Yüzey Montaj LED Lamba LTLMH4ERADA Teknik Şartnamesi - Boyutlar 4.2x4.2x6.2mm - Gerilim 1.8-2.4V - Kırmızı 626nm - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, yüksek parlaklıklı bir yüzey montaj LED lambanın teknik şartnamesini detaylandırır. Standart SMT montaj süreçleriyle uyumlu olacak şekilde tasarlanan bu cihaz, hassas ışık çıkışı ve güvenilir performans gerektiren uygulamalar için sağlam bir çözüm sunar. LED, ek ikincil optik gerektirmeden tabela uygulamaları için uygun kontrollü bir radyasyon deseni sağlamak üzere tasarlanmış özel bir pakete sahiptir.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED'in birincil avantajları, yüksek ışık şiddeti çıkışını düşük güç tüketimiyle birleştirerek yüksek verimlilik sağlamasıdır. Paket, gelişmiş epoksi teknolojisi kullanılarak üretilmiştir ve üstün nem direnci ile UV koruması sağlayarak zorlu ortamlarda dayanıklılığını artırır. Kurşunsuz, halojensiz ve RoHS standartlarına uygundur. Cihaz özellikle, görünürlük ve güvenilirliğin kritik olduğu video mesaj tabelaları, trafik işaretleri ve diğer bilgi ekran panoları gibi uygulamaları hedeflemektedir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Cihazın standart koşullar altındaki (TA=25°C) çalışma limitleri ve performans özelliklerinin kapsamlı analizi.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

• Güç Dağılımı:Maksimum 120 mW.
• İleri Akım:Maksimum 50 mA DC. Darbe koşulları altında (görev döngüsü ≤1/10, darbe genişliği ≤10ms) 120 mA'lık bir tepe ileri akımına izin verilir.
• Termal Derecelendirme:45°C'nin üzerindeki ortam sıcaklıkları için DC ileri akımı, 0.75 mA/°C oranında doğrusal olarak düşürülmelidir.
• Sıcaklık Aralığı:Çalışma: -40°C ila +85°C; depolama: -40°C ila +100°C.
• Reflow Lehimleme:10 saniye boyunca maksimum 260°C tepe sıcaklığına dayanır.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler

IF=20mA standart test akımında ölçülen temel performans parametreleri.

• Işık Şiddeti (Iv):Minimum 1500 mcd'den maksimum 4200 mcd'ye kadar değişir, tipik değer sınıflandırmaya tabidir. Ölçüm CIE göz tepki eğrisine göre yapılır.
• Görüş Açısı (2θ1/2):Tipik görüş açısı 100/40° olarak belirtilmiştir, bu oval bir radyasyon desenini gösterir. Ölçüm toleransı ±2 derecedir.
• Dalga Boyu:Tepe emisyon dalga boyu (λP) tipik olarak 634 nm'dir. Baskın dalga boyu (λd) 618 nm ile 630 nm arasında değişir ve algılanan kırmızı rengi tanımlar, merkezi yaklaşık 626nm'dir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):Tipik olarak 15 nm.
• İleri Gerilim (VF):20mA'de 1.8 V ila 2.4 V arasında değişir.
• Ters Akım (IR):5V ters gerilimde (VR) maksimum 10 μA. Cihaz ters öngerilimli çalışma için tasarlanmamıştır.

3. Sınıflandırma Sistemi Şartnamesi

Uygulamalarda tutarlılığı sağlamak için LED'ler temel parametrelere göre sınıflara ayrılır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

LED'ler, IF=20mA'daki minimum ve maksimum ışık şiddetlerine göre dört sınıfa (R, S, T, U) ayrılır. Sınıf limitlerinde ±%15 test toleransı vardır.

• R Sınıfı:1500 - 1900 mcd
• S Sınıfı:1900 - 2500 mcd
• T Sınıfı:2500 - 3200 mcd
• U Sınıfı:3200 - 4200 mcd

Spesifik sınıf kodu, izlenebilirlik için her bir paketleme torbasında işaretlenmiştir.

3.2 İleri Gerilim Sınıflandırması

LED'ler ayrıca IF=20mA'de ileri gerilime göre üç kategoriye (1A, 2A, 3A) ayrılır, her bir limit için ±0.1V tolerans vardır.

• 1A Sınıfı:1.8 - 2.0 V
• 2A Sınıfı:2.0 - 2.2 V
• 3A Sınıfı:2.2 - 2.4 V

4. Performans Eğrisi Analizi

Tipik performans eğrileri, temel parametreler arasındaki ilişkiyi gösterir. Bu eğriler, tasarım mühendislerinin standart dışı koşullar altındaki davranışı tahmin etmesi için gereklidir.

4.1 Işık Şiddeti - İleri Akım İlişkisi

Eğri, ileri akım (IF) ile ışık şiddeti (Iv) arasındaki doğrusal olmayan ilişkiyi gösterir. Şiddet akımla artar ancak tasarımcılar, uzun ömür sağlamak için mutlak maksimum akım değerleri içinde kalmalıdır.

4.2 İleri Gerilim - İleri Akım İlişkisi

Bu karakteristik eğri, diyodun üstel V-I ilişkisini gösterir. Bunu anlamak, uygun akım sınırlayıcı devre tasarımı için çok önemlidir.

4.3 Spektral Dağılım

Spektral güç dağılım eğrisi, 634 nm tepe dalga boyu etrafında merkezlenmiştir ve tipik yarı genişliği 15 nm'dir, bu da dar bantlı kırmızı emisyonu doğrular.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Dış Boyutlar

Cihazın kompakt bir yüzey montaj ayak izi vardır. Temel boyutlar arasında gövde uzunluğu ve genişliği 4.2mm ±0.2mm ve lens dahil toplam yükseklik 6.2mm ±0.5mm bulunur. Bağlantı bacakları, paketten çıktıkları yerde 2.0mm ±0.5mm aralığa sahiptir. Tüm boyutlar milimetre cinsindendir ve aksi belirtilmedikçe genel tolerans ±0.25mm'dir.

5.2 Polarite Tanımlama ve Lehim Pedi Tasarımı

Cihazın üç pini vardır: P1 (Anot), P2 (Katot) ve P3 (Anot). P3 pininin, çalışma sırasında termal yönetime yardımcı olmak için PCB üzerindeki bir ısı emiciye veya soğutma mekanizmasına bağlanması önerilir. Doğru lehimleme ve termal performansı sağlamak için önerilen bir lehim pedi deseni sağlanmıştır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Depolama ve Nem Hassasiyeti

Bu bileşen, JEDEC J-STD-020'ye göre Nem Hassasiyet Seviyesi 3 (MSL3) olarak sınıflandırılmıştır. Açılmamış nem bariyerli torbalardaki LED'ler, <30°C ve %90 RH'de 12 aya kadar depolanabilir. Açıldıktan sonra, cihazlar <30°C ve %60 RH'de tutulmalı ve 168 saat (7 gün) içinde lehimlenmelidir. Nem göstergesi kartı >%10 RH gösteriyorsa, raf ömrü 168 saati aşıyorsa veya >30°C/%60 RH'ye maruz kalındıysa, 60°C ±5°C'de 20 saat boyunca kurutma gereklidir. Kurutma işlemi yalnızca bir kez yapılmalıdır.

6.2 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz bir reflow lehimleme profili önerilir:

• Ön Isıtma/Islatma:150°C ila 200°C, maksimum 120 saniye.
• Sıvı Faz Süresi (tL):217°C üzerindeki süre 60-150 saniye olmalıdır.
• Tepe Sıcaklık (Tp):Maksimum 260°C.
• Sınıflandırma Sıcaklığı Üzerindeki Süre (Tc=255°C):Maksimum 30 saniye.
• 25°C'den Tepeye Toplam Süre:Maksimum 5 dakika.

Reflow lehimleme ikiden fazla yapılmamalıdır. Cihaz reflow lehimleme için tasarlanmıştır ve daldırma lehimlemeye uygun değildir.

6.3 Temizleme ve Taşıma

Temizlik gerekliyse, izopropil alkol gibi alkol bazlı çözücüler kullanın. Lehimleme sırasında LED yüksek sıcaklıktayken mekanik stres uygulamaktan ve tepe sıcaklığından hızlı soğutmaktan kaçının.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Paketleme Şartnamesi

LED'ler, bir makara içinde kabartmalı taşıyıcı bant üzerinde tedarik edilir. Makara toplam 1.000 adet içerir. Cep boyutu, aralık ve makara boyutları (örn. 330mm makara çapı) dahil olmak üzere detaylı taşıyıcı bant boyutları sağlanmıştır. Paketleme üzerinde \"Elektrostatik Hassas Cihazlar\" uyarısı bulunur.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu LED, video mesaj tabelaları, trafik işaretleri ve genel mesaj ekranları dahil olmak üzere hem iç hem de dış mekan tabela uygulamaları için uygundur. Yüksek parlaklığı ve kontrollü görüş açısı, iyi görünürlük gerektiren uygulamalar için idealdir.

8.2 Sürücü Devre Tasarımı

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Birden fazla LED'i paralel bağlarken tekdüze parlaklık sağlamak için, her bir LED ile seri olarak bir akım sınırlayıcı direnç kullanılması şiddetle tavsiye edilir. Bireysel dirençler olmadan LED'leri paralel sürmek, cihazlar arasındaki ileri gerilim (Vf) farklılıkları nedeniyle akım dengesizliğine ve düzensiz parlaklığa yol açabilir.

8.3 Termal Yönetim Hususları

Cihazın belirtilmiş bir güç dağılımı olsa da, PCB üzerinden etkili termal yönetim, özellikle daha yüksek ortam sıcaklıklarında veya sürüş akımlarında performansı ve ömrü korumak için çok önemlidir. P3 pininin önerilen pedini bir termal düzleme veya ısı emiciye bağlamak için kullanmak, temel bir tasarım uygulamasıdır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Standart SMD veya PLCC (Plastik Bacaklı Çip Taşıyıcı) paketleriyle karşılaştırıldığında, bu yüzey montaj lamba optik kontrol konusunda önemli bir avantaj sunar. Entegre lens paketi, ek bir harici optik lens gerektirmeden pürüzsüz bir radyasyon deseni ve dar görüş açısı kontrolü sağlar. Bu, nihai ürün tasarımını basitleştirir, parça sayısını azaltır ve hedeflenen aydınlatma sağlarken genel montaj maliyetlerini düşürebilir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 Tepe dalga boyu ile baskın dalga boyu arasındaki fark nedir?

Tepe dalga boyu (λP), yayılan optik gücün maksimum olduğu dalga boyudur (burada tipik olarak 634nm). Baskın dalga boyu (λd), CIE renklilik diyagramından türetilir ve ışığın algılanan rengini tanımlayan tek dalga boyunu temsil eder (burada 618-630nm, merkezi 626nm). Baskın dalga boyu renk şartnamesi için daha alakalıdır.

10.2 Bu LED'i akım sınırlayıcı direnç olmadan sürebilir miyim?

Hayır. Bir LED'i doğrudan bir gerilim kaynağından çalıştırmak önerilmez ve muhtemelen aşırı akım nedeniyle cihazı tahrip eder. Güvenilir çalışma için seri bir direnç veya sabit akım sürücüsü zorunludur.

10.3 Işık şiddeti sınıf limitlerinde neden ±%15 tolerans var?

Bu tolerans, üretim test ortamındaki ölçüm değişkenliğini hesaba katar. Belirli bir sınıf içinde etiketlenmiş tüm cihazların, tanımlanan standart koşullar altında ölçüldüğünde beyan edilen şiddet aralığında performans göstereceğini garanti eder.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Senaryo: Yüksek Görünürlüklü Çıkış İşareti Tasarımı.Bir mühendis, yüksek parlaklık ve uzun ömür gerektiren yeni bir çıkış işareti tasarımı için bu LED'i seçer. Tutarlı yüksek çıkış için \"T\" sınıfından LED'leri seçer. Devre tasarımında, her LED dizisi için 20mA'ye ayarlanmış bir sabit akım sürücüsü kullanır. Gerilim gereksinimlerini karşılamak için her bir dizi içinde birden fazla LED'i seri olarak yerleştirir, bireysel dirençler olmadan paralel bağlantılardan kaçınır. PCB yerleşiminde, önerilen ped desenini takip eder ve her LED'in P3 pedini ısı dağılımı için geniş bir bakır alana bağlar. Sağlanan reflow profilini takip eden bir PCBA montaj firması belirler ve nem bariyerli torba açıldıktan sonra bileşenlerin 168 saatlik raf ömrü içinde kullanılmasını sağlar.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Bu cihaz bir ışık yayan diyottur (LED). Bir yarı iletken malzemede elektrolüminesans prensibiyle çalışır. P-N eklemine ileri gerilim uygulandığında, elektronlar deliklerle yeniden birleşir ve enerjiyi foton (ışık) formunda salar. Kullanılan spesifik yarı iletken malzeme (AllnGaP - Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) yayılan ışığın rengini belirler, bu durumda baskın dalga boyu yaklaşık 626nm olan kırmızıdır. Epoksi paket, yarı iletken çipi kapsüller, mekanik koruma sağlar ve ışık çıkışını şekillendirmek için bir lens içerir.

13. Teknoloji Trendleri

Bu cihazın temsil ettiği yüzey montaj LED teknolojisi gelişmeye devam etmektedir. Genel endüstri trendleri arasında, enerji verimliliğini artıran ışık etkinliğinde (elektriksel girişin her watt'ı için daha fazla ışık çıkışı) sürekli iyileştirmeler yer alır. Ayrıca, cihazın ömrü boyunca renk tutarlılığını ve kararlılığını iyileştirmeye odaklanılmaktadır. Paketleme teknolojisi ilerlemeleri, daha iyi termal yönetim sağlamayı ve giderek daha küçük ayak izlerinden daha yüksek sürüş akımları ve güç yoğunluklarına izin vermeyi amaçlamaktadır. Ayrıca, ayak izlerinin ve optik özelliklerin standardizasyonu, çeşitli aydınlatma ve ekran uygulamalarındaki mühendisler için tasarım sürecini basitleştirir.