SMD LED Sarı 595nm Veri Sayfası - EIA Paketi - 30mA - 75mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, yüksek performanslı, yüzey montaj sarı bir LED'in özelliklerini detaylandırır. Cihaz, kompakt, endüstri standardı bir pakette yüksek ışık şiddeti sunan Ultra Parlak AlInGaP çip teknolojisini kullanır. Kızılötesi reflow lehimleme dahil otomatik montaj süreçleriyle uyumlu olacak şekilde tasarlanmıştır ve yüksek hacimli üretim ortamları için uygundur. Ürün RoHS direktiflerine uygundur ve yeşil ürün olarak sınıflandırılır.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Cihazın çalışma limitleri, ortam sıcaklığı (Ta) 25°C'de tanımlanmıştır. Bu değerlerin aşılması kalıcı hasara neden olabilir.

• Güç Dağılımı (Pd):75 mW. LED'in ısı olarak dağıtabileceği maksimum güçtür.
• Tepe İleri Akımı (I_F(PEAK)):80 mA. Bu değer, aşırı ısınmayı önlemek için yalnızca darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) izin verilir.
• Sürekli İleri Akım (I_F):30 mA DC. Sürekli çalışma için önerilen maksimum akımdır.
• Değer Düşürme:Güvenilirliği korumak için, ortam sıcaklığı 50°C'nin üzerindeki her bir santigrat derece için maksimum ileri akım 0.4 mA doğrusal olarak azaltılmalıdır.
• Ters Gerilim (V_R):5 V. Daha yüksek bir ters gerilim uygulamak LED'in yarı iletken eklemini hasara uğratabilir.
• Çalışma ve Depolama Sıcaklık Aralığı:-55°C ila +85°C.
• Kızılötesi Lehimleme Koşulu:Kurşunsuz (Pb-free) işlemlerle uyumlu olarak, 5 saniye boyunca 260°C tepe sıcaklığına dayanır.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Ana performans parametreleri, aksi belirtilmedikçe, Ta=25°C ve ileri akım (I_F) 20 mA'de ölçülür.

• Işık Şiddeti (I_V):Minimum 18.0 mcd'den tipik 50.0 mcd değerine kadar değişir. Bu, insan gözünün fotopik tepkisine (CIE eğrisi) uyacak şekilde filtrelenmiş bir sensör tarafından ölçülen algılanan parlaklıktır.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):130 derece. Bu geniş görüş açısı, LED'in geniş bir alana ışık yaydığını gösterir; yarı şiddet noktaları merkez eksenden 65 derece uzaktadır.
• Tepe Yayılım Dalgaboyu (λ_P):595 nm. Spektral güç çıkışının en yüksek olduğu dalgaboyudur.
• Baskın Dalgaboyu (λ_d):592 nm. LED'in algılanan rengini en iyi temsil eden, CIE renklilik hesaplamalarından türetilen tek dalgaboyudur.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):16 nm. Bu parametre spektral saflığı gösterir; daha küçük bir değer daha monokromatik bir ışık kaynağı anlamına gelir.
• İleri Gerilim (V_F):Tipik olarak 2.4 V, 20 mA'de maksimum 2.4 V. LED akım ilettiğinde üzerindeki gerilim düşümüdür.
• Ters Akım (I_R):5V ters öngerilim uygulandığında maksimum 10 µA.
• Kapasitans (C):0V öngerilim ve 1 MHz frekansta ölçülen tipik değer 40 pF.

3. Sınıflandırma (Binning) Sistemi Açıklaması

LED'lerin ışık şiddeti, bir üretim partisi içinde tutarlılığı sağlamak için sınıflara ayrılır. Sınıf kodu, minimum ve maksimum şiddet aralığını tanımlar.

• Sınıf Kodu M:18.0 - 28.0 mcd
• Sınıf Kodu N:28.0 - 45.0 mcd
• Sınıf Kodu P:45.0 - 71.0 mcd
• Sınıf Kodu Q:71.0 - 112.0 mcd
• Sınıf Kodu R:112.0 - 180.0 mcd

Her bir ışık şiddeti sınıfına +/-%15 tolerans uygulanır. Bu sistem, tasarımcıların uygulamaları için öngörülebilir parlaklık seviyelerine sahip LED'leri seçmelerine olanak tanır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiklere atıfta bulunulurken (örn., Şekil 1, Şekil 6), bu tür cihazlar için tipik eğriler şunları içerir:

• I-V (Akım-Gerilim) Eğrisi:İleri gerilim ve akım arasındaki üstel ilişkiyi gösterir. Eğri, yaklaşık 2.0-2.4V civarında karakteristik bir "diz" gerilimine sahip olacaktır.
• Işık Şiddeti - İleri Akım:Şiddet, bir noktaya kadar akımla genellikle doğrusal olarak artar, ardından ısınma nedeniyle verim düşebilir.
• Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı:İç kuantum veriminin azalması ve radyasyonsuz yeniden birleşmenin artması nedeniyle, ortam sıcaklığı yükseldikçe şiddet tipik olarak azalır.
• Spektral Dağılım:Göreceli ışıma gücünün dalgaboyuna karşı çizimi, 16 nm yarı genişlikle 595 nm'de tepe yapar ve sarı renk yayılımını doğrular.
• Görüş Açısı Deseni:Işık şiddetinin açısal dağılımını gösteren bir kutupsal çizim, 130 derecelik tam görüş açısını doğrular.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED, endüstri standardı bir EIA paketinde bulunur. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar milimetre cinsindendir ve genel tolerans ±0.10 mm'dir. Paket, su berraklığında bir lense sahiptir.

5.2 Polarite Tanımlama ve Pad Tasarımı

Veri sayfası, reflow sırasında uygun lehim bağlantısı oluşumu ve mekanik stabiliteyi sağlamak için önerilen bir lehimleme pad düzeni içerir. Katot tipik olarak paket üzerinde bir çentik, yeşil işaret veya daha kısa bir bacak gibi görsel bir işaretleyici ile tanımlanır. Önerilen pad tasarımı, "mezar taşı" oluşumunu önlemeye ve doğru hizalamayı sağlamaya yardımcı olur.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz (SnAgCu) lehim macunu işlemleri için önerilen bir kızılötesi (IR) reflow profili sağlanmıştır. Ana parametreler şunlardır:

• Ön Isıtma:120-150°C'ye kadar ısıtma.
• Islatma/Ön Isıtma Süresi:Flux'u aktifleştirmek ve kart sıcaklığını dengelemek için maksimum 120 saniye.
• Tepe Sıcaklığı:Maksimum 240°C.
• Sıvı Üstü Süresi:Bileşeni aşırı ısıtmadan uygun lehim bağlantısı oluşumunu sağlamak için belirli bir süre (profil tarafından ima edilir).
• Kritik Limit:Bileşen gövdesi 5 saniyeden fazla 260°C'yi aşmamalıdır.

6.2 El Lehimlemesi

El lehimlemesi gerekliyse:

• Havya ucu sıcaklığı 300°C'yi geçmemelidir.
• Bacak başına lehimleme süresi maksimum 3 saniye ile sınırlandırılmalıdır.
• Bu işlem, paket üzerindeki termal stresi önlemek için yalnızca bir kez yapılmalıdır.

6.3 Temizleme

Yalnızca belirtilen temizleme ajanları kullanılmalıdır. Önerilen çözücüler normal oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkoldür. LED bir dakikadan az süreyle daldırılmalıdır. Belirtilmemiş kimyasallar plastik lensi veya paket malzemesini hasara uğratabilir.

6.4 Depolama Koşulları

• Önerilen depolama ortamı: ≤30°C ve ≤%70 bağıl nem.
• Orijinal nem bariyerli ambalajından çıkarılan LED'ler, nem emilimini önlemek için 672 saat (28 gün) içinde reflow lehimlenmelidir.
• Orijinal torbanın dışında uzun süreli depolama için, kurutuculu kapalı bir kap veya nitrojen kurutucu kullanın.
• Torba dışında 672 saatten fazla depolanan bileşenler, lehimlemeden önce, emilen nemi uzaklaştırmak ve reflow sırasında "patlamış mısır" etkisini önlemek için bir ön ısıtma işlemi (yaklaşık 60°C'de en az 24 saat) gerektirir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

LED'ler, standart otomatik pick-and-place ekipmanlarıyla uyumlu, 7 inç (178mm) çapında makaralarda 8mm taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir.

• Makara Başına Adet: 3000.
• Kalanlar için Minimum Sipariş Miktarı (MOQ):500 adet.
• Kapak Bandı:Taşıyıcı şeritteki boş bileşen yuvaları üst kapak bandı ile kapatılır.
• Eksik Bileşenler:Makara özelliklerine göre, makara başına maksimum iki ardışık eksik LED'e ("atlama") izin verilir.
• Paketleme, ANSI/EIA 481-1-A-1994 standardına uygundur.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu LED, sıradan elektronik ekipmanlarda genel aydınlatma ve gösterge amaçları için uygundur, bunlarla sınırlı olmamak üzere:

• Tüketici elektroniğinde durum göstergeleri (TV'ler, yönlendiriciler, şarj cihazları).
• Düğmeler, anahtarlar veya küçük paneller için arka aydınlatma.
• Cihazlarda dekoratif aydınlatma.
• Tabela ve ekran elemanları.

Önemli Not:Arıza durumunda hayatı veya sağlığı tehlikeye atabileceğinden, ön istişare ve nitelik olmadan güvenlik açısından kritik uygulamalar (örn., havacılık, tıbbi yaşam desteği, ulaşım kontrolü) için önerilmez.

8.2 Devre Tasarımı Hususları

Sürme Yöntemi:LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Birden fazla LED'i paralel olarak sürerken tekdüze parlaklık sağlamak için,şiddetle tavsiye edilirher bir LED ile seri olarak ayrı bir akım sınırlayıcı direnç kullanılmasıdır (Devre Modeli A).

• Devre Modeli A (Önerilen):Vcc → Direnç → LED → Toprak. Bu, bireysel LED'lerin ileri gerilimindeki (V_F) küçük varyasyonları telafi eder, her birinin neredeyse aynı akımı almasını ve böylece benzer parlaklık yaymasını sağlar.
• Devre Modeli B (Paralel için Önerilmez):Birden fazla LED'i doğrudan paralel olarak tek bir akım sınırlayıcı dirence bağlamak (Vcc → Direnç → [LED1 // LED2 // ...] → Toprak) önerilmez. V_F'deki küçük farklar, en düşük V_F'ye sahip LED'in akımın çoğunu çekmesine, daha parlak görünmesine ve potansiyel olarak aşırı gerilime maruz kalmasına, diğerlerinin ise daha sönük görünmesine neden olan önemli bir akım dengesizliğine yol açabilir.

Direnç değeri (R) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R = (V_besleme- V_F) / I_F, burada V_Ftipik ileri gerilimdir (örn., 2.4V) ve I_Fistenen çalışma akımıdır (örn., 20mA).

9. Elektrostatik Deşarj (ESD) Koruması

LED, elektrostatik deşarja karşı hassastır. ESD, gizli veya felaket boyutunda hasara neden olabilir, performansı düşürebilir veya anında arızaya yol açabilir.

ESD Hasarı Belirtileri:Yüksek ters kaçak akımı, anormal derecede düşük ileri gerilim (V_F), veya düşük sürme akımlarında ışık vermeme.

ESD Önleme Tedbirleri:

• Operatörler topraklanmış bileklik veya antistatik eldiven giymelidir.
• Tüm ekipmanlar, çalışma tezgahları ve depolama rafları uygun şekilde topraklanmalıdır.
• LED lensi üzerinde işleme sürtünmesi nedeniyle birikebilecek statik yükleri nötrleştirmek için bir iyonizer kullanın.
• Bileşenleri ESD korumalı alanda (EPA) işleyin.

ESD Hasarı Testi:Işık vermeyi kontrol edin ve çok düşük bir akımda (örn., 0.1mA) V_F'yi ölçün. Bu AlInGaP ürünü için, "sağlam" bir LED'in 0.1mA'de V_F> 1.4V olmalıdır.

10. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu LED, birkaç temel özellikle kendini farklılaştırır:

• Çip Teknolojisi:GaAsP gibi eski teknolojilere kıyasla, kırmızı, turuncu, kehribar ve sarı renk spektrumunda yüksek verimlilik ve kararlılıkla bilinen AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) kullanır.
• Parlaklık:Küçük bir paketten yüksek ışık şiddeti (en yüksek sınıfta 180 mcd'ye kadar) sunar.
• Geniş Görüş Açısı:130 derecelik görüş açısı, panel göstergeleri için ideal geniş ve eşit aydınlatma sağlar.
• Süreç Uyumluluğu:Otomatik SMT montajı ve kurşunsuz IR reflow lehimlemeyle tamamen uyumludur, üretim karmaşıklığını ve maliyetini azaltır.
• Standardizasyon:EIA standardı paket ayak izi, kolay ikinci kaynak bulmayı ve tasarım taşınabilirliğini sağlar.

11. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S1: Tepe Dalgaboyu (λ_P) ile Baskın Dalgaboyu (λ_d) arasındaki fark nedir?

C1: Tepe Dalgaboyu, en yüksek spektral çıkışın fiziksel noktasıdır. Baskın Dalgaboyu, CIE renklilik diyagramı tarafından tanımlanan algılanan rengi temsil eden hesaplanmış bir değerdir. Genellikle yakındırlar ancak aynı değildirler.

S2: Bu LED'i maksimum tepe akımında (80mA) sürekli olarak sürebilir miyim?

C2: Hayır. 80mA değeri, düşük bir görev döngüsünde (%10) çok kısa darbe süreleri (0.1ms genişlik) içindir. Sürekli çalışma, DC ileri akım değeri olan 30mA'yi aşmamalıdır ve bu değer, ortam sıcaklığı 50°C'nin üzerindeyse düşürülmelidir.

S3: Paralel bağlı her bir LED için neden ayrı bir seri direnç gereklidir?

C3: Negatif geri besleme sağlar, akımı stabilize eder. Bir LED'in V_F'si biraz daha düşükse, onun direnci üzerindeki gerilim düşümü biraz artar, akım artışını sınırlar ve tüm LED'ler arasında parlaklığı dengeler.

S4: Nem bariyerli torbayı açtıktan sonraki 672 saatlik raf ömrü ne kadar kritiktir?

C4: Süreç güvenilirliği için çok önemlidir. Emilmiş nem, reflow sırasında hızla buharlaşarak iç katman ayrılmasına veya çatlamaya ("patlamış mısır etkisi") neden olabilir. Bu kılavuza uymak veya bir ön ısıtma döngüsü uygulamak, yüksek verim için esastır.

12. Tasarıma Dahil Etme Örnek Çalışması

Senaryo:10 sarı durum göstergeli bir kontrol paneli tasarımı. Sistem güç kaynağı 5V.

Tasarım Adımları:

1. Akım Seçimi:Bir sürme akımı seçin. Parlaklık ve ömür dengesi için, veri sayfası test koşulundan 20mA seçilir.
2. Devre Topolojisi:Tekdüze parlaklık sağlamak için Devre Modeli A kullanın: LED başına bir direnç.
3. Direnç Hesaplaması:Tipik V_F= 2.4V, V_besleme= 5V, I_F= 0.020A kullanarak.
   
   R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 2.6V / 0.02A = 130 Ω.
   
   En yakın standart %5 direnç değeri 130 Ω veya 120 Ω'dur. 120 Ω kullanmak I_F≈ (5-2.4)/120 = 21.7mA verir, bu kabul edilebilir.
4. Direnç Güç Değeri:P = I²* R = (0.020)²* 120 = 0.048W. Standart 1/8W (0.125W) veya 1/10W'lık bir direnç fazlasıyla yeterlidir.
5. Yerleşim:Optimal lehim filetoları ve mekanik dayanım için veri sayfasındaki önerilen lehimleme pad boyutlarını takip edin.
6. Montaj:Önerilen IR reflow profilini takip edin. Bileşenlerin 672 saatlik raf ömrü içinde kullanıldığından veya buna göre ön ısıtıldığından emin olun.

13. Teknoloji Prensibi Tanıtımı

Bu LED, bir alt tabaka üzerinde büyütülmüş AlInGaP yarı iletken malzemesine dayanır. İleri bir gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir ve burada yeniden birleşirler. AlInGaP gibi doğrudan bant aralıklı bir yarı iletkende, bu yeniden birleşme genellikle enerjiyi foton (ışık) formunda salar – bu sürece elektrolüminesans denir. Yayılan ışığın belirli dalgaboyu (sarı, ~592-595nm), AlInGaP alaşım bileşiminin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. Su berraklığındaki epoksi lens, çipi kapsüller, mekanik koruma sağlar ve ışık çıkış huzmesini şekillendirir (bu durumda, geniş bir görüş açısı için).

14. Sektör Trendleri

SMD LED pazarı gelişmeye devam etmektedir. Bunun gibi bileşenlerde gözlemlenebilen genel trendler şunları içerir:

• Artırılmış Verimlilik:Epitaksiyel büyütme ve çip tasarımındaki sürekli iyileştirmeler, daha yüksek ışık etkinliği (elektriksel watt başına daha fazla ışık çıkışı) sağlar.
• Küçültme:Bu standart bir paket olsa da, sektör, alan kısıtlı uygulamalar için daha küçük ayak izlerine (örn., 0402, 0201) doğru ilerlemektedir.
• Geliştirilmiş Güvenilirlik:Geliştirilmiş paketleme malzemeleri ve süreçleri, daha uzun çalışma ömrüne ve termal ve çevresel stres altında daha iyi performansa yol açar.
• Standardizasyon ve Uyumluluk:Küresel standartlara (EIA, JEDEC) ve süreç uyumluluğuna (kurşunsuz, reflow) bağlılık, modern elektronik üretimine sorunsuz entegrasyon için kritik olmaya devam etmektedir.
• Renk Tutarlılığı:Kesin renk eşleştirmesi gerektiren uygulamalar için daha sıkı sınıflandırma özellikleri ve gelişmiş fosfor teknolojileri (beyaz LED'ler için) talep edilmektedir.