SMD3528 Tek Çipli Yeşil LED Veri Sayfası - Boyut 3.5x2.8mm - Gerilim 3.2V - Güç 0.108W - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

SMD3528, endüstri standardı 3528 paket ayak izi içinde tek çipli bir yeşil ışık kaynağı barındıran bir yüzey montaj cihazı (SMD) ışık yayan diyottur (LED). Bu LED, tutarlı yeşil renk çıktısı ve güvenilir performans gerektiren genel amaçlı gösterge aydınlatması, arka aydınlatma uygulamaları ve dekoratif aydınlatma için tasarlanmıştır. Kompakt boyutu ve yüzey montaj tasarımı, baskılı devre kartları (PCB) üzerinde otomatik montaj süreçlerine uygun hale getirir.

2. Teknik Parametrelerin Derin Nesnel Yorumu

2.1 Foto-elektrik ve Elektriksel Özellikler

LED'in temel performansı standart test koşullarında (T_s=25°C) tanımlanır. 20mA sürme akımında tipik ileri yön gerilimi (V_F) 3.2V'dir ve izin verilen maksimum değer 3.6V'dur. Bu parametre, akım sınırlayıcı devre tasarımı için çok önemlidir. Baskın dalga boyu (λ_d) 525nm olarak belirtilmiştir ve yeşil renk noktasını tanımlar. Cihaz, alan aydınlatması için uygun geniş bir yayılım deseni sağlayan 120 derecelik (2θ_1/2) geniş bir görüş açısı sergiler.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler ve Termal Özellikler

Uzun vadeli güvenilirliği sağlamak için cihaz mutlak maksimum değerlerinin ötesinde çalıştırılmamalıdır. Maksimum sürekli ileri yön akımı (I_F) 30mA'dir. Belirli koşullar altında (darbe genişliği ≤10ms, görev döngüsü ≤1/10) daha yüksek bir darbe ileri yön akımı (I_FP) olan 60mA'ye izin verilir. Maksimum güç dağılımı (P_D) 108mW'dir. Eklem sıcaklığı (T_j) 125°C'yi geçmemelidir. Çalışma ortam sıcaklığı aralığı -40°C ile +80°C arasındadır ve depolama sıcaklığı aralığı da aynıdır. Lehimleme için, maksimum 10 saniye boyunca 200°C veya 230°C tepe sıcaklığına sahip bir reflow profili belirtilmiştir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Ürün, bir uygulama içinde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için sınıflara ayrılır. Sınıflandırma sistemi üç ana parametreyi kapsar: ışık akısı, dalga boyu ve ileri yön gerilimi.

3.1 Işık Akısı Sınıflandırması

20mA'de lümen (lm) cinsinden ölçülen ışık akısı, birkaç sınıfa (örn. A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2) ayrılır. Her sınıf bir minimum ve tipik değer belirtir. Örneğin, B1 sınıfının minimumu 1.5 lm ve tipik değeri 2.0 lm'dir. Ölçüm toleransı ±%7'dir.

3.2 Dalga Boyu Sınıflandırması

Baskın dalga boyu, yeşilin kesin tonunu kontrol etmek için sınıflandırılır. Sınıflar G5 (519-522.5nm), G6 (522.5-526nm) ve G7 (526-530nm) olarak tanımlanır. Bu, tasarımcıların çok spesifik renk koordinatlarına sahip LED'leri seçmesine olanak tanır.

3.3 İleri Yön Gerilimi Sınıflandırması

İleri yön gerilimi (V_F), gerilimle sürülen uygulamalar için devre tasarımına yardımcı olmak veya seri dizilerdeki LED'leri eşleştirmek için sınıflandırılır. Sınıflar şunlardır: Kod 1 (2.8-3.0V), Kod 2 (3.0-3.2V), Kod 3 (3.2-3.4V) ve Kod 4 (3.4-3.6V), ölçüm toleransı ±0.08V'dir.

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 IV Karakteristik Eğrisi

İleri yön gerilimi (V_F) ve ileri yön akımı (I_F) arasındaki ilişki, bir diyot için tipik olarak doğrusal değildir. Eğri, açılma noktasının ötesindeki küçük bir gerilim artışının akımda hızlı bir artışa yol açtığını gösterir. Bu, termal kaçakları önlemek ve kararlı ışık çıktısı sağlamak için sabit gerilim kaynağı yerine sabit akım sürücü kullanmanın önemini vurgular.

4.2 Göreceli Işık Akısı - Akım İlişkisi

Işık çıktısı sürme akımı ile artar ancak doğrusal değildir. Daha yüksek akımlarda, artan termal etkiler ve diğer ideal olmayan yarı iletken davranışları nedeniyle verimlilik tipik olarak düşer. LED'i önerilen 20mA'nın önemli ölçüde üzerinde çalıştırmak, parlaklıkta azalan getiriler sağlarken ömrü büyük ölçüde azaltabilir.

3.3 Spektral ve Termal Özellikler

Göreceli spektral enerji dağılım eğrisi, ışık çıktısının dalga boylarına nasıl dağıldığını gösterir. Bu yeşil LED için eğri yaklaşık 525nm civarında tepe yapar. Göreceli spektral enerji - eklem sıcaklığı ilişkisini gösteren grafik, yayılım spektrumunun ve yoğunluğunun sıcaklıkla değişebileceğini gösterir. Eklem sıcaklığı 25°C'den 125°C'ye yükseldikçe, göreceli spektral enerji genellikle azalır; bu, yüksek güçlü veya yoğun paketlenmiş uygulamalarda termal yönetim için kritik bir husustur.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Fiziksel Boyutlar ve Dış Hat Çizimi

LED, SMD 3528 paket standardına uyar; nominal boyutları uzunluk 3.5mm ve genişlik 2.8mm'dir. Kesin boyut çizimi kritik toleransları sağlar: bir ondalık basamağa (örn. .X) belirtilen boyutlar ±0.10mm toleransa sahipken, iki ondalık basamağa (.XX) belirtilenler daha sıkı ±0.05mm toleransa sahiptir. Paket yüksekliği de çizimde tanımlanmıştır.

5.2 Önerilen Lehim Ped Deseni ve Şablon Tasarımı

PCB tasarımı için, doğru lehimleme ve mekanik stabiliteyi sağlamak amacıyla önerilen bir lehim ped deseni (footprint) sağlanmıştır. Lehim pastası uygulaması için karşılık gelen bir şablon tasarımı da önerilir. Bu önerilere uymak, güvenilir lehim bağlantıları, iyi hizalama ve LED'in termal pedinden (varsa) etkili ısı dağılımı elde etmeye yardımcı olur.

5.3 Polarite Tanımlama

Katot tipik olarak cihaz üzerinde, genellikle yeşil bir nokta, pakette bir çentik veya pahlanmış bir köşe ile işaretlenir. Ped düzeni şeması anot ve katot pedlerini açıkça gösterir. Doğru polarite, cihazın çalışması için esastır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Parametreleri

LED, standart kızılötesi veya konveksiyon reflow lehimleme süreçleriyle uyumludur. İzin verilen maksimum lehimleme sıcaklığı, paket gövdesinde 200°C veya 230°C olarak belirtilmiştir ve likidüs sıcaklığının üzerinde maksimum 10 saniye maruz kalma süresi vardır. Termal şoku en aza indirmek için yeterince ısıtan, uygun flux aktivasyonu ve lehim ıslanması sağlayan ve kontrollü bir hızda soğutan bir profili takip etmek çok önemlidir.

6.2 Taşıma ve Depolama Önlemleri

LED'ler elektrostatik deşarja (ESD) karşı hassastır. Topraklanmış bileklikler ve iletken paspaslar kullanılarak ESD korumalı bir ortamda ele alınmalıdır. Cihazlar, nem bariyerli orijinal torbalarında kurutucu ile, belirtilen depolama sıcaklığı ve nem aralıklarını aşmayan koşullarda saklanmalıdır. Yüksek neme maruz kalma, "patlamış mısır" etkisini (hızlı buhar genleşmesi nedeniyle paket çatlaması) önlemek için reflow öncesinde kurutma gerektirebilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Şerit ve Makara Paketleme Spesifikasyonu

LED'ler, otomatik pick-and-place makinelerine uygun, makaralara sarılmış kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Taşıyıcı şerit cepleri, kapak bandı ve makara için detaylı boyutlar sağlanmıştır. Kapak bandının soyulma kuvveti, 10 derecelik bir açıyla soyulduğunda 0.1N ile 0.7N arasında olacak şekilde belirtilmiştir; bu, nakliye sırasında bileşeni güvenli bir şekilde tutarken montaj sırasında kolayca serbest bırakılmasını sağlar.

7.2 Ürün Model Numaralandırma Kuralı

Ürün modelini tanımlayan detaylı bir alfanümerik kodlama sistemi mevcuttur. Kod yapısı şu alanları içerir: paket dış hat (örn. 3528 için '32'), çip sayısı (tek küçük güçlü çip için 'S'), lens/optik kodu (lens yoksa '00', lensli ise '01'), renk kodu (yeşil için 'G'), dahili kod ve ışık akısı sınıf kodu. Bu, spesifik özellik kombinasyonlarının kesin sipariş edilmesine olanak tanır.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu LED, tüketici elektroniği ve endüstriyel ekipmanlardaki durum göstergeleri, LCD ekranlar ve tuş takımları için arka aydınlatma, tabela ve mimari vurgularda dekoratif aydınlatma ve kanal harf aydınlatması dahil olmak üzere çeşitli uygulamalar için uygundur. Geniş görüş açısı, dağınık bir ışık kaynağına ihtiyaç duyulan alan aydınlatması için iyi bir seçimdir.

8.2 Tasarım Hususları

Akım Sınırlama:Her zaman seri bir akım sınırlayıcı direnç veya tercihen sabit akımlı bir sürücü devresi kullanın. Direnç değerini besleme gerilimine (V_supply), LED'in ileri yön gerilimine (V_F, sınıfından) ve istenen akıma (I_F, tipik olarak 20mA) göre hesaplayın. Formül: R = (V_supply- V_F) / I_F.
Termal Yönetim:Bu düşük güçlü bir cihaz olsa da, etkili PCB düzeni önemlidir. Özellikle maksimum değerlere yakın veya yüksek ortam sıcaklıklarında çalışırken, ısıyı dağıtmak için termal pede (varsa) bağlı yeterli bakır alan olduğundan emin olun.
Optik Tasarım:120 derecelik görüş açısını göz önünde bulundurun. Odaklanmış ışınlar için ikincil optikler (lensler) gerekebilir. Dalga boyu ve akı için sınıflandırma, tek tip görünüm için tek bir ürün içinde eşleştirilmelidir.

9. Güvenilirlik ve Kalite Standartları

9.1 Güvenilirlik Test Standartları

Ürün, endüstri standartlarına (JESD22, MIL-STD-202G) dayalı olarak titiz güvenilirlik testlerinden geçer. Ana testler şunlardır:
Çalışma Ömrü Testleri:Oda sıcaklığında, yüksek sıcaklıkta (85°C) ve düşük sıcaklıkta (-40°C) maksimum akım altında her biri 1008 saat boyunca yapılır.
Çevresel Testler:60°C/%90 RH'de Yüksek Nem Yüksek Sıcaklık Çalışma Ömrü (HHHTOHL) ve nemle birlikte sıcaklık döngüsü.
Termal Şok:-40°C ile 125°C arasında döngü.

9.2 Arıza Kriterleri

Herhangi bir numune şunlardan birini sergilerse test başarısız kabul edilir: ileri yön gerilim kayması >200mV; InGaN tabanlı LED'ler (bu yeşil LED dahil) için ışık akısı bozulması >%15; ters kaçak akım >10μA; veya felaket arızası (açık veya kısa devre). Bu katı kriterler, ürünün yüksek düzeyde sağlamlığını sağlar.

10. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Eski delikli yeşil LED'lerle karşılaştırıldığında, SMD3528 boyut, otomatik montaja uygunluk ve PCB'nin soğutucu görevi görmesi nedeniyle tipik olarak daha iyi termal performans açısından önemli avantajlar sunar. SMD3528 kategorisi içinde, bu spesifik ürün, akı, dalga boyu ve gerilim için detaylı sınıflandırma sistemi ile farklılaşır; bu da kritik uygulamalarda daha sıkı performans eşleştirmesine olanak tanır. Geniş 120 derecelik görüş açısı, bazı uygulamalar için dar açılı LED'lere göre bir avantaj olabilirken, odaklanmış bir ışın gerektiren diğerleri için bir dezavantaj olabilir.

11. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu LED'i doğrudan 5V beslemeden sürebilir miyim?
A: Hayır. Bir akım sınırlayıcı direnç kullanmalısınız. Örneğin, 5V besleme ve 20mA'de tipik V_Fdeğeri 3.2V ile gerekli direnç (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 Ohm'dur. Bir sonraki standart değeri (örn. 91 Ohm) kullanın.
S: G5, G6 ve G7 sınıfları arasındaki fark nedir?
A: Farklı baskın dalga boyu aralıklarını temsil ederler. G5 en kısa dalga boyudur (mavimsi yeşil, ~520nm), G7 en uzundur (sarımsı yeşil, ~528nm) ve G6 ikisi arasındadır. İstenen renk noktasına göre seçim yapın.
S: Bu LED ne kadar süre dayanır?
A: LED ömrü tipik olarak, ışık çıktısının başlangıç değerinin belirli bir yüzdesine (örn. %70 veya %50) düştüğü nokta olarak tanımlanır. Burada açıkça belirtilmese de, titiz güvenilirlik testleri (stres altında 1008+ saat), özellikle uygun termal yönetimle, spesifikasyonlar dahilinde kullanıldığında uzun bir çalışma ömrü olduğunu göstermektedir.
S: Lense ihtiyaç var mı?
A: Standart ürünün entegre lensi yoktur (kod '00'), Lambertian yayılım deseni sağlar. Spesifik uygulamalar için ışık huzmesini paralel hale getirmek veya şekillendirmek için bir lens (kod '01') kullanılır.

12. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Senaryo: Durum Gösterge Paneli Tasarımı:Bir ürün, on adet tek tip yeşil durum göstergesi gerektirir.Tasarım Adımları:1. Aynı ışık akısı sınıfından (örn. B2) ve dalga boyu sınıfından (örn. G6) tüm LED'leri seçerek aynı parlaklık ve rengi sağlayın. 2. PCB'yi önerilen ped düzeni ile tasarlayın. 3. 12V besleme hattı için akım sınırlayıcı direnci hesaplayın. Güvenlik için 4. sınıftan maksimum V_Fdeğerini (3.6V) kullanarak: R = (12V - 3.6V) / 0.02A = 420 Ohm. 430 Ohm'luk bir direnç uygun olacaktır. 4. Tüm on LED bir arada olacağından, ısı dağılımı için PCB'nin yeterli bakır dolguya sahip olduğundan emin olun. 5. Tutarlılığı garanti etmek için tüm sınıf kodlarını içeren kesin parça numarasını tedarikçiye belirtin.

13. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Işık, elektrolüminesans adı verilen bir süreçle üretilir. LED çipi, özellikle yeşil ışık yaymak için tasarlanmış indiyum galyum nitrür (InGaN) malzemelerinden yapılmış bir p-n eklemine sahip bir yarı iletken diyottur. İleri yön gerilimi uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler aktif bölgeye (eklem) enjekte edilir. Bir elektron bir delikle yeniden birleştiğinde, bir foton (ışık parçacığı) şeklinde enerji salar. InGaN malzemesinin spesifik enerji bant aralığı, yayılan fotonun dalga boyunu (rengini) belirler; bu durumda yeşildir (~525nm). Epoksi veya silikon kapsül, çipi korur ve genellikle birincil lens görevi görür.

14. Teknoloji Trendleri ve Gelişmeler

3528 gibi SMD LED'lerde genel trend, daha yüksek verimlilik (vat başına daha fazla lümen) yönündedir; bu, aynı güçte daha parlak çıktı veya daha düşük güç tüketimi ve daha az ısı ile aynı parlaklık sağlar. Zaman ve sıcaklık karşısında renk tutarlılığı ve kararlılığında da sürekli iyileştirme vardır. Bu olgun bir paket boyutu olsa da, altta yatan yarı iletken malzemeler ve üretim süreçleri sürekli olarak iyileştirilmektedir. Özellikle yeşil LED'ler için yüksek verimlilik ve saf renk doygunluğu elde etmek tarihsel bir zorluk olmuştur, ancak devam eden malzeme bilimi ilerlemeleri performans sınırlarını zorlamaya devam etmektedir.