İçindekiler
- 1. Ürün Genel Bakışı
- 1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar
- 1.2 Hedef Piyasalar ve Uygulamalar
- 2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi
- 2.1 Mutlak Maksimum Derecelendirmeler
- 2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler
- 3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması
- 3.1 Işık Akısı / Şiddet Sınıflandırması
- 3.2 İleri Gerilim Sınıflandırması
- 3.3 Renk Tonu / Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması
- 4. Performans Eğrisi Analizi
- 4.1 Akım - Gerilim (I-V) Karakteristiği
- 4.2 Işık Akısı - İleri Akım İlişkisi
- 4.3 Sıcaklık Bağımlılığı
- 5. Mekanik ve Paket Bilgileri
- 5.1 Paket Boyutları
- 5.2 Polarite Tanımlama ve Pad Tasarımı
- 6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları
- 6.1 Önerilen IR Reflow Profili
- 6.2 El Lehimlemesi
- 6.3 Temizleme
- 6.4 Depolama ve Taşıma
- 7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri
- 7.1 Şerit ve Makara Özellikleri
- 8. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları
- 8.1 Akım Sınırlama
- 8.2 Termal Yönetim
- 8.3 Optik Tasarım
- 9. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)
- 9.1 Işık Akısı ve Işık Şiddeti Arasındaki Fark Nedir?
- 9.2 Sınıflandırma Neden Önemlidir?
- 9.3 Bu LED'i akım sınırlayıcı direnç olmadan sürebilir miyim?
- 9.4 Poşet açıldıktan sonra depolama veya reflow süresini aşarsam ne olur?
- 10. Çalışma Prensibi ve Teknolojisi
- 10.1 AlInGaP Yarı İletken Teknolojisi
- 10.2 SMD Paket Yapısı
1. Ürün Genel Bakışı Bu belge, sarı ışık üretmek için Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken malzeme kullanan bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'in özelliklerini detaylandırır. Cihaz, otomatik montaj süreçleri ve alan kısıtlı uygulamalar için tasarlanmış, su berraklığında lensli bir pakette bulunur. Ana işlevi, çok çeşitli elektronik ekipmanlarda durum göstergesi, sinyal aydınlatması veya ön panel arka aydınlatma bileşeni olarak hizmet etmektir.
1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar RoHS (Zararlı Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uygundur. 7 inç çapında makaralara sarılmış 8mm şerit üzerinde paketlenmiştir, yüksek hızlı otomatik pick-and-place ekipmanlarına uygundur. EIA (Elektronik Endüstriler Birliği) standart paket şekline sahiptir. Kontrol devreleriyle kolay entegrasyon için IC uyumlu mantık seviyeleri sunar. Kurşunsuz lehim profillerini destekleyen, kızılötesi (IR) reflow lehimleme süreçleriyle tamamen uyumludur. Poşet açıldıktan sonra <30°C/%60 RH'de 168 saat raf ömrüne sahip olduğunu gösteren, JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) Nem Duyarlılık Seviyesi 3'e hızlandırılmış olarak ön koşullandırılmıştır.
1.2 Hedef Piyasalar ve Uygulamalar Bu LED, çeşitli sektörlerde güvenilirlik ve performans için tasarlanmıştır. Başlıca uygulama alanları şunlardır: Telekomünikasyon: Telsiz telefonlar, cep telefonları ve ağ ekipmanlarında durum göstergeleri. Ofis Otomasyonu: Yazıcılar, tarayıcılar ve dizüstü bilgisayarlarda panel göstergeleri. Ev Aletleri: Çeşitli ev cihazlarında açma/kapama, mod veya fonksiyon göstergeleri. Endüstriyel Ekipmanlar: Kontrol panelleri ve makinelerde çalışma durumu ve arıza göstergeleri. Genel Gösterge: Sinyal ve sembol aydınlatma uygulamaları ile düzgün aydınlatma gereken ön panel arka aydınlatma.
- 2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi Aşağıdaki bölümler, cihazın standart test koşulları (Ta=25°C) altındaki çalışma limitleri ve performans karakteristiklerinin detaylı bir dökümünü sağlar.
- 2.1 Mutlak Maksimum Derecelendirmeler Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini temsil eder. Bu limitlerde veya yakınında uzun süreli çalışma önerilmez. Güç Dağılımı (Pd): 72 mW. Cihazın ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır. Tepe İleri Akımı (I_F(PEAK)): 80 mA. Genellikle aşırı ısınmayı önlemek için darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) belirtilen maksimum anlık ileri akımdır. Sürekli DC İleri Akımı (I_F): 30 mA. Sürekli çalışma için önerilen maksimum akımdır. Ters Gerilim (V_R): 5 V. Bu değeri aşan bir ters gerilim uygulamak, jonksiyon bozulmasına neden olabilir. Çalışma Sıcaklığı Aralığı: -40°C ila +85°C. Cihazın çalışması için tasarlandığı ortam sıcaklığı aralığıdır. Depolama Sıcaklığı Aralığı: -40°C ila +100°C. Çalışmayan depolama için sıcaklık aralığıdır.
- 2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler Bu parametreler, LED'in belirtilen test koşullarında (I_F = 20mA) sürüldüğünde tipik performansını tanımlar. Işık Akısı (Φ_v): 0.67 lm (Min) ila 2.13 lm (Maks). Kaynak tarafından yayılan ışığın toplam algılanan gücüdür, lümen (lm) cinsinden ölçülür. Geniş aralık, sınıflandırma yoluyla yönetilir. Işık Şiddeti (I_v): 224 mcd (Min) ila 710 mcd (Maks). Belirli bir yöndeki katı açı başına düşen ışık akısıdır, milikandela (mcd) cinsinden ölçülür. Işık akısı ölçümünden türetilmiş bir referans değerdir. Görüş Açısı (2θ_1/2): 120° (Tipik). Işık şiddetinin optik eksendeki (0°) değerin yarısı olduğu tam açıdır, çok geniş bir görüş deseni olduğunu gösterir. Tepe Yayılım Dalga Boyu (λ_p): 591 nm (Tipik). Yayılan ışığın spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyudur. Baskın Dalga Boyu (λ_d): 584.5 nm ila 594.5 nm. Işığın algılanan rengini tanımlayan tek dalga boyudur, her sınıf için ±1 nm toleransı vardır. Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ): 15 nm (Tipik). Yayılımın maksimum yoğunluğunun yarısındaki spektral genişliğidir, renk saflığını gösterir. İleri Gerilim (V_F): 20mA'de 1.8 V (Min) ila 2.4 V (Maks). Akım akarken LED üzerindeki gerilim düşüşüdür, her sınıf için ±0.1V toleransı vardır. Ters Akım (I_R): V_R=5V'de 10 µA (Maks). Cihaz ters öngerilimli olduğunda akan küçük sızıntı akımıdır.
- 3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması Üretim partilerinde tutarlılığı sağlamak için LED'ler, ana parametrelere göre performans sınıflarına ayrılır. Bu, tasarımcıların parlaklık, renk ve gerilim için belirli uygulama gereksinimlerini karşılayan parçaları seçmesine olanak tanır.
- 3.1 Işık Akısı / Şiddet Sınıflandırması LED, toplam ışık çıkışına göre sınıflandırılır. Her şiddet sınıfı içindeki tolerans ±%11'dir. Sınıf D2: 0.67 lm ila 0.84 lm (224 mcd ila 280 mcd) Sınıf E1: 0.84 lm ila 1.07 lm (280 mcd ila 355 mcd) Sınıf E2: 1.07 lm ila 1.35 lm (355 mcd ila 450 mcd) Sınıf F1: 1.35 lm ila 1.68 lm (450 mcd ila 560 mcd) Sınıf F2: 1.68 lm ila 2.13 lm (560 mcd ila 710 mcd)
- 3.2 İleri Gerilim Sınıflandırması LED'ler ayrıca 20mA'deki ileri gerilim düşüşlerine göre sınıflandırılır, her sınıf için ±0.1V toleransı vardır. Bu, akım sınırlayıcı direnç hesaplaması ve güç kaynağı tasarımı için çok önemlidir. Sınıf D2: 1.8 V ila 2.0 V Sınıf D3: 2.0 V ila 2.2 V Sınıf D4: 2.2 V ila 2.4 V
3.3 Renk Tonu / Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması Bu sınıflandırma, renk tutarlılığını sağlar. Algılanan sarı tonu tanımlayan baskın dalga boyu, her sınıf için ±1 nm toleransı olan belirli aralıklara ayrılır. Sınıf H: 584.5 nm ila 587.0 nm Sınıf J: 587.0 nm ila 589.5 nm Sınıf K: 589.5 nm ila 592.0 nm Sınıf L: 592.0 nm ila 594.5 nm
4. Performans Eğrisi Analizi Veri sayfasında belirli grafiksel verilere atıfta bulunulurken, AlInGaP LED'ler için tipik performans eğilimleri analiz edilebilir:
- 4.1 Akım - Gerilim (I-V) Karakteristiği İleri gerilim (V_F), ileri akım (I_F) ile logaritmik bir ilişki sergiler. Doğrusal olmayan bir şekilde artar; düşük akımlarda (açma gerilimi yakınında) daha keskin bir yükseliş, yüksek akımlarda ise yarı iletken ve paket içindeki seri direnç nedeniyle daha doğrusal bir artış gösterir.4.2 Işık Akısı - İleri Akım İlişkisi Işık çıkışı (ışık akısı), önemli bir çalışma aralığında genellikle ileri akımla orantılıdır. Ancak, verimlilik (vat başına lümen) tipik olarak belirli bir akımda zirve yapar ve çok yüksek akımlarda artan ısı üretimi ve verimlilik düşüşü nedeniyle azalabilir.
- 4.3 Sıcaklık Bağımlılığı Ana parametreler jonksiyon sıcaklığından (T_j) etkilenir: İleri Gerilim (V_F): Sıcaklık arttıkça azalır (negatif sıcaklık katsayısı). Işık Akısı/Şiddeti: Genellikle sıcaklık arttıkça azalır. Azalma oranı, yüksek güçlü veya yüksek ortam sıcaklıklı uygulamalarda termal yönetim için kritik bir faktördür. Baskın Dalga Boyu (λ_d): Sıcaklıkla hafifçe kayabilir, algılanan rengi etkileyebilir.5. Mekanik ve Paket Bilgileri
- 5.1 Paket Boyutları Cihaz, bir EIA standart SMD paket şekline uygundur. Gövde uzunluğu, genişliği, yüksekliği ve bacak aralığı dahil tüm kritik boyutlar, aksi belirtilmedikçe standart ±0.2 mm toleransı ile veri sayfasında sağlanır. Su berraklığındaki lens malzemesi tipik olarak epoksi veya silikon bazlıdır.5.2 Polarite Tanımlama ve Pad Tasarımı Katot tipik olarak cihaz gövdesinde, genellikle bir çentik, yeşil nokta veya başka bir görsel gösterge ile işaretlenir. Veri sayfası, kızılötesi veya buhar fazlı reflow lehimleme için önerilen bir baskılı devre kartı (PCB) land pattern (bağlantı pad'i) içerir. Bu desen, uygun lehim bağlantısı oluşumunu, reflow sırasında kendi kendine hizalamayı ve güvenilir mekanik bağlantıyı sağlamak için tasarlanmıştır.
- 6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları6.1 Önerilen IR Reflow Profili Cihaz, kurşunsuz lehimleme süreçleriyle uyumludur. Veri sayfası, J-STD-020B'ye uygun bir profile atıfta bulunur. Tipik ana parametreler şunları içerir: Ön Isıtma: 150°C ila 200°C, montajı kademeli olarak ısıtmak ve flux'u aktive etmek için maksimum 120 saniye süre. Tepe Sıcaklığı: Maksimum 260°C. Lehimin likidüs sıcaklığının (örneğin, SAC305 için 217°C) üzerindeki süre kontrol edilmelidir. Toplam Lehimleme Süresi: Tepe sıcaklıkta maksimum 10 saniye, maksimum iki reflow döngüsüne izin verilir. Not: Optimal profil, spesifik PCB tasarımına, bileşenlere, lehim pastasına ve fırına bağlıdır. Sağlanan profil, gerçek üretim kurulumu için karakterize edilmesi gereken bir kılavuzdur.
- 6.2 El Lehimlemesi El lehimlemesi gerekliyse, son derece dikkatli olunmalıdır: Havya Sıcaklığı: Maksimum 300°C. Lehimleme Süresi: Bağlantı başına maksimum 3 saniye. Limit: LED paketi üzerindeki termal stresi en aza indirmek için el lehimlemesi için yalnızca bir lehimleme döngüsüne izin verilir.6.3 Temizleme Yalnızca belirtilen temizleme ajanları kullanılmalıdır. Belirtilmemiş kimyasallar epoksi lensi veya paketi hasara uğratabilir. Lehimleme sonrası temizlik gerekliyse, oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkole bir dakikadan az süreyle daldırılması önerilir.
6.4 Depolama ve Taşıma Cihazın nem duyarlılık seviyesi (MSL 3) nedeniyle uygun depolama kritiktir: Kapalı Paket: ≤30°C ve ≤%70 Bağıl Nem (RH) koşullarında saklayın. Poşet mühürlendikten sonra bir yıl içinde kullanın. Açık Paket: ≤30°C ve ≤%60 RH koşullarında saklayın. Bileşenler, ortam havasına maruz kaldıktan sonra 168 saat (7 gün) içinde IR-reflow işlemine tabi tutulmalıdır. Uzatılmış Maruziyet: 168 saatten uzun depolama için, kurutuculu kapalı bir kapta veya nitrojen ortamında saklayın. 168 saatten fazla maruz kalan bileşenler, lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamış mısır" etkisini önlemek için yaklaşık 60°C'de en az 48 saat pişirilmelidir.
7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri
7.1 Şerit ve Makara Özellikleri LED'ler endüstri standardı kabartmalı taşıyıcı şeritte tedarik edilir: Şerit Genişliği: 8 mm. Makara Çapı: 7 inç. Makara Başına Miktar: 2000 adet (standart tam makara). Minimum Sipariş Miktarı (MOQ): Kalan miktarlar için 500 adet. Şerit, üst kapak bandı ile kapatılmıştır. Paketleme, ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uyar ve maksimum iki ardışık eksik bileşene izin verir.
8. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları
- 8.1 Akım Sınırlama Güvenilir çalışma için seri bir akım sınırlayıcı direnç zorunludur. Direnç değeri (R_s) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R_s = (V_supply - V_F) / I_F. En kötü durum koşullarında akımın istenen I_F'yi aşmamasını sağlamak için sınıftan veya veri sayfasından maksimum V_F değerini kullanın. Direncin güç derecesi yeterli olmalıdır: P_R = (I_F)² * R_s.8.2 Termal Yönetim Bu düşük güçlü bir cihaz olsa da, uygun termal tasarım ömrü uzatır ve ışık çıkışı kararlılığını korur. LED'in termal pad'ine (varsa) veya bacaklarına bağlı PCB üzerinde yeterli bakır alan olduğundan emin olarak ısıyı dağıtın. Yüksek ortam sıcaklıklarında mutlak maksimum akım ve güç dağılımında çalışmaktan kaçının.
- 8.3 Optik Tasarım 120° görüş açısı çok geniş bir ışın hüzmesi sağlar. Daha odaklanmış bir ışın gerektiren uygulamalar için ikincil optikler (lensler, ışık boruları) kullanılmalıdır. Su berraklığındaki lens, çip görüntüsünün kritik olmadığı uygulamalar için uygundur; daha dağınık bir görünüm için, süt beyazı veya renkli dağınık lens gerekli olacaktır.9. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)9.1 Işık Akısı ve Işık Şiddeti Arasındaki Fark Nedir? Işık Akısı (lm), kaynak tarafından her yöne yayılan toplam görünür ışık miktarını ölçer. Işık Şiddeti (mcd), kaynağın belirli bir yönde ne kadar parlak göründüğünü ölçer. Yüksek şiddetli bir LED dar bir ışın hüzmesine sahip olabilirken, yüksek akılı bir LED daha fazla toplam ışık yayar, potansiyel olarak daha geniş bir alana yayılır. Bu veri sayfasında, şiddet, akı ölçümünden türetilmiş bir referans değerdir.9.2 Sınıflandırma Neden Önemlidir? Üretim varyasyonları, bireysel LED'ler arasında V_F, ışık çıkışı ve renk farklılıklarına neden olur. Sınıflandırma, onları sıkı kontrol edilen parametrelere sahip gruplara ayırır. Tekdüze görünüm (örneğin, çoklu LED ekranlar, arka aydınlatmalar) veya hassas akım sürücüsü gerektiren uygulamalar için, tek bir sınıf veya aynı gruptan sınıfların karışımını belirtmek esastır.
- 9.3 Bu LED'i akım sınırlayıcı direnç olmadan sürebilir miyim? Bir LED, doğrusal olmayan I-V karakteristiğine sahip bir diyottur. V_F değerinin üzerindeki küçük bir gerilim artışı, büyük ve potansiyel olarak yıkıcı bir akım artışına neden olabilir. Çalışma noktasını güvenli bir şekilde ayarlamak için her zaman bir seri direnç (veya sabit akımlı sürücü) gereklidir.F9.4 Poşet açıldıktan sonra depolama veya reflow süresini aşarsam ne olur? Plastik pakete emilen nem, yüksek sıcaklıklı reflow lehimleme sürecinde hızla buharlaşarak iç katman ayrılmasına, çatlamaya veya bağ teli hasarına ("patlamış mısır" etkisi) neden olabilir. MSL 3 kılavuzlarına (168 saat raf ömrü) uymak ve aşılırsa gerekli pişirme işlemini yapmak, montaj verimi ve uzun vadeli güvenilirlik için kritiktir.10. Çalışma Prensibi ve Teknolojisi
- 10.1 AlInGaP Yarı İletken Teknolojisi Bu LED, aktif bölgesi için bir Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken bileşiği kullanır. Kristal büyüme sırasında bu elementlerin oranlarını hassas bir şekilde kontrol ederek, malzemenin bant aralığı, elektronlar ve delikler bant aralığı boyunca yeniden birleştiğinde görünür spektrumun sarı bölgesinde (yaklaşık 590 nm) ışık yayacak şekilde tasarlanır (elektrolüminesans). AlInGaP teknolojisi, kırmızı, turuncu ve sarı dalga boylarında yüksek verimliliği ile bilinir.R10.2 SMD Paket Yapısı Yarı iletken çip, elektriksel bağlantıları (anot ve katot) sağlayan ve genellikle bir ısı emici görevi gören bir leadframe üzerine monte edilir. Bağ telleri, çipin üst kısmını diğer leadframe terminaline bağlar. Bu montaj daha sonra lensi oluşturan şeffaf bir epoksi veya silikon kalıp bileşiği ile kapsüllenir. Lens şekli, görüş açısını belirler ve mekanik ve çevresel koruma sağlar. V. Applying a reverse voltage exceeding this value can cause junction breakdown.
- Operating Temperature Range:-40°C to +85°C. The ambient temperature range over which the device is designed to function.
- Storage Temperature Range:-40°C to +100°C. The temperature range for non-operational storage.
.2 Electrical and Optical Characteristics
These parameters define the typical performance of the LED when driven under specified test conditions (IF= 20mA).
- Luminous Flux (Φv):.67 lm (Min) to 2.13 lm (Max). This is the total perceived power of light emitted by the source, measured in lumens (lm). The wide range is managed through binning.
- Luminous Intensity (Iv): mcd (Min) to 710 mcd (Max). This is the luminous flux per solid angle in a given direction, measured in millicandelas (mcd). It is a referenced value derived from the luminous flux measurement.
- Viewing Angle (2θ/2):° (Typical). This is the full angle at which the luminous intensity is half the value at the optical axis (0°), indicating a very wide viewing pattern.
- Peak Emission Wavelength (λp): nm (Typical). The wavelength at which the spectral power distribution of the emitted light is maximum.
- Dominant Wavelength (λd):.5 nm to 594.5 nm. The single wavelength that defines the perceived color of the light, with a tolerance of ±1 nm per bin.
- Spectral Line Half-Width (Δλ): nm (Typical). The spectral width of the emission at half its maximum intensity, indicating color purity.
- Forward Voltage (VF):.8 V (Min) to 2.4 V (Max) at 20mA. The voltage drop across the LED when current is flowing, with a tolerance of ±0.1V per bin.
- Reverse Current (IR): µA (Max) at VR=5V. The small leakage current that flows when the device is reverse-biased.
. Binning System Explanation
To ensure consistency in production runs, LEDs are sorted into performance bins based on key parameters. This allows designers to select parts that meet specific application requirements for brightness, color, and voltage.
.1 Luminous Flux / Intensity Binning
The LED is categorized into bins based on its total light output. The tolerance within each intensity bin is ±11%.
- Bin D2:.67 lm to 0.84 lm (224 mcd to 280 mcd)
- Bin E1:.84 lm to 1.07 lm (280 mcd to 355 mcd)
- Bin E2:.07 lm to 1.35 lm (355 mcd to 450 mcd)
- Bin F1:.35 lm to 1.68 lm (450 mcd to 560 mcd)
- Bin F2:.68 lm to 2.13 lm (560 mcd to 710 mcd)
.2 Forward Voltage Binning
LEDs are also sorted by their forward voltage drop at 20mA, with a tolerance of ±0.1V per bin. This is crucial for current-limiting resistor calculation and power supply design.
- Bin D2:.8 V to 2.0 V
- Bin D3:.0 V to 2.2 V
- Bin D4:.2 V to 2.4 V
.3 Hue / Dominant Wavelength Binning
This binning ensures color consistency. The dominant wavelength, which defines the perceived yellow hue, is sorted into specific ranges with a tolerance of ±1 nm per bin.
- Bin H:.5 nm to 587.0 nm
- Bin J:.0 nm to 589.5 nm
- Bin K:.5 nm to 592.0 nm
- Bin L:.0 nm to 594.5 nm
. Performance Curve Analysis
While specific graphical data is referenced in the datasheet, typical performance trends for AlInGaP LEDs can be analyzed:
.1 Current vs. Voltage (I-V) Characteristic
The forward voltage (VF) exhibits a logarithmic relationship with forward current (IF). It increases non-linearly, with a sharper rise at lower currents (near the turn-on voltage) and a more linear increase at higher currents due to series resistance within the semiconductor and package.
.2 Luminous Flux vs. Forward Current
The light output (luminous flux) is generally proportional to the forward current over a significant operating range. However, efficiency (lumens per watt) typically peaks at a specific current and may decrease at very high currents due to increased heat generation and efficiency droop.
.3 Temperature Dependence
Key parameters are affected by junction temperature (Tj):
- Forward Voltage (VF):Decreases with increasing temperature (negative temperature coefficient).
- Luminous Flux/Intensity:Generally decreases with increasing temperature. The rate of decrease is a critical factor for thermal management in high-power or high-ambient-temperature applications.
- Dominant Wavelength (λd):May shift slightly with temperature, affecting the perceived color.
. Mechanical and Package Information
.1 Package Dimensions
The device conforms to an EIA standard SMD package outline. All critical dimensions, including body length, width, height, and lead spacing, are provided in the datasheet with a standard tolerance of ±0.2 mm unless otherwise specified. The water-clear lens material is typically epoxy or silicone-based.
.2 Polarity Identification and Pad Design
The cathode is typically marked on the device body, often with a notch, green dot, or other visual indicator. The datasheet includes a recommended printed circuit board (PCB) land pattern (attachment pad) for infrared or vapor phase reflow soldering. This pattern is designed to ensure proper solder joint formation, self-alignment during reflow, and reliable mechanical attachment.
. Soldering and Assembly Guidelines
.1 Recommended IR Reflow Profile
The device is compatible with lead-free (Pb-free) soldering processes. The datasheet references a profile compliant with J-STD-020B. Key parameters typically include:
- Pre-heat:°C to 200°C, with a maximum time of 120 seconds to gradually heat the assembly and activate the flux.
- Peak Temperature:Maximum of 260°C. The time above the liquidus temperature of the solder (e.g., 217°C for SAC305) must be controlled.
- Total Soldering Time:Maximum of 10 seconds at peak temperature, with a maximum of two reflow cycles allowed.
Note:The optimal profile depends on the specific PCB design, components, solder paste, and oven. The provided profile is a guideline that must be characterized for the actual production setup.
.2 Hand Soldering
If hand soldering is necessary, extreme care must be taken:
- Iron Temperature:Maximum 300°C.
- Soldering Time:Maximum 3 seconds per joint.
- Limit:Only one soldering cycle is permitted for hand soldering to minimize thermal stress on the LED package.
.3 Cleaning
Only specified cleaning agents should be used. Unspecified chemicals may damage the epoxy lens or package. If cleaning is required post-soldering, immersion in ethyl alcohol or isopropyl alcohol at room temperature for less than one minute is recommended.
.4 Storage and Handling
Proper storage is critical due to the device's moisture sensitivity level (MSL 3):
- Sealed Package:Store at ≤30°C and ≤70% Relative Humidity (RH). Use within one year of the bag seal date.
- Opened Package:Store at ≤30°C and ≤60% RH. Components must be IR-reflowed within 168 hours (7 days) of exposure to ambient air.
- Extended Exposure:For storage beyond 168 hours, store in a sealed container with desiccant or in a nitrogen ambient. Components exposed for more than 168 hours require baking at approximately 60°C for at least 48 hours before soldering to remove absorbed moisture and prevent "popcorning" during reflow.
. Packaging and Ordering Information
.1 Tape and Reel Specifications
The LEDs are supplied in industry-standard embossed carrier tape:
- Tape Width: mm.
- Reel Diameter: inches.
- Quantity per Reel: pieces (standard full reel).
- Minimum Order Quantity (MOQ): pieces for remainder quantities.
- The tape is sealed with a top cover tape. The packaging conforms to ANSI/EIA-481 specifications, with allowances for a maximum of two consecutive missing components.
. Application Notes and Design Considerations
.1 Current Limiting
A series current-limiting resistor is mandatory for reliable operation. The resistor value (Rs) can be calculated using Ohm's Law: Rs= (Vsupply- VF) / IF. Use the maximum VFfrom the bin or datasheet to ensure the current does not exceed the desired IFunder worst-case conditions. The power rating of the resistor must be sufficient: PR= (IF)² * Rs.
.2 Thermal Management
While this is a low-power device, proper thermal design extends lifetime and maintains light output stability. Ensure adequate copper area on the PCB connected to the LED's thermal pad (if applicable) or leads to dissipate heat. Avoid operating at the absolute maximum current and power dissipation in high ambient temperatures.
.3 Optical Design
The 120° viewing angle provides a very wide beam. For applications requiring a more focused beam, secondary optics (lenses, light pipes) must be used. The water-clear lens is suitable for applications where the die image is not critical; for a more diffuse appearance, a milky or colored diffused lens would be required.
. Frequently Asked Questions (FAQ)
.1 What is the difference between Luminous Flux and Luminous Intensity?
Luminous Flux (lm)measures the total amount of visible light emitted by the source in all directions.Luminous Intensity (mcd)measures how bright the source appears in a specific direction. A high-intensity LED may have a narrow beam, while a high-flux LED emits more total light, potentially over a wider area. In this datasheet, intensity is a referenced value derived from the flux measurement.
.2 Why is binning important?
Manufacturing variations cause differences in VF, light output, and color between individual LEDs. Binning sorts them into groups with tightly controlled parameters. For applications requiring uniform appearance (e.g., multi-LED displays, backlights) or precise current drive, specifying a single bin or a mix of bins from the same group is essential.
.3 Can I drive this LED without a current-limiting resistor?
No.An LED is a diode with a non-linear I-V characteristic. A small increase in voltage above its VFcan cause a large, potentially destructive increase in current. A series resistor (or a constant-current driver) is always required to set the operating point safely.
.4 What happens if I exceed the storage or reflow time after opening the bag?
Moisture absorbed into the plastic package can vaporize rapidly during the high-temperature reflow soldering process, causing internal delamination, cracking, or bond wire damage ("popcorning"). Following the MSL 3 guidelines (168 hours floor life) and performing the required bake-out if exceeded is critical for assembly yield and long-term reliability.
. Operational Principle and Technology
.1 AlInGaP Semiconductor Technology
This LED uses an Aluminum Indium Gallium Phosphide (AlInGaP) semiconductor compound for its active region. By precisely controlling the ratios of these elements during crystal growth, the bandgap of the material is engineered to emit light in the yellow region of the visible spectrum (around 590 nm) when electrons and holes recombine across the bandgap (electroluminescence). AlInGaP technology is known for its high efficiency in the red, orange, and yellow wavelengths.
.2 SMD Package Construction
The semiconductor die is mounted onto a leadframe, which provides the electrical connections (anode and cathode) and often acts as a heat sink. Bond wires connect the top of the die to the other leadframe terminal. This assembly is then encapsulated in a transparent epoxy or silicone molding compound that forms the lens. The lens shape determines the viewing angle and provides mechanical and environmental protection.
LED Spesifikasyon Terminolojisi
LED teknik terimlerinin tam açıklaması
Fotoelektrik Performans
| Terim | Birim/Temsil | Basit Açıklama | Neden Önemli |
|---|---|---|---|
| Işık Verimliliği | lm/W (watt başına lümen) | Watt elektrik başına ışık çıkışı, daha yüksek daha enerji verimli anlamına gelir. | Doğrudan enerji verimliliği sınıfını ve elektrik maliyetini belirler. |
| Işık Akısı | lm (lümen) | Kaynak tarafından yayılan toplam ışık, yaygın olarak "parlaklık" denir. | Işığın yeterince parlak olup olmadığını belirler. |
| Görüş Açısı | ° (derece), örn., 120° | Işık şiddetinin yarıya düştüğü açı, ışın genişliğini belirler. | Aydınlatma aralığını ve düzgünlüğünü etkiler. |
| Renk Sıcaklığı | K (Kelvin), örn., 2700K/6500K | Işığın sıcaklığı/soğukluğu, düşük değerler sarımsı/sıcak, yüksek beyazımsı/soğuk. | Aydınlatma atmosferini ve uygun senaryoları belirler. |
| Renk Geri Verim İndeksi | Birimsiz, 0–100 | Nesne renklerini doğru şekilde yansıtma yeteneği, Ra≥80 iyidir. | Renk gerçekliğini etkiler, alışveriş merkezleri, müzeler gibi yüksek talep gören yerlerde kullanılır. |
| Renk Toleransı | MacAdam elips adımları, örn., "5-adım" | Renk tutarlılık ölçüsü, daha küçük adımlar daha tutarlı renk anlamına gelir. | Aynı LED partisi boyunca düzgün renk sağlar. |
| Baskın Dalga Boyu | nm (nanometre), örn., 620nm (kırmızı) | Renkli LED'lerin rengine karşılık gelen dalga boyu. | Kırmızı, sarı, yeşil tek renkli LED'lerin tonunu belirler. |
| Spektral Dağılım | Dalga boyu vs şiddet eğrisi | Dalga boyları boyunca şiddet dağılımını gösterir. | Renk geri verimini ve renk kalitesini etkiler. |
Elektrik Parametreleri
| Terim | Sembol | Basit Açıklama | Tasarım Hususları |
|---|---|---|---|
| İleri Yönlü Gerilim | Vf | LED'i açmak için minimum gerilim, "başlangıç eşiği" gibi. | Sürücü gerilimi ≥Vf olmalıdır, seri LED'ler için gerilimler toplanır. |
| İleri Yönlü Akım | If | Normal LED çalışması için akım değeri. | Genellikle sabit akım sürüşü, akım parlaklık ve ömrü belirler. |
| Maksimum Darbe Akımı | Ifp | Kısa süreler için tolere edilebilen tepe akım, karartma veya flaş için kullanılır. | Darbe genişliği ve görev döngüsü hasarı önlemek için sıkı kontrol edilmelidir. |
| Ters Gerilim | Vr | LED'in dayanabileceği maksimum ters gerilim, ötesinde çökme neden olabilir. | Devre ters bağlantı veya gerilim dalgalanmalarını önlemelidir. |
| Termal Direnç | Rth (°C/W) | Çipten lehime ısı transferine direnç, düşük daha iyidir. | Yüksek termal direnç daha güçlü ısı dağıtımı gerektirir. |
| ESD Bağışıklığı | V (HBM), örn., 1000V | Elektrostatik deşarja dayanma yeteneği, daha yüksek daha az savunmasız anlamına gelir. | Üretimde anti-statik önlemler gerekir, özellikle hassas LED'ler için. |
Termal Yönetim ve Güvenilirlik
| Terim | Ana Metrik | Basit Açıklama | Etki |
|---|---|---|---|
| Kavşak Sıcaklığı | Tj (°C) | LED çip içindeki gerçek çalışma sıcaklığı. | Her 10°C azalma ömrü ikiye katlayabilir; çok yüksek ışık bozulması, renk kaymasına neden olur. |
| Lümen Değer Kaybı | L70 / L80 (saat) | Parlaklığın başlangıç değerinin %70 veya %80'ine düşme süresi. | LED'in "hizmet ömrünü" doğrudan tanımlar. |
| Lümen Bakımı | % (örn., %70) | Zamandan sonra tutulan parlaklık yüzdesi. | Uzun süreli kullanım üzerine parlaklık tutma yeteneğini gösterir. |
| Renk Kayması | Δu′v′ veya MacAdam elips | Kullanım sırasında renk değişim derecesi. | Aydınlatma sahnelerinde renk tutarlılığını etkiler. |
| Termal Yaşlanma | Malzeme bozulması | Uzun süreli yüksek sıcaklık nedeniyle bozulma. | Parlaklık düşüşü, renk değişimi veya açık devre arızasına neden olabilir. |
Ambalaj ve Malzemeler
| Terim | Yaygın Tipler | Basit Açıklama | Özellikler ve Uygulamalar |
|---|---|---|---|
| Paket Tipi | EMC, PPA, Seramik | Çipi koruyan muhafaza malzemesi, optik/termal arayüz sağlar. | EMC: iyi ısı direnci, düşük maliyet; Seramik: daha iyi ısı dağılımı, daha uzun ömür. |
| Çip Yapısı | Ön, Flip Çip | Çip elektrot düzeni. | Flip çip: daha iyi ısı dağılımı, daha yüksek verimlilik, yüksek güç için. |
| Fosfor Kaplama | YAG, Silikat, Nitrür | Mavi çipi kaplar, bir kısmını sarı/kırmızıya dönüştürür, beyaza karıştırır. | Farklı fosforlar verimliliği, CCT'yi ve CRI'yı etkiler. |
| Lens/Optik | Düz, Mikrolens, TIR | Işık dağılımını kontrol eden yüzeydeki optik yapı. | Görüş açısını ve ışık dağılım eğrisini belirler. |
Kalite Kontrol ve Sınıflandırma
| Terim | Sınıflandırma İçeriği | Basit Açıklama | Amaç |
|---|---|---|---|
| Işık Akısı Sınıfı | Kod örn. 2G, 2H | Parlaklığa göre gruplandırılmış, her grubun min/maks lümen değerleri var. | Aynı partide düzgün parlaklık sağlar. |
| Gerilim Sınıfı | Kod örn. 6W, 6X | İleri yönlü gerilim aralığına göre gruplandırılmış. | Sürücü eşleştirmeyi kolaylaştırır, sistem verimliliğini artırır. |
| Renk Sınıfı | 5-adım MacAdam elips | Renk koordinatlarına göre gruplandırılmış, sıkı aralık sağlayarak. | Renk tutarlılığını garanti eder, armatür içinde düzensiz renkten kaçınır. |
| CCT Sınıfı | 2700K, 3000K vb. | CCT'ye göre gruplandırılmış, her birinin karşılık gelen koordinat aralığı var. | Farklı sahne CCT gereksinimlerini karşılar. |
Test ve Sertifikasyon
| Terim | Standart/Test | Basit Açıklama | Önem |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lümen bakım testi | Sabit sıcaklıkta uzun süreli aydınlatma, parlaklık bozulmasını kaydeder. | LED ömrünü tahmin etmek için kullanılır (TM-21 ile). |
| TM-21 | Ömür tahmin standardı | LM-80 verilerine dayanarak gerçek koşullar altında ömrü tahmin eder. | Bilimsel ömür tahmini sağlar. |
| IESNA | Aydınlatma Mühendisliği Topluluğu | Optik, elektrik, termal test yöntemlerini kapsar. | Endüstri tarafından tanınan test temeli. |
| RoHS / REACH | Çevresel sertifikasyon | Zararlı maddeler (kurşun, cıva) olmadığını garanti eder. | Uluslararası pazara erişim gereksinimi. |
| ENERGY STAR / DLC | Enerji verimliliği sertifikasyonu | Aydınlatma ürünleri için enerji verimliliği ve performans sertifikasyonu. | Devlet alımlarında, sübvansiyon programlarında kullanılır, rekabet gücünü artırır. |