SMD LED Sarı AlInGaP Veri Sayfası - Paket Ölçüleri - İleri Gerilim 1.7-2.5V - Işık Şiddeti 140-450mcd - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, sarı ışık üretmek için Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken malzeme kullanan bir yüzey montaj cihazı (SMD) Işık Yayan Diyot (LED) için özellikleri detaylandırır. SMD LED'ler, otomatik baskılı devre kartı (PCB) montaj süreçleri için tasarlanmış olup, alan kısıtlı uygulamalar için ideal kompakt bir form faktörü sunar. Temel işlevleri, çok çeşitli elektronik ekipmanlarda durum göstergesi, sinyal aydınlatması veya ön panel arka aydınlatması olarak hizmet etmektir.

1.1 Özellikler

• RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uyumludur.
• Otomatik işleme için 7 inç çapında makaralara sarılmış 8mm şerit üzerinde paketlenmiştir.
• Tasarım uyumluluğu için standart EIA paket ayak izi.
• Entegre devre (IC) mantık seviyeleri ile giriş/çıkış uyumluluğu.
• Otomatik al-yerleştir montaj ekipmanları ile uyumluluk için tasarlanmıştır.
• Yüzey montaj teknolojisinde (SMT) yaygın olarak kullanılan kızılötesi (IR) reflow lehimleme işlemlerine uygundur.
• JEDEC Nem Hassasiyet Seviyesi 3'e göre ön koşullandırılmıştır; bu, mühürlü torba açıldıktan sonra <30°C/%60 RH'de 168 saatlik raf ömrü anlamına gelir.

1.2 Uygulamalar

Bu LED, güvenilir görsel göstergeler gerektiren çeşitli elektronik sistemler için uygundur. Başlıca uygulama alanları arasında telekomünikasyon altyapısı, ofis otomasyon ekipmanları (yazıcılar, tarayıcılar), ev aletleri ve endüstriyel kontrol panelleri bulunur. Özel kullanımları, durum göstergesi (açık, bekleme, aktif), sembolik aydınlatma ve ön panel ekranlarının veya yazıların arka aydınlatmasını kapsar.

2. Teknik Parametreler Derin Amaçlı Yorumlama

2.1 Mutlak Maksimum Derecelendirmeler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını temsil eder. Bu sınırlar altında veya bu sınırlarda çalışma garanti edilmez. Tüm derecelendirmeler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir.

• Güç Dağılımı (Pd):75 mW. Bu, LED paketinin termal sınırlarını aşmadan ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır.
• Tepe İleri Akımı (I_FP):80 mA. Bu, aşırı ısınmayı önlemek için yalnızca darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) izin verilen maksimum anlık ileri akımdır.
• DC İleri Akımı (I_F):30 mA. Bu, güvenilir uzun vadeli çalışma için önerilen maksimum sürekli ileri akımdır.
• Çalışma & Depolama Sıcaklık Aralığı:-40°C ila +100°C. Cihaz bu tam sıcaklık aralığı içinde çalışabilir ve depolanabilir.

2.2 Elektriksel & Optik Karakteristikler

Bunlar, standart test koşullarında (Ta=25°C, I_F=20mA, aksi belirtilmedikçe) ölçülen tipik performans parametreleridir.

• Işık Şiddeti (I_V):140 - 450 mcd (milikandela). Belirli bir görüş açısı içinde ölçülen yayılan görünür ışık miktarı. Gerçek değer binlenir (bkz. Bölüm 3).
• Görüş Açısı (2θ_1/2):120 derece (tipik). Bu, ışık şiddetinin tepe (eksenel) değerinin yarısı olduğu tam açıdır. 120°'lik bir açı, geniş görünürlük için uygun, geniş, dağınık bir yayılım modelini gösterir.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λ_P):592 nm (tipik). Spektral güç çıkışının maksimum olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):586 - 596 nm. Bu, insan gözü tarafından algılanan ve rengi (sarı) tanımlayan tek dalga boyudur. CIE renklilik koordinatlarından türetilir ve aynı zamanda binlenir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):15 nm (tipik). Yayılan ışığın maksimum gücünün yarısındaki spektral genişliği. 15nm'lik bir değer, AlInGaP LED'lerin karakteristiğidir ve nispeten saf bir renk olduğunu gösterir.
• İleri Gerilim (V_F):1.7 - 2.5 V. LED'in 20mA'de sürüldüğünde üzerindeki gerilim düşümü. Bu aralık, normal yarı iletken üretim varyasyonlarını hesaba katar.
• Ters Akım (I_R):V_R=5V'de 10 μA (maks). LED'ler ters öngerilimli çalışma için tasarlanmamıştır; bu parametre yalnızca sızıntı akımı testi içindir.

3. Bin Sıralama Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler anahtar parametrelere göre sınıflandırılır (binlenir). Bu, tasarımcıların belirli uygulama gereksinimlerine uyan parçaları seçmesine olanak tanır.

3.1 Işık Şiddeti (I_V) Sıralaması

LED'ler, 20mA'de ölçülen ışık şiddetlerine göre binlere kategorize edilir. Her bin içindeki tolerans +/-%11'dir.

• R2:140.0 - 180.0 mcd
• S1:180.0 - 224.0 mcd
• S2:224.0 - 280.0 mcd
• T1:280.0 - 355.0 mcd
• T2:355.0 - 450.0 mcd

3.2 Baskın Dalga Boyu (WD) Sıralaması

LED'ler ayrıca renk tonunu kontrol etmek için baskın dalga boylarına göre binlenir. Her bin için tolerans +/- 1 nm'dir.

• H:586.0 - 588.5 nm
• J:588.5 - 591.0 nm
• K:591.0 - 593.5 nm
• L:593.5 - 596.0 nm

Tam bir parça numarası tipik olarak hem parlaklığı hem de rengi belirtmek için bu bin kodlarını içerir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiksel verilere atıfta bulunulurken, aşağıdaki yorumlar standart LED davranışına ve sağlanan parametrelere dayanmaktadır.

4.1 İleri Akım vs. İleri Gerilim (I-V Eğrisi)

İleri gerilim (V_F) pozitif bir sıcaklık katsayısına sahiptir ve akımla logaritmik olarak artar. 20mA'de belirtilen 1.7V ila 2.5V V_F aralığı, sarı AlInGaP LED'ler için tipiktir. LED'i sabit bir gerilim yerine sabit bir akımla sürmek, kararlı ışık çıkışı için esastır.

4.2 Işık Şiddeti vs. İleri Akım

Işık çıkışı (I_V), önerilen çalışma aralığı içinde ileri akıma (I_F) yaklaşık olarak orantılıdır. Ancak, artan ısı nedeniyle çok yüksek akımlarda verim düşebilir. Mutlak maksimum DC akım 30mA'dir.

4.3 Sıcaklık Karakteristikleri

AlInGaP LED'lerin ışık şiddeti genellikle eklem sıcaklığı arttıkça azalır. -40°C ila +100°C çalışma aralığı boyunca güvenilir performans için, özellikle maksimum akıma yakın çalışırken veya yüksek ortam sıcaklıklarında, PCB üzerinde termal yönetim (ısı emici için yeterli bakır alan) dikkate alınmalıdır.

4.4 Spektral Dağılım

Spektral çıkış, tipik yarı genişliği 15nm olan 592nm (sarı) tepe dalga boyu etrafında merkezlenmiştir. Baskın dalga boyu binlemesi, algılanan rengin sıkı bir tolerans içinde kalmasını sağlar.

5. Mekanik & Paketleme Bilgisi

5.1 Paket Ölçüleri

LED standart bir SMD paketinde gelir. Anahtar boyutsal notlar şunları içerir: tüm ölçüler milimetre cinsindendir ve aksi belirtilmedikçe genel tolerans ±0.2 mm'dir. Lens rengi şeffaftır ve kaynak rengi sarıdır (AlInGaP).

5.2 Polarite Tanımlama & Pad Tasarımı

Bileşenin anot ve katot terminalleri vardır. Doğru lehim bağlantısı oluşumu ve mekanik stabiliteyi sağlamak için kızılötesi veya buhar fazı reflow lehimleme için önerilen PCB bağlantı pad düzeni sağlanmıştır. Montaj sırasında doğru polarite yönlendirmesi, cihaz çalışması için çok önemlidir.

5.3 Şerit ve Makara Paketleme

LED'ler, 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde, bir kapak şeridi ile mühürlenmiş olarak tedarik edilir. Şerit, 7 inç (178mm) çapındaki makaralara sarılır. Standart makara miktarı 5000 adettir. Paketleme ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarını takip eder. Kalanlar için minimum sipariş miktarı 500 adet mevcuttur.

6. Lehimleme & Montaj Kılavuzları

6.1 Önerilen IR Reflow Profili

Kurşunsuz lehimleme işlemleri için profil J-STD-020B'ye uygun olmalıdır. Anahtar parametreler arasında bir ön ısıtma bölgesi (150-200°C, maks 120 sn), 260°C'yi aşmayan bir tepe sıcaklığı ve lehim pastası için uygun bir sıvılaşma üzeri süre (TAL) bulunur. Tepe sıcaklığındaki toplam süre maksimum 10 saniye ile sınırlandırılmalı ve reflow işlemi maksimum iki kez gerçekleştirilmelidir.

6.2 El Lehimleme

El lehimleme gerekliyse, sıcaklığı 300°C'yi aşmayan bir lehim havya kullanın. Temas süresi maksimum 3 saniye ile sınırlandırılmalı ve plastik paket ile yarı iletken çipe termal hasarı önlemek için yalnızca bir kez gerçekleştirilmelidir.

6.3 Depolama Koşulları

Mühürlü Torba:≤30°C ve ≤%70 Bağıl Nem (RH) koşullarında depolayın. Nem bariyerli mühürlü torbada, nem alıcı ile raf ömrü bir yıldır.
Torba Açıldıktan Sonra:Bileşenlerin Nem Hassasiyet Seviyesi (MSL) 3'tür. ≤30°C/%60 RH ortamına maruz kaldıktan sonraki 168 saat (7 gün) içinde IR reflow lehimlemeye tabi tutulmalıdırlar. Açıldıktan sonra daha uzun süreli depolama için, nem alıcılı mühürlü bir kapta veya nitrojen saflaştırılmış bir kurutucuda saklayın. 168 saati aşan süre 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.

6.4 Temizlik

Lehimleme sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca belirtilen çözücüleri kullanın. LED'i normal sıcaklıkta etil alkol veya izopropil alkol içinde bir dakikadan az süreyle daldırın. Epoksi lense veya pakete zarar verebileceğinden ultrasonik temizleme veya belirtilmemiş kimyasal sıvılar kullanmayın.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Devreleri

Bir LED akım kontrollü bir cihazdır. Özellikle birden fazla LED'i paralel sürerken tutarlı parlaklığı sağlamak için her LED veya her paralel dizinin serisine her zaman bir akım sınırlayıcı direnç kullanın. Direnç değeri (R) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R = (V_kaynak- V_F) / I_F, burada V_F istenen I_F akımındaki LED'in ileri gerilimidir (örn., 20mA). Hesaplamada veri sayfasındaki maksimum V_F değerini (2.5V) kullanmak, parçadan parçaya varyasyon olsa bile akımın hedefi aşmamasını garanti eder.

7.2 Tasarım Hususları

• Termal Yönetim:LED verimliliğini ve ömrünü korumak için, özellikle yüksek akımlarda veya yüksek ortam sıcaklıklarında çalışırken, PCB düzeninin yeterli termal rahatlama sağladığından emin olun.
• ESD Koruması:Açıkça hassas olarak belirtilmese de, tüm yarı iletken cihazlar için standart ESD önlemleri ile kullanım önerilir.
• Optik Tasarım:Geniş 120° görüş açısı, bu LED'i geniş görünürlük gerektiren uygulamalar için uygun hale getirir. Odaklanmış ışınlar için ikincil optikler (lensler) gerekli olacaktır.

7.3 Amaçlanan Kullanım & Sınırlamalar

Bu LED sıradan elektronik ekipmanlarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Havacılık, ulaşım kontrolü, tıbbi yaşam destek sistemleri veya kritik güvenlik cihazları gibi arızanın doğrudan hayatı veya sağlığı tehlikeye atabileceği uygulamalar için derecelendirilmemiştir. Bu tür uygulamalar için, uygun güvenilirlik niteliklerine sahip bileşenler için üreticiye danışın.

8. Teknik Karşılaştırma & Farklılaşma

Bu Sarı AlInGaP LED, performans karakteristiklerinin bir dengesini sunar. Eski teknoloji sarı LED'lere (örn., GaAsP tabanlı) kıyasla, AlInGaP daha yüksek ışık verimliliği sağlar, aynı sürücü akımı için daha parlak çıkış ve daha iyi renk saflığı (daha dar spektral genişlik) sunar. Geniş 120° görüş açısı, çok daha dar ışın demetine sahip \"su berraklığı\" lensli LED'lerden önemli bir farklılaştırıcıdır; bu da bu parçayı, göstergenin ek difüzörler olmadan geniş bir açı aralığından görülmesi gereken uygulamalar için ideal kılar. MSL 3 derecelendirmesi ve standart kurşunsuz reflow profilleri ile uyumluluğu, onu modern, yüksek hacimli SMT montaj hatları için sağlam bir seçim haline getirir.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

9.1 5V besleme ile hangi direnci kullanmalıyım?

Maksimum V_F değeri 2.5V ve hedef I_F değeri 20mA kullanılarak: R = (5V - 2.5V) / 0.02A = 125 Ohm. 120 Ohm veya 130 Ohm'luk en yakın standart değer uygun olacaktır. Direncin güç derecesi en az P = I²R = (0.02)²* 120 = 0.048W olmalıdır, bu nedenle standart 1/8W (0.125W) veya 1/10W'luk bir direnç yeterlidir.

9.2 Bu LED'i 30mA'de sürekli sürebilir miyim?

Evet, 30mA önerilen maksimum DC ileri akımdır. Ancak, mutlak maksimum derecelendirmede çalışmak uzun vadeli güvenilirliği azaltabilir ve eklem sıcaklığını artırabilir, bu da ışık çıkışını azaltabilir. Optimum ömür ve stabilite için, ışık şiddeti uygulama gereksinimini karşılıyorsa 20mA veya daha düşük bir değerde sürmek tavsiye edilir.

9.3 Sipariş verirken \"Bin Kodu\" ne anlama gelir?

Bin kodu, ışık şiddeti (örn., T1: 280-355 mcd) ve baskın dalga boyu (örn., K: 591.0-593.5 nm) için garanti edilen minimum ve maksimum değerleri belirtir. Bin kodlarını belirtmek, siparişten siparişe tutarlı parlaklık ve renge sahip LED'ler almanızı sağlar; bu, çoklu gösterge panelleri veya görsel tutarlılığın önemli olduğu ürünler için kritiktir.

9.4 Torbayı açtıktan sonra bu LED'leri tezgâhta ne kadar süre bırakabilirim?

Güvenilir lehimleme için, nem mühürlü torbayı açtıktan sonra fabrika koşullarında (≤30°C/%60 RH) 168 saatiniz (7 gün) vardır. Bu süre aşılırsa, LED'ler, iç paket hasarını hızlı nem buharlaşmasından önlemek için reflow lehimleme denemeden önce 60°C'de 48 saat pişirilmelidir.

10. Pratik Kullanım Senaryosu

Senaryo: Bir ağ yönlendirici için durum göstergesi paneli tasarımı.Panel, bağlantı aktivitesi ve sistem durumunu göstermek için 10 sarı LED gerektirir. Tekdüze bir görünüm sağlamak için, tasarımcı aynı yoğunluk bininden (örn., S2: 224-280 mcd) ve dalga boyu bininden (örn., J: 588.5-591.0 nm) LED'ler seçer. Her LED, bir mikrodenetleyicinin GPIO pini tarafından, 3.3V hattına 120 ohm'luk bir akım sınırlayıcı direnç üzerinden sürülür; bu da yaklaşık ((3.3V - 2.1V tipik)/120Ω) ≈ 10mA'lik bir ileri akım sağlar ve bu da güç tasarrufu sağlarken yeterli parlaklık sağlar. Geniş 120° görüş açısı, göstergelerin cihazın önündeki herhangi bir yerden görülebilmesini sağlar. PCB düzeni, önerilen lehim pad ayak izini içerir ve 250°C tepe sıcaklığına sahip standart bir kurşunsuz reflow profili kullanılarak montaj için tasarlanmıştır.

11. Prensip Tanıtımı

Bu LED, Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken teknolojisine dayanır. P-n eklemine ileri bir gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir ve burada yeniden birleşirler. Bu yeniden birleşme sırasında salınan enerji, fotonlar (ışık) olarak yayılır. AlInGaP alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler; bu da yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tanımlar—bu durumda sarı (~592 nm). Şeffaf epoksi lens, yarı iletken çipi kapsüller, mekanik koruma sağlar ve belirtilen 120° görüş açısını elde etmek için ışık çıkış modelini şekillendirir.

12. Gelişim Trendleri

SMD gösterge LED'lerindeki genel eğilim, daha yüksek ışık verimliliğine (birim elektriksel girdi başına daha fazla ışık çıkışı) doğru devam etmektedir; bu da aynı parlaklık için daha düşük güç tüketimi sağlar. Paket boyutları da daha da küçülmekte, daha yoğun gösterge dizilerine olanak tanımaktadır. Görsel tutarlılığın çok önemli olduğu tüketici elektroniği taleplerini karşılamak için hem renk hem de yoğunluk için daha sıkı binleme toleranslarına artan bir vurgu vardır. Ayrıca, giderek daha katı çevre düzenlemeleriyle (RoHS ötesinde, REACH gibi) uyumluluk ve daha yüksek sıcaklıklı kurşunsuz lehimleme profillerine dayanma yeteneği, kilit gelişim itici güçleri olmaya devam etmektedir. Teknoloji olgunlaşmıştır; artımlı iyileştirmeler, üretim verimi, maliyet azaltma ve zorlu koşullar altında güvenilirlik üzerine odaklanmıştır.