SMD LED Sarı Dağınık Lens LTSN-B680VSST - Paket Boyutları - İleri Gerilim 1.8-2.4V - Işık Şiddeti 710-1400mcd - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, bir yüzey montaj cihazı (SMD) Işık Yayan Diyot (LED) için teknik özellikleri detaylandırmaktadır. Cihaz, dağınık bir lense sahiptir ve sarı ışık üretmek için AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) yarı iletken malzemesini kullanır. SMD LED'ler, otomatik baskılı devre kartı (PCB) montaj süreçleri için tasarlanmış olup, alan kısıtlı uygulamalara uygun kompakt bir form faktörü sunar.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED'in birincil avantajları, yüksek hacimli elektronik üretiminde standart olan otomatik pick-and-place ekipmanları ve kızılötesi (IR) reflow lehimleme süreçleriyle uyumluluğunu içerir. Cihaz, 7 inç çapında makaralara sarılmış 8mm'lik bant üzerinde paketlenmiştir, bu da verimli işleme ve montajı kolaylaştırır. Cihaz, ilgili endüstri standartlarına uygundur ve geniş bir tüketici ve endüstriyel elektronik yelpazesinde kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Hedef uygulamalar, güvenilir gösterge aydınlatmasının gerektiği telekomünikasyon ekipmanları, ofis otomasyon cihazları, ev aletleri, endüstriyel kontrol sistemleri ve kapalı alan tabela veya ekran uygulamalarını kapsar.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorumlama

LED'in performansı, tipik olarak 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirli test koşulları altında tanımlanır. Bu parametreleri anlamak, devre tasarımı ve performans tahmini için kritik öneme sahiptir.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırların dışında çalıştırılması önerilmez. Temel sınırlar, maksimum 120 mW güç dağılımı, 50 mA sürekli DC ileri akım (IF) ve darbe koşulları altında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) 80 mA tepe ileri akımını içerir. Maksimum ters gerilim (VR) 5 V'dur. Cihaz, -40°C ila +100°C sıcaklık aralığında çalışma ve depolama için derecelendirilmiştir.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler

These are the typical performance parameters under normal operating conditions. The luminous intensity (Iv), a measure of perceived brightness, ranges from a minimum of 710 mcd to a maximum of 1400 mcd when driven at a forward current of 20 mA. The viewing angle (2θ1/2), defined as the full angle where intensity drops to half its axial value, is typically 120 degrees, indicating a wide viewing pattern suitable for indicator lights. The forward voltage (VF) at 20 mA ranges from 1.8 V to 2.4 V, which is important for calculating series resistor values and power supply design. The dominant wavelength (λd), which defines the perceived color, is specified between 586.5 nm and 592.5 nm, placing it in the yellow region of the spectrum. The reverse current (IR) is typically very low, with a maximum of 10 µA at the full reverse voltage of 5V.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler performans sınıflarına ayrılır. Bu, tasarımcıların belirli gerilim, parlaklık ve renk gereksinimlerini karşılayan parçaları seçmelerine olanak tanır.

3.1 İleri Gerilim (Vf) Derecesi

LED'ler, 20 mA'deki ileri gerilim düşüşlerine göre sınıflandırılır. D2, D3 ve D4 sınıf kodları sırasıyla 1.80-2.00V, 2.00-2.20V ve 2.20-2.40V gerilim aralıklarına karşılık gelir ve her sınıf için ±0.1V tolerans vardır. Aynı Vf sınıfından LED'ler seçmek, birden fazla cihaz paralel bağlandığında akım tekdüzeliğini korumaya yardımcı olur.

3.2 Işık Şiddeti (Iv) Derecesi

Parlaklık, 20 mA'de V1 (710-875 mcd), V2 (875-1120 mcd) ve W1 (1120-1400 mcd) sınıflarına ayrılır ve her sınıf için %11 tolerans vardır. Bu, bir LED dizisi boyunca parlaklık seviyelerinin eşleştirilmesine olanak tanır.

3.3 Baskın Dalga Boyu (Wd) Derecesi

Renk (dalga boyu), J (586.5-589.5 nm) ve K (589.5-592.5 nm) kodlarına sınıflandırılır ve ±1 nm tolerans vardır. Bu, tek tip görünümün önemli olduğu uygulamalar için kritik olan renk tutarlılığını sağlar.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiksel verilere atıfta bulunulurken, bu tür cihazlar için tipik eğriler değerli içgörüler sağlar. İleri akım - ileri gerilim (I-V) eğrisi, çalışma noktasını belirlemek için kritik olan üstel ilişkiyi gösterir. Işık şiddeti - ileri akım eğrisi tipik olarak çalışma aralığında neredeyse doğrusal bir ilişki gösterir, ancak daha yüksek akımlarda doygunluk meydana gelebilir. Spektral dağılım eğrisi, yaklaşık 15 nm'lik bir spektral yarım genişlik (Δλ) ile yaklaşık 591 nm civarında bir tepe emisyon dalga boyu (λp) gösterir ve bu da renk saflığını tanımlar. Performans ayrıca sıcaklıkla değişir; ışık şiddeti genellikle bağlantı sıcaklığı arttıkça azalır.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

LED, standart bir SMD paketinde bulunur. Uzunluk, genişlik, yükseklik, bacak aralığı ve lens geometrisini belirten detaylı boyut çizimleri sağlanmıştır. Bu boyutlar PCB ayak izi tasarımı için çok önemlidir. Belge, güvenilir lehimleme için önerilen PCB land pattern (pad) tasarımlarını içerir, reflow sırasında uygun lehim bağlantısı oluşumunu sağlamak için pad boyutunu ve aralığını belirtir. Cihazın bir polarite işareti vardır, tipik olarak paket üzerinde bir katot göstergesi bulunur ve bu, PCB ayak izi ile doğru şekilde hizalanmalıdır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Önerilen IR Reflow Profili

Kurşunsuz lehimleme süreçleri için, J-STD-020B'ye uygun bir profil önerilir. Temel parametreler, 150-200°C ön ısıtma sıcaklığı, 260°C'yi aşmayan tepe gövde sıcaklığı ve belirli lehim pastasına göre ayarlanmış bir sıvılaşma üzeri süreyi (TAL) içerir. Toplam ön ısıtma süresi maksimum 120 saniye ile sınırlandırılmalıdır. Bu koşullar, LED paketine veya epoksi lense termal hasarı önlemek için gereklidir.

6.2 Depolama Koşulları

LED'ler nem hassasiyetine sahiptir. Orijinal, desikatörlü, nem bariyerli poşetlerinde depolandıklarında, ≤ 30°C ve ≤ %70 RH'de tutulmalı ve önerilen kullanım süresi bir yıldır. Poşet açıldıktan sonra, depolama ortamı ≤ 30°C ve ≤ %60 RH olmalıdır. Ortam koşullarına 168 saatten fazla maruz kalan bileşenler, lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamayı" önlemek için yaklaşık 60°C'de en az 48 saat fırınlanmalıdır.

6.3 Temizlik

Lehimleme sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. LED'i oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkolde bir dakikadan az süreyle daldırmak kabul edilebilir. Belirtilmemiş kimyasallar paket malzemesine veya lense zarar verebilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

Standart paketleme, kabartmalı taşıyıcı bant (8mm aralık) üzerine yerleştirilmiş ve kapak bandı ile kapatılmış LED'lerden oluşur. Bu bant, standart 7 inç (178 mm) çapında bir makaraya sarılır. Her tam makara 2000 adet içerir. Tam makaradan daha az miktarlar için, minimum 500 adetlik paket mevcut olabilir. Paketleme, ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uygundur.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Devreleri

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Özellikle birden fazla LED kullanıldığında, kararlı ve tekdüze parlaklık sağlamak için her LED seri olarak bir akım sınırlayıcı direnç ile sürülmelidir. Direnç değeri (R) şu formül kullanılarak hesaplanır: R = (Vcc - VF) / IF, burada Vcc besleme gerilimi, VF LED'in ileri gerilimi (en kötü durum akım hesaplaması için maksimum değer kullanın) ve IF istenen ileri akımdır (örneğin, 20 mA). VF değişimleri nedeniyle, paralel bağlı LED'leri ayrı dirençler olmadan sürmek, önemli akım dengesizliğine ve düzensiz parlaklığa yol açabileceğinden önerilmez.

8.2 Tasarım Hususları

Termal ortamı göz önünde bulundurun. Maksimum akım derecesinde veya yakınında çalışmak daha fazla ısı üretecek, bu da ışık çıkışını ve ömrü potansiyel olarak azaltacaktır. Yüksek akım veya yüksek ortam sıcaklığı uygulamalarında ısı dağılımı için yeterli PCB bakır alanı veya termal viyalar gerekli olabilir. PCB düzeninin, güvenilir lehimleme için önerilen pad geometrisiyle eşleştiğinden emin olun. Işık kılavuzları veya çerçeveler tasarlarken geniş görüş açısını (120°) hesaba katın.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Eski delikli LED'lere kıyasla, bu SMD tipi önemli alan tasarrufu, otomatik montaj için daha iyi uygunluk ve tel bağlantısı olmaması nedeniyle genellikle gelişmiş güvenilirlik sunar. SMD sarı LED kategorisi içinde, bu parçanın temel farklılaştırıcıları, yüksek ışık şiddeti (1400 mcd'ye kadar), geniş görüş açısı ve sarı ışık için diğer bazı yarı iletken malzemelere kıyasla tipik olarak daha yüksek verimlilik ve daha iyi sıcaklık stabilitesi sunan AlInGaP teknolojisinin kullanımını içeren spesifik kombinasyonudur. Detaylı sınıflandırma yapısı, tasarımcılara renk ve parlaklık tutarlılığı üzerinde hassas kontrol sağlar.

10. Teknik Parametrelere Dayalı Sıkça Sorulan Sorular

S: 5V besleme için hangi direnç değerini kullanmalıyım?

C: Maksimum VF değeri 2.4V ve hedef IF değeri 20mA kullanılarak: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ohm. Standart 130 veya 150 Ohm'luk bir direnç uygun olacaktır, dirençteki gerçek güç dağılımı kontrol edilmelidir.

S: Bu LED'i 50 mA'de sürekli sürebilir miyim?

C: Mutlak maksimum değer 50 mA DC olsa da, bu sınıra yakın çalıştırmak ömrü azaltabilir ve bağlantı sıcaklığını artırarak ışık çıkışını potansiyel olarak düşürebilir. Optimum güvenilirlik ve performans için, tipik test akımı olan 20 mA veya altında sürmek önerilir.

S: Bir dizide tekdüze parlaklığı nasıl sağlarım?

C: Her LED için ayrı akım sınırlayıcı dirençler kullanın ve mümkünse, tedarik sırasında aynı ışık şiddeti (Iv) ve ileri gerilim (Vf) sınıflarından LED'ler belirtin.

S: Bu LED açık hava kullanımına uygun mudur?

C: Veri sayfası, kapalı alan tabela/ekran uygulamalarını içerir. Açık hava kullanımı için, lensin UV direnci, daha geniş sıcaklık döngüsü ve su geçirmez sızdırmazlık gibi faktörler kritiktir ve burada açıkça ele alınmamıştır. Esas olarak kapalı alan/ılımlı ortamlar için tasarlanmıştır.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Senaryo: Bir ağ yönlendirici için durum göstergesi paneli tasarımı.Panel, bağlantı aktivitesini ve sistem durumunu göstermek için on sarı gösterge ışığı gerektirir. Tasarımcı, parlaklığı, geniş görüş açısı ve otomatik montaj uyumluluğu nedeniyle bu LED'i seçer. Her LED, tipik VF değeri 2.2V'de ~20mA için hesaplanan 56 Ohm'luk bir seri direnç üzerinden 3.3V mikrodenetleyici GPIO pini ile toprak arasına bağlanır. PCB düzeni, önerilen pad ayak izini kullanır. Tasarımcı, tutarlı parlaklık ve mikrodenetleyici pinlerinden akım çekimi için Vf için D3 ve Iv için V2 sınıf kodunu belirtir. LED'ler hafif dağınık bir akrilik panelin arkasına yerleştirilir. Montajlı kart, belirtilen kurşunsuz profil kullanılarak IR reflow işlemine tabi tutulur, bu da güvenilir lehim bağlantıları ve tamamen işlevsel göstergelerle sonuçlanır.

12. Prensip Tanıtımı

Bu LED'de ışık yayılımı, AlInGaP malzemelerden yapılmış bir yarı iletken p-n bağlantısında elektrolüminesansa dayanır. İleri bir gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir ve burada yeniden birleşirler. Bu yeniden birleşme sırasında açığa çıkan enerji, foton (ışık) olarak yayılır. AlInGaP alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler, bu da sırayla yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tanımlar, bu durumda sarıdır. Dağınık lens, ışığı yaymaya yardımcı olan saçılma parçacıkları içerir ve bu da şeffaf bir lense kıyasla daha geniş, daha tekdüze bir görüş açısı oluşturur.

13. Gelişim Trendleri

SMD LED'lerdeki genel eğilim, daha yüksek ışık etkinliğine (elektriksel girişin watt başına daha fazla ışık çıkışı) doğru devam etmektedir, bu da daha parlak ekranlar veya daha düşük güç tüketimi sağlar. Paket boyutları sürekli olarak küçülürken optik performans korunmakta veya iyileştirilmektedir. Ayrıca, yüksek kaliteli ekran uygulamalarının taleplerini karşılamak için geliştirilmiş renk tutarlılığına ve daha sıkı sınıflandırma toleranslarına odaklanılmaktadır. Dahası, uygun uygulama yelpazesini genişletmek için daha yüksek sıcaklık ve nem koşullarında geliştirilmiş güvenilirlik, devam eden bir gelişim alanıdır. Kurşunsuz, yüksek sıcaklık lehimleme süreçleriyle daha geniş uyumluluk çabası standart olmaya devam etmektedir.