LTSA-S089ZWETU SMD LED Veri Sayfası - Sarı Lens Beyaz Işık - 50mA - 170mW - Türkçe Teknik Dokümantasyon

1. Ürün Genel Bakışı

LTSA-S089ZWETU, otomatik baskılı devre kartı (PCB) montajı ve alanın kritik bir kısıt olduğu uygulamalar için tasarlanmış bir yüzeye montaj cihazı (SMD) ışık yayan diyottur (LED). Bu bileşen, beyaz ışık üretmek için InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) yarı iletkenini kullanır ve bu ışık daha sonra sarı bir lens üzerinden filtrelenir. Çeşitli elektronik ekipmanlarda güvenilirlik ve performans için tasarlanmıştır.

1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar

• Çevresel Uyumluluk:Ürün, Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması (RoHS) yönergesine uygundur.
• Otomasyon için Paketleme:7 inç çapında makaralar üzerinde 8mm şerit içinde tedarik edilir, yüksek hızlı pick-and-place montaj süreçlerini kolaylaştırır.
• Nem Hassasiyeti:JEDEC Nem Hassasiyeti Seviyesi 2a'yı karşılamak için ön koşullandırılmıştır, reflow lehimleme sürecinde güvenilirliği sağlar.
• Otomotiv Kalifikasyonu:Kalifikasyon süreci, otomotiv uygulamalarında ayrık optoelektronik yarı iletkenler için stres testi kalifikasyonu olan AEC-Q102 standardını referans alır.
• Standart Paket:EIA (Elektronik Endüstrileri Birliği) standart paket şekline sahiptir.
• Uyumluluk:Cihaz, I.C. (Entegre Devre) uyumludur ve otomatik yerleştirme ekipmanları ile kullanıma uygundur.
• Lehimleme Süreci:Kurşunsuz montaj için standart olan kızılötesi (IR) reflow lehimleme süreçleri ile uyumludur.

1.2 Hedef Pazar ve Uygulamalar

Bu LED'in birincil hedef pazarı, özellikle aksesuar uygulamaları için otomotiv endüstrisidir. Sağlam tasarımı ve kalifikasyonu, araçlarda bulunan zorlu çevresel koşullar için uygun hale getirir. Potansiyel kullanım alanları arasında iç aydınlatma, gösterge paneli göstergeleri, anahtar arka aydınlatması ve araç kabini içindeki diğer kritik olmayan aydınlatma işlevleri yer alır.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorumlama

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu koşullar altında çalışma garanti edilmez.

• Güç Dağılımı (Pd):170 mW. Bu, LED paketinin termal sınırlarını aşmadan ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır.
• Tepe İleri Akımı (I_FP):100 mA. Bu, tipik olarak aşırı ısınmayı önlemek için darbe koşulları altında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) belirtilen maksimum izin verilen anlık akımdır.
• DC İleri Akımı (I_F):50 mA. Bu, güvenilir uzun vadeli çalışma için önerilen maksimum sürekli ileri akımdır.
• Çalışma & Depolama Sıcaklık Aralığı:-40°C ila +100°C. Bu geniş aralık, soğuk başlangıçlardan sıcak motor bölmelerine kadar zorlu ortamlarda işlevselliği sağlar.

2.2 Termal Özellikler

Termal yönetim, LED performansı ve ömrü için çok önemlidir. Aşırı bağlantı sıcaklığı, ışık çıkışında bozulmaya ve hızlandırılmış arızaya yol açar.

• Termal Direnç, Bağlantı-Ortam (R_θJA):400 °C/W (Tipik). 16mm² bakır pedli bir FR4 alt tabaka üzerinde ölçülen bu değer, ısının yarı iletken bağlantı noktasından çevredeki havaya ne kadar etkili bir şekilde iletildiğini gösterir. Daha düşük bir değer daha iyidir.
• Termal Direnç, Bağlantı-Lehim Noktası (R_θJS):220 °C/W (Tipik). Bu, tasarım için genellikle daha kullanışlı bir ölçüttür, çünkü ısının esas olarak uzaklaştırıldığı PCB pedlerine kadar olan direnci ölçer. Bu değer, çalışma sırasındaki gerçek bağlantı sıcaklığını hesaplamak için kritiktir.
• Maksimum Bağlantı Sıcaklığı (T_J):125 °C. Yarı iletken bağlantı noktasındaki sıcaklık için mutlak üst sınır.

2.3 25°C'de Elektro-Optik Özellikler

Bu parametreler standart test koşulları altında (T_a=25°C, I_F=20mA) ölçülür ve cihazın performansını tanımlar.

• Işık Akısı (Φ_v):7 lm (Tipik), 6 ila 8 lm aralığında. Bu, yayılan ışığın toplam algılanan gücüdür.
• Işık Şiddeti (I_v):2450 mcd (Tipik), 2100 ila 2800 mcd aralığında. Bu, merkez eksen boyunca ölçülen birim katı açı başına düşen ışık gücü miktarıdır (kandela). Yüksek değer, parlak, odaklanmış bir çıkışı gösterir.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):120 derece (Tipik). Bu, ışık şiddetinin eksenel değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. 120 derecelik bir açı, alan aydınlatması için uygun, çok geniş bir ışın hüzmesi sağlar.
• Renklilik Koordinatları (x, y):(0.32, 0.31) Tipik. Bu CIE 1931 koordinatları, LED'in beyaz nokta rengini tanımlar. Sınıflandırma sürecinde bu koordinatlara ±0.01 tolerans uygulanır.
• İleri Voltaj (V_F):20mA'de 2.8V ila 3.4V, tipik değer bu aralığın ortalarında. Sınıflar içinde ±0.1V tolerans uygulanır.
• ESD Dayanım Voltajı:2 kV (İnsan Vücudu Modeli, HBM). Bu değer, kontrollü üretim ortamları için uygun, elektrostatik deşarja karşı orta düzeyde koruma olduğunu gösterir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde tutarlı performans sağlamak için LED'ler temel parametrelere göre sınıflara ayrılır. LTSA-S089ZWETU, üç kodlu bir sistem kullanır: Vf / Iv / Renk (örneğin, D7/Y5/W30).

3.1 İleri Voltaj (Vf) Sınıflandırması

LED'ler, paralel devrelerde veya sabit voltaj kaynağı ile sürüldüğünde tek tip parlaklık ve akım çekimi sağlamak için 20mA'deki ileri voltaj düşüşlerine göre gruplandırılır.

• Sınıf D7:Vf = 2.8V ila 3.0V
• Sınıf D8:Vf = 3.0V ila 3.2V
• Sınıf D9:Vf = 3.2V ila 3.4V

3.2 Işık Şiddeti/Akısı (Iv) Sınıflandırması

Bu sınıflandırma, tutarlı bir ışık çıkış seviyesi sağlar. Her sınıf için hem ışık akısı (lm) hem de eksenel ışık şiddeti (mcd) belirtilir.

• Sınıf Y5:6.0-6.5 lm / 2100-2275 mcd
• Sınıf Y6:6.5-7.0 lm / 2275-2450 mcd
• Sınıf Y7:7.0-7.5 lm / 2450-2625 mcd
• Sınıf Y8:7.5-8.0 lm / 2625-2800 mcd

Her sınıf içindeki şiddet/akıya ±%10 tolerans uygulanır.

3.3 Renk (Renklilik) Sınıflandırması

Renk tutarlılığı, birden fazla LED'in birlikte kullanıldığı uygulamalarda kritiktir. Sınıflandırma, CIE 1931 (x, y) renklilik koordinatlarına dayanarak yapılır.

• Sınıf W30:Bu sınıf, köşe noktaları (x,y): Nokta1 (0.312, 0.283), Nokta2 (0.306, 0.316), Nokta3 (0.331, 0.340), Nokta4 (0.331, 0.307) olan CIE şeması üzerinde bir dörtgen ile tanımlanır. Bir üretim partisi içindeki tüm LED'lerin renk koordinatları, ±0.01 toleransla bu bölge içine düşecektir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, bir uzaysal dağılım diyagramı (Şekil 2) sağlar. Bu kutupsal çizim, 120 derecelik görüş açısını görsel olarak temsil eder ve gözlem açısı merkez eksenden (0°) uzaklaştıkça ışık şiddetinin nasıl azaldığını gösterir. Desen, geniş açılı LED'ler için tipik olarak Lambertian veya yarasa kanadı şeklindedir, dar bir spot ışığı yerine geniş bir alan üzerinde eşit aydınlatma sağlar.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED, endüstri standardı bir SMD paketinde gelir. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar milimetre cinsindendir ve standart tolerans ±0.2mm'dir. Paket, lehimlenebilirliği ve korozyon direncini artırmak için altın kaplamalı bir versiyona sahiptir. Spesifik boyut çizimi, uzunluk, genişlik, yükseklik ve uç/pad aralığını detaylandıran orijinal veri sayfasında yer alır.

5.2 Önerilen PCB Bağlantı Pad Düzeni

Kızılötesi veya buhar fazı reflow lehimleme için bir land pattern tasarımı sağlanmıştır. Bu önerilen ayak izi, uygun lehim bağlantısı oluşumunu, termal rahatlamayı ve mekanik stabiliteyi sağlar. Belirtilen termal performansa (R_θJS) ulaşmak için bu tasarıma uymak kritiktir.

5.3 Polarite Tanımlama

Katot tipik olarak cihaz gövdesinde, genellikle lens veya paket üzerinde yeşil bir ton, bir çentik veya kesik bir köşe ile işaretlenir. PCB ipek baskısı, montaj sırasında ters takılmayı önlemek için katot padini açıkça göstermelidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 IR Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz işlemler için J-STD-020'ye uygun ayrıntılı bir reflow profili sağlanmıştır. Ana parametreler şunlardır:

• Ön Isıtma:150-200°C'ye kadar rampa yukarı.
• Islatma/Ön Isıtma Süresi:Sıcaklık eşitleme ve flux aktivasyonu için maksimum 120 saniye.
• Tepe Sıcaklığı:Maksimum 260°C. Likidüs üzerindeki süre (örneğin, 217°C) LED paketi ve epoksi lens üzerindeki termal stresi en aza indirmek için kontrol edilmelidir.
• Soğutma Hızı:Termal şoku önlemek için kontrol edilir.

6.2 Depolama ve Taşıma

Nem Hassasiyeti Seviyesi (MSL) 2a cihazı olarak:

• Mühürlü Torba:≤30°C ve ≤%70 RH'de saklayın. Torba mühür tarihinden itibaren bir yıl içinde kullanın.
• Açıldıktan Sonra:≤30°C ve ≤%60 RH'de saklayın. Maruziyetten sonraki 4 hafta içinde IR reflow'un tamamlanması önerilir.
• Uzatılmış Depolama (Açık):Nem alıcılı kapalı bir kapta veya nitrojen desikatöründe saklayın.
• Yeniden Fırınlama:4 haftadan fazla maruz kalındıysa, lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamış mısır" etkisini önlemek için en az 48 saat 60°C'de fırınlayın.

6.3 Temizlik

Lehimlemeden sonra temizlik gerekliyse, yalnızca belirtilen çözücüleri kullanın. LED'i oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkol içinde bir dakikadan az süreyle daldırmak kabul edilebilir. Epoksi lensi veya paket işaretlerine zarar verebilecek agresif veya belirtilmemiş kimyasallardan kaçının.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

LED'ler, 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şerit içinde paketlenir. Şerit, standart 7 inç (178mm) çapında bir makaraya sarılır. Her makara 2000 adet içerir. Paketleme, ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uygundur. Cep boyutu, şerit aralığı ve makara göbeği için ana boyut detayları veri sayfası çizimlerinde sağlanmıştır.

7.2 Etiket Bilgileri

Makara etiketi, parça numarasını (LTSA-S089ZWETU) ve Voltaj (Vf), Şiddet (Iv) ve Renk (örneğin, D7/Y5/W30) için spesifik sınıf kodlarını içerir. Bu, uygulama gereksinimleri için kesin izlenebilirlik ve seçim sağlar.

8. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Otomotiv İç Aydınlatma:Harita ışıkları, okuma ışıkları, ayak boşluğu aydınlatması ve genel kabin ortam aydınlatması.
• Gösterge ve Arka Aydınlatma:Düğmeler, anahtarlar ve enstrüman paneli grafikleri için arka aydınlatma. Infotainment veya iklim kontrol sistemleri için durum göstergeleri.
• Tüketici Elektroniği:Otomatik montajın kullanıldığı, parlak, geniş açılı beyaz aydınlatma gerektiren cihazlar için uygundur.

8.2 Kritik Tasarım Hususları

• Akım Sürme:LED'i her zaman sabit voltaj değil, sabit akım kaynağı ile sürün. Belirtilen optik özellikler için önerilen çalışma akımı 20mA'dir. 50mA DC'yi aşmak mutlak maksimum değerleri ihlal eder.
• Termal Tasarım:Beklenen bağlantı sıcaklığını (T_J) şu formülü kullanarak hesaplayın: T_J= T_A+ (R_θJA× P_D), burada P_D= V_F× I_F. Güvenilirlik için T_J'nin 125°C'nin oldukça altında kalmasını sağlayın. Önerilen PCB pad düzenini ve ısı emici için yeterli bakır alanı kullanın.
• Optik Tasarım:120 derecelik görüş açısı çok geniş bir dağılım sağlar. Daha odaklanmış ışık için ikincil optikler (lensler veya reflektörler) gerekli olacaktır.
• ESD Koruması:2kV HBM için derecelendirilmiş olsa da, PCB üzerinde standart ESD koruma önlemleri uygulamak (örneğin, geçici voltaj bastırma diyotları) iyi bir uygulamadır, özellikle otomotiv ortamlarında.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTSA-S089ZWETU, otomotiv aksesuar pazarları için uyarlanmış özelliklerin kombinasyonu ile kendini farklılaştırır:

• Otomotiv Sınıfı Kalifikasyon:AEC-Q102'ye referans, ticari sınıf LED'lerden önemli bir farklılaştırıcıdır, daha katı çevresel stres koşulları (sıcaklık döngüsü, nem vb.) altında test edildiğini ima eder.
• Geniş Çalışma Sıcaklığı:-40°C ila +100°C aralığı, tipik olarak +85°C'de biten tipik ticari LED spesifikasyonlarını aşar.
• Spesifik Renk Sınıflandırması (W30):Tanımlanmış bir beyaz nokta sağlar, bu da birden fazla birim arasında renk tutarlılığı gerektiren uygulamalar için çok önemlidir.
• Yüksek Işık Şiddeti:20mA'de tipik 2450 mcd, geniş açılı bir SMD LED için nispeten yüksek bir çıkıştır, iyi parlaklık verimliliği sunar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 Bu LED'i 50mA'de sürekli olarak sürebilir miyim?

DC ileri akım için Mutlak Maksimum Değer 50mA olsa da, Elektro-Optik Özellikler 20mA'de belirtilmiştir. 50mA'de çalıştırmak daha fazla ışık üretecek ancak önemli ölçüde daha fazla ısı üretecektir (Güç Dağılımı ~ Vf * 50mA). Bu, bağlantı sıcaklığını yükseltecek, potansiyel olarak ömrü kısaltacak ve ışık çıkışının daha hızlı bozulmasına neden olacaktır. Maksimum akıma yakın çalışmayı planlıyorsanız kapsamlı bir termal analiz yapmak çok önemlidir.

10.2 Işık Akısı (lm) ve Işık Şiddeti (mcd) arasındaki fark nedir?

Işık Akısı (lümen), LED tarafından tüm yönlerde yayılan toplam görünür ışık miktarını ölçer. Işık Şiddeti (kandela), LED'in belirli bir yönden, tipik olarak merkez ekseni boyunca ne kadar parlak göründüğünü ölçer. Bu LED yüksek eksenel şiddete (mcd) sahiptir ancak aynı zamanda geniş bir ışın hüzmesine (120°) sahiptir, bu da orta düzeyde toplam akıya (lm) neden olur. Alan aydınlatması için akı daha alakalıdır; yönlendirilmiş bir gösterge için şiddet daha alakalıdır.

10.3 Depolama ve fırınlama prosedürü neden bu kadar önemli?

Epoksi bazlı paket havadan nem emebilir. Yüksek sıcaklıklı reflow lehimleme sürecinde, hapsolmuş bu nem hızla buharlaşarak iç basınç oluşturabilir. Bu, epoksi ve kurşun çerçeve arasında ayrışmaya veya hatta paketin çatlamasına ("patlamış mısır" etkisi) neden olabilir, bu da anında veya gizli arızaya yol açar. MSL 2a taşıma prosedürlerine uymak bu arıza modunu önler.

11. Pratik Uygulama Vaka Çalışması

Senaryo: Otomotiv Konsol Arka Aydınlatması Tasarlama.Bir tasarımcı, birkaç düğmeyi ve küçük bir grafik ekranı aydınlatmak istiyor. Otomotiv kalifikasyonu, beyaz ışığı ve geniş görüş açısı nedeniyle LTSA-S089ZWETU'yu seçiyor. Önerilen pad düzeni ile bir PCB tasarlıyor, her LED için 20mA sabit akım sürücü IC kullanıyor. Tüm düğmelerde tek tip parlaklık ve renk sağlamak için aynı şiddet sınıfından (örneğin, Y6) ve renk sınıfından (W30) LED'ler seçiyor. PCB, ısı dağılımına yardımcı olmak için LED pedlerine bağlı bir toprak katmanı ile tasarlanmıştır. Montaj sırasında, mühürlü makara raf ömrü içinde kullanılır ve IR reflow profili kesinlikle takip edilir. Nihai ürün, otomotiv sıcaklık ve uzun ömür gereksinimlerini karşılayan tutarlı, güvenilir aydınlatma sunar.

12. Teknoloji Prensibi Tanıtımı

LTSA-S089ZWETU, InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) yarı iletken teknolojisine dayanır. Beyaz bir LED'de, mavi ışık yayan bir InGaN çipi bir fosfor tabakası ile kaplanır. Çip mavi ışık yaydığında, fosfor bunun bir kısmını emer ve daha uzun dalga boylarında (sarı, kırmızı) ışık yeniden yayar. Kalan mavi ışık ve fosfor dönüştürülmüş ışığın kombinasyonu insan gözüne beyaz görünür. Sarı lens daha sonra son bir filtre görevi görür, potansiyel olarak renk sıcaklığını ayarlar veya belirli bir estetik sağlar. Bu fosfor dönüştürülmüş beyaz LED teknolojisi verimlidir ve çeşitli beyaz noktaların oluşturulmasına izin verir.

13. Endüstri Trendleri ve Gelişmeler

Otomotiv ve genel aydınlatma için SMD LED'lerdeki trend, daha yüksek verimlilik (vat başına daha fazla lümen), geliştirilmiş renksel geriverim indeksi (CRI) ve daha yüksek bağlantı sıcaklıklarında daha büyük güvenilirlik yönünde devam etmektedir. Ayrıca, ışık çıkışını korurken veya artırırken paketlerin küçültülmesine doğru bir hareket vardır. Dahası, kontrol elektroniğini doğrudan LED'lerle entegre eden akıllı aydınlatma sistemleri daha yaygın hale gelmektedir. Otomotiv iç mekanları için, çok renkli ve karartma yetenekleri ile dinamik ortam aydınlatması büyüyen bir trenddir, ancak bu spesifik bileşen, uygun maliyetli, işlevsel aydınlatma uygulamaları için uygun tek renkli, statik bir çözümdür.