maksimum değeri kullanılır) ve IF istenen ileri akımdır (örneğin, 20mA).

Paralel Bağlantılar:Birden fazla LED'i tek bir akım kaynağına doğrudan paralel bağlamak, ileri gerilimdeki (Vf binlemesi) varyasyonlar nedeniyle genellikle önerilmez. Vf'deki küçük farklar, bir LED'in diğerlerinden önemli ölçüde daha fazla akım çekmesine neden olarak düzensiz parlaklığa ve potansiyel aşırı strese yol açabilir. Seri bağlantı veya her LED için ayrı akım kontrolü tercih edilir.

Ters Gerilim Koruması:LED ters yönde 5V'ye kadar dayanabilse de, ters öngerilime maruz bırakmaktan kaçınmak iyi bir uygulamadır. AC veya bipolar devrelerde, LED'e paralel (LED'e göre ters öngerilimli) bir koruma diyotu gerekli olabilir.

8.2 Uygulamada Termal Yönetim

Yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum derecelendirmeye yakın akımlarda çalışan uygulamalar için aşağıdakileri göz önünde bulundurun:

• LED'in termal pedi altında (varsa) ısıyı diğer katmanlara veya bir soğutucuya iletmek için termal viyalara sahip bir PCB kullanın.
• Soğutucu görevi görmesi için LED'in lehim pedlerine bağlı PCB üzerinde yeterli bakır alanı sağlayın.
• Eklem sıcaklığını limitler içinde tutmak için ortam sıcaklığı 25°C'nin üzerine çıktıkça maksimum çalışma akımını düşürün.

8.3 Optik Entegrasyon

Geniş 130 derecelik görüş açısı, bu LED'i geniş görünürlük gerektiren uygulamalar için uygun kılar. Odaklanmış veya yönlendirilmiş ışık için harici lensler veya ışık kılavuzları kullanılabilir. Su berraklığındaki lens, yayılan sarı ışığın minimum emilimini sağlar.

9. Güvenilirlik ve Uygulama Kapsamı Sorumluluk Reddi

Cihaz, ofis, iletişim ve ev aletleri dahil standart ticari ve endüstriyel elektronik ekipmanlarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Arızanın güvenliği, sağlığı veya hayatı tehlikeye atabileceği olağanüstü güvenilirlik gerektiren uygulamalar için - havacılık, ulaşım, tıbbi veya kritik güvenlik sistemleri gibi - tasarım öncesinde bileşen üreticisi ile spesifik danışma ve niteliklendirme esastır. Standart ürün spesifikasyonları bu tür yüksek güvenilirlikli uygulamalar için yeterli olmayabilir.