SMD Kızılötesi LED RE30AX Teknik Veri Sayfası - Boyutlar 3.00x3.00x2.10mm - Voltaj 1.7V - Güç 0.9W - 850nm Tepe Dalgaboyu - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu teknik doküman, yüksek güçlü bir yüzey montaj kızılötesi (IR) ışık yayan diyotun (LED) özelliklerini ve uygulama kılavuzunu detaylandırır. Cihaz, EMC (Epoksi Kalıp Bileşiği) paketine sahiptir ve bu, zorlu çalışma ortamları için mükemmel mekanik dayanıklılık, termal stabilite ve güvenilirlik sağlar.

Temel Avantajlar:Bu bileşenin temel faydaları arasında kompakt bir SMD ayak izi (3.0mm x 3.0mm), yüksek toplam ışıma akısı çıkışı ve geniş bir 100 derecelik görüş açısı yer alır, bu da geniş alan aydınlatmasını sağlar. Standart kurşunsuz reflow lehimleme süreçleriyle uyumluluk için tasarlanmıştır.

Hedef Pazar:Bu IR LED'in temel uygulama alanları, gece görüş kameraları için görünmez bir aydınlatma kaynağı olarak hizmet veren güvenlik ve gözetim sistemleridir. Ayrıca, endüstriyel otomasyondaki makine görüşü sistemleri için oldukça uygundur, düşük ışık koşullarında güvenilir nesne tespiti ve konumlandırmayı sağlar.

1.1 Paket Boyutları

Bileşen, uzunluğu 3.00 mm, genişliği 3.00 mm ve yüksekliği 2.10 mm olan kompakt, dikdörtgen bir pakette yer alır. Boyut toleransları, aksi belirtilmedikçe tipik olarak ±0.2 mm'dir. Paket, PCB montajı sırasında doğru yönlendirmeyi sağlamak için net bir polarite işaretine sahiptir. Optimum termal ve elektriksel performansı kolaylaştırmak ve baskılı devre kartına güvenli mekanik bağlantı sağlamak için önerilen lehimleme pad deseni (ayak izi) sağlanmıştır.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Aşağıdaki bölümler, cihazın elektriksel, optik ve termal özelliklerinin ayrıntılı ve objektif bir yorumunu sağlar.

2.1 Elektriksel ve Optik Özellikler

Tüm ölçümler, standart lehim noktası sıcaklığı (Ts) 25°C'de belirtilmiştir.

• İleri Voltaj (V_F):500 mA'lik bir ileri akım (I_F) uygulandığında, LED üzerindeki tipik voltaj düşüşü 1.7 V'dir, minimum değer 1.4 V'dir. Bu düşük ileri voltaj, daha yüksek sistem verimliliğine katkıda bulunur.
• Tepe Dalgaboyu (λ_p):Yayılan kızılötesi ışığın birincil dalgaboyu 850 nm'dir; bu, insan gözüne görünmezken birçok silikon tabanlı görüntü sensörünün tepe hassasiyetine yakındır.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):Maksimum yoğunluğun yarısındaki spektral genişlik tipik olarak 30 nm'dir ve bu, yayılan kızılötesi ışığın saflığını tanımlar.
• Toplam Işıma Akısı (Φ_e):Bu parametre, miliwatt cinsinden toplam optik güç çıkışını ölçer. I_F= 500 mA'de, tipik değer 350 mW'dır, aralığı 280 mW (min) ila 450 mW (max) arasındadır.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):Işıma şiddetinin maksimum şiddetin yarısı olduğu açı 100 derecedir, geniş bir ışık hüzmesi deseni sağlar.
• Termal Direnç (R_θJ-S):Eklemden lehim noktasına termal direnç 16 °C/W'dir. Bu değer, uzun vadeli güvenilirliği sağlamak için çalışma sırasındaki eklem sıcaklığını hesaplamak için kritiktir.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler

Bunlar, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitleridir. Uzun süreler boyunca bu limitlerde veya yakınında çalıştırılması önerilmez.

• Maksimum Güç Dağılımı (P_D):0.9 W.
• Maksimum Sürekli İleri Akım (I_F):500 mA.
• Maksimum Ters Voltaj (V_R):5 V. Bunun aşılması anında bozulmaya neden olabilir.
• Elektrostatik Deşarj (ESD) Toleransı:İnsan Vücudu Modeli (HBM) derecesi 2000 V'dir. Uygun ESD işlem prosedürleri zorunludur.
• Sıcaklık Aralıkları: Çalışma sıcaklığı: -40°C ila +85°C. Depolama sıcaklığı: -40°C ila +100°C.Maksimum Eklem Sıcaklığı (T
• ):_J105°C. Tbu limitin altında tutmak için çalışma akımının düşürülmesi gerekir._J3. Performans Eğrisi Analizi

3.1 İleri Voltaj vs. İleri Akım (IV Eğrisi)

IV eğrisi, yarı iletken diyotlar için tipik olan doğrusal olmayan bir ilişki gösterir. Akım 0'dan 600 mA'ye yükseldikçe, ileri voltaj yaklaşık 1.3 V'dan 1.7 V'ye yükselir. Bu eğri, uygun akım sınırlayıcı devre seçimi ve güç dağılımını anlamak için esastır.

3.2 Bağıl Yoğunluk vs. İleri Akım

Bu grafik, optik çıkışın (bağıl yoğunluk) nominal maksimuma kadar sürücü akımıyla neredeyse doğrusal olarak arttığını gösterir. Bu öngörülebilir ilişki, tasarımcıların sürücü akımını ayarlayarak parlaklığı ayarlamasına olanak tanır.

3.3 Bağıl Yoğunluk vs. Ortam Sıcaklığı

Grafik, ortam sıcaklığı arttıkça optik çıkışın azaldığını gösterir. 25°C'den 85°C'ye, bağıl yoğunluk oda sıcaklığı değerinin yaklaşık %85-90'ına düşer. Bu termal düşüş, çalışma sıcaklığı aralığında kararlı performans için tasarımlarda dikkate alınmalıdır.

3.4 Spektral Dağılım

Spektrum grafiği, tipik silikon sensör tepki tepe noktası etrafında merkezlenmiş, nispeten dar bir bant genişliği ile 850 nm'de bir tepe emisyonu doğrular. Şekil, AlGaAs tabanlı bir LED yapısının karakteristiğidir.

3.5 Işıma Deseni

Polar diyagram, 100 derecelik görüş açısını görselleştirir, yoğunluğun geniş açılarda düşmeden önce merkezi görüş konisinde oldukça düzgün olduğu neredeyse Lambertian bir yayılım deseni gösterir.

3.6 Lehim Noktası Sıcaklığı vs. İleri Akım

Bu eğri, LED eklemi ile lehim noktası arasındaki termal bağlantıyı gösterir. Belirli bir ileri akım için, lehim noktası sıcaklığı yükselir. Bu veri, termal dirençle birleştirilerek doğru termal yönetim tasarımı için kullanılır.

4. Paketleme ve SMT Montaj Bilgisi

4.1 Paketleme Şartnamesi

Ürün, otomatik SMT montajı için şerit ve makara paketlemesinde tedarik edilir. Her makara 3000 adet içerir. Taşıyıcı şerit boyutları (cep aralığı, genişlik, derinlik) ve makara boyutları (çap, göbek boyutu), standart pick-and-place ekipmanlarıyla uyumluluğu sağlamak için EIA standart şartnamelerine uygundur.

4.2 SMT Reflow Lehimleme Kılavuzu

Bu bileşen, kurşunsuz reflow lehimleme işlemleri için derecelendirilmiştir. Ana hususlar şunlardır:

Nem Hassasiyet Seviyesi (MSL):

• Seviye 3. Paketleme açılmış ve belirtilen raf ömrünü aşan ortam koşullarına maruz kalmışsa, bileşenler IPC/JEDEC standardına göre kurutulmalıdır.Profil Parametreleri:
• Tepe sıcaklığı 260°C'yi aşmayan standart bir kurşunsuz reflow profili önerilir. Sıvılaşma üzerindeki süre (tipik olarak 217°C), EMC paketi ve yarı iletken çip üzerindeki termal stresi en aza indirmek için kontrol edilmelidir.İşlem Önlemleri:
• Paket üzerinde mekanik stresden kaçının. Uygun boyutta vakum pick-up nozulları kullanın. ESD güvenli çalışma ortamları ve ekipmanları koruyun.5. Uygulama ve Tasarım Önerileri

5.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Gözetim ve Güvenlik Kameraları:

• CCTV, araç kameraları ve kapı zili kameralarında gece görüşü işlevi için gizli aydınlatma sağlar.Makine Görüşü ve Endüstriyel Otomasyon:
• Barkod okuyucuları, optik sensörler, robotik rehberlik ve kalite kontrol sistemleri için tutarlı aydınlatma sağlar.Biyometrik Sensörler:
• Yüz tanıma veya iris tarama sistemleri için IR aydınlatma modüllerinde kullanılabilir.5.2 Tasarım Hususları

Termal Yönetim:

• Yüksek güç dağılımı (0.9W'a kadar) nedeniyle, etkili ısı emilimi çok önemlidir. LED pedinin altında, toprak katmanına veya özel soğutucuya bağlı yeterli termal vias'lara sahip bir PCB kullanın. Beklenen eklem sıcaklığını T= T_J+ (P_S* R_DθJ-S_{) kullanarak hesaplayın ve 105°C'nin altında kaldığından emin olun.}Sürücü Devresi:
• Kararlı optik çıkış sağlamak ve termal kaçakları önlemek için sabit voltaj kaynağı yerine sabit akım sürücüsü kuvvetle önerilir. Sürücü, 500 mA'ye kadar akım sağlayabilmelidir.Optik Tasarım:
• Geniş 100 derecelik görüş açısı, genel sel aydınlatması için uygundur. Odaklanmış ışık hüzmesi için, ikincil optik (lensler) gerekecektir.5.3 Karşılaştırmalı Analiz

Standart delikli IR LED'lerle karşılaştırıldığında, bu SMD versiyonu modern üretim için önemli avantajlar sunar: daha küçük ayak izi, otomatik montaj için uygunluk ve PCB'ye doğrudan bağlantı nedeniyle daha iyi termal performans. Diğer SMD IR LED'lerle karşılaştırıldığında, 500mA'de 350 mW çıkış ve 3.0mm x 3.0mm paket içinde 100 derecelik açı kombinasyonu, yüksek çıkışlı, geniş kapsamlı uygulamalar için dengeli bir çözümü temsil eder.

6. Sık Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu LED'i 3.3V güç kaynağıyla sürebilir miyim?

C: Evet, ancak sabit akım sürücüsü kullanmalısınız. 500mA'de tipik ileri voltaj 1.7V'dir, bu nedenle 3.3V rayından akımı sınırlamak için seri direnç veya aktif sürücü devresi gereklidir.

S: Kaç LED'i seri bağlayabilirim?

C: Bu, sürücü voltajınıza bağlıdır. 12V sürücü için teorik olarak 7 LED'i seri bağlayabilirsiniz (12V / 1.7V ≈ 7). Ancak, voltaj toleransları ve sürücü marjını hesaba katmalısınız. LED'lerin paralel bağlanması, bireysel akım dengeleme olmadan önerilmez.

S: Beklenen ömür nedir?

C: LED ömrü öncelikle çalışma eklem sıcaklığı tarafından belirlenir. Belirtilen mutlak maksimum değerler içinde çalıştırıldığında, özellikle T

105°C'nin oldukça altında tutulduğunda, cihaz onbinlerce saat çalışma süresine ulaşabilir. Yüksek sıcaklıklar, ışık akısı düşüşünü hızlandırır._JS: Kamerada IR filtre gerekli mi?

C: Çoğu gündüz kamerası, renk bozulmasını önlemek için IR-kesme filtresine sahiptir. Etkili IR gece görüşü için, bu filtrenin mekanik olarak kenara çekilmesi veya kalıcı IR-kesme filtresi olmayan bir kamera kullanılması gerekir.

7. Teknik İlkeler ve Trendler

7.1 Çalışma Prensibi

Bir kızılötesi LED, yarı iletken bir p-n eklem diyotudur. İleri voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgede yeniden birleşir ve foton formunda enerji açığa çıkar. Bu fotonların dalgaboyu (bu durumda 850nm), kullanılan yarı iletken malzemelerin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir; bu dalgaboyu aralığı için tipik olarak alüminyum galyum arsenit (AlGaAs) kullanılır.

7.2 Endüstri Trendleri

Görüntüleme uygulamaları için IR LED'lerdeki trend, daha yüksek verimlilik (mA başına daha fazla mW), daha yoğun diziler için daha küçük paket boyutları ve geliştirilmiş güvenilirlik yönündedir. Ayrıca, belirli sensör tipleri ve göz güvenliği gerektiren uygulamalar için optimize edilmiş dalgaboylarında devam eden gelişmeler vardır. Sürücü IC'lerin LED'lerle tek bir pakette entegrasyonu, sistem tasarımını basitleştirmek için başka bir büyüyen trenddir.

The trend in IR LEDs for imaging applications is towards higher efficiency (more mW per mA), smaller package sizes for denser arrays, and improved reliability. There is also ongoing development in wavelengths optimized for specific sensor types and applications requiring eye safety. The integration of driver ICs with LEDs in a single package is another growing trend to simplify system design.