T-1 3/4 Delikli LED Lamba Veri Sayfası - 572nm Sarı-Yeşil - 20mA - 75mW - İngilizce Teknik Belge

1. Ürüne Genel Bakış

Bu belge, T-1 3/4 (yaklaşık 5mm) delikli bir LED lambanın özelliklerini detaylandırmaktadır. Cihaz, geniş bir elektronik ekipman yelpazesinde durum göstergesi ve sinyalizasyon uygulamaları için tasarlanmıştır. Sarı-yeşil spektrumda, özellikle 572nm'de zirve yapan ışık üretmek için bir AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) yarı iletken çip kullanır. LED, görüş açısını genişletmeye ve ışık çıktısını yumuşatmaya yardımcı olan yeşil difüz bir lens içine kapsüllenmiştir. Bu tür bir paket, endüstri standardı bir form faktörüdür ve geleneksel lehimleme teknikleri kullanılarak baskılı devre kartlarına (PCB'ler) veya panellere çok yönlü montaja olanak tanır.

Bu LED'in temel avantajları arasında, kurşunsuz olduğunu gösteren RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uygunluğu yer alır. Hem pil ile çalışan hem de şebeke ile çalışan cihazlar için uygun olan yüksek ışık şiddeti çıktısı ve düşük güç tüketimi dengesini sunar. Tasarımı, entegre devre (IC) sürücü seviyeleri ile uyumludur ve bu da dijital sistemlerdeki arayüz gereksinimlerini basitleştirir.

Bu bileşenin hedef pazarları geniştir; iletişim ekipmanları, bilgisayar çevre birimleri, tüketici elektroniği, ev aletleri ve endüstriyel kontrol sistemlerini kapsar. Temel işlevi, sistem durumu, güç göstergesi veya çalışma modları hakkında net, güvenilir görsel geri bildirim sağlamaktır.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasarın meydana gelebileceği sınırları tanımlar. Normal çalışma için tasarlanmamıştır.

• Power Dissipation (Pd): Maksimum 75 mW. Bu, ortam sıcaklığı (TA) 25°C'de LED paketi tarafından güvenle ısı ve ışığa dönüştürülebilecek toplam elektrik gücüdür.
• DC İleri Akım (IF): Maksimum 30 mA sürekli akım.
• Tepe İleri Akım: Maksimum 60 mA, ancak yalnızca pals koşullarında (görev döngüsü ≤ 1/10, pals genişliği ≤ 10ms). Bu, flaş veya yanıp sönme uygulamalarında olduğu gibi daha yüksek anlık parlaklık elde etmek için kısa süreli aşırı sürüme izin verir.
• Derecelendirme Azaltma: Maksimum izin verilen DC ileri akımı, ortam sıcaklığı 50°C'nin üzerinde her bir santigrat derece yükseldiğinde, 25°C'deki 30mA değerinden 0.57 mA doğrusal olarak azaltılmalıdır. Bu, yüksek sıcaklık ortamlarında termal yönetim için çok önemlidir.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı: -40°C ila +85°C. Cihaz bu geniş sıcaklık aralığında çalışacak şekilde derecelendirilmiştir.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı: -40°C ila +100°C.
• Kurşun Lehimleme Sıcaklığı: LED gövdesinden 2.0mm (0.079\") uzaklıkta bir noktada ölçüldüğünde, maksimum 5 saniye için 260°C. Bu, elle veya dalga lehimleme için proses penceresini tanımlar.

2.2 Electrical & Optical Characteristics

Bunlar, standart test koşulu olan TA=25°C ve IF=20mA'de ölçülen tipik performans parametreleridir.

• Işık Şiddeti (Iv): 85 ila 400 mcd (milikandela), tipik değeri 180 mcd'dir. Bu geniş aralık, bir sınıflandırma sistemi ile yönetilir (Bkz. Bölüm 4). Ölçüm, fotopik (insan gözü) tepki eğrisi (CIE) ile eşleşecek şekilde filtrelenmiş bir sensör kullanılarak yapılır. Sınıf limitlerine ±%15 test toleransı uygulanır.
• Görüş Açısı (2θ1/2): 40 derece (tipik). Bu, ışık şiddetinin merkez eksende ölçülen değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. Yeşil difüz lens, bu orta genişlikteki görüş açısına katkıda bulunur.
• Tepe Emisyon Dalga Boyu (λP): 575 nm (tipik). Bu, LED'in spektral çıkış eğrisindeki en yüksek noktadaki dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λd): 566 ila 578 nm. Bu, CIE kromatik diyagramından türetilen, rengi tanımlayan ve insan gözü tarafından algılanan tek dalga boyudur. Hedef 572 nm'dir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ): 11 nm (tipik). Bu, yayılan ışığın spektral saflığını veya bant genişliğini gösterir; daha küçük bir değer daha monokromatik bir kaynağı işaret eder.
• İleri Yön Gerilimi (VF): IF=20mA'de 2,1 ila 2,4 V (tipik 2,4V). Bu, LED çalışırken üzerindeki gerilim düşüşüdür.
• Ters Akım (IR): 5V ters gerilim (VR) uygulandığında maksimum 100 μA. Kritik Not: Bu test koşulu yalnızca karakterizasyon içindir. LED bir diyottur ve ters polarma altında çalışmak üzere tasarlanmamıştır; ters voltaj uygulamak onu hasara uğratabilir.

3. Binning System Specification

Üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler performans gruplarına ayrılır. Bu, tasarımcıların belirli yoğunluk ve renk gereksinimlerini karşılayan parçaları seçmesine olanak tanır.

3.1 Işık Şiddeti Gruplandırması

Gruplar, IF=20mA'de minimum ve maksimum yoğunluk değerleri ile bir kod (EF0, GH0, JK0) ile tanımlanır. Her grup sınırı için ±%15 tolerans uygulanır.

• EF0: 85 - 140 mcd
• GH0: 140 - 240 mcd
• JK0: 240 - 400 mcd

Her bir paketleme torbasında izlenebilirlik için Iv sınıflandırma kodu işaretlenmiştir.

3.2 Dominant Wavelength Binning

Dalga boyu aralıkları, H06'dan H11'e kadar olan kodlarla tanımlanır ve her biri 2nm'lik bir aralığı kapsar. Her aralık sınırı için ±1nm tolerans uygulanır.

• H06: 566.0 - 568.0 nm
• H07: 568.0 - 570.0 nm
• H08: 570.0 - 572.0 nm
• H09: 572.0 - 574.0 nm
• H10: 574.0 - 576.0 nm
• H11: 576.0 - 578.0 nm

4. Performance Curve Analysis

Veri sayfasında belirli grafiksel eğrilere atıfta bulunulsa da (örn. spektral tepe için Şekil 1, görüş açısı için Şekil 6), sağlanan veriler temel ilişkilerin analizine olanak tanır.

Akım - Işık Şiddeti İlişkisi (I-Iv İlişkisi): AlInGaP LED'ler için, ışık şiddeti genellikle çalışma aralığı içinde ileri akımla orantılıdır. LED'i maksimum sürekli akımda (30mA) sürmek, 20mA test koşuluna kıyasla daha yüksek şiddet sağlar, ancak termal etkiler ve verim düşüşü dikkate alınmalıdır. Darbe akımı değeri (60mA), görev döngülü uygulamalarda daha da yüksek tepe parlaklığına izin verir.

Sıcaklık Bağımlılığı: Azaltma spesifikasyonu (50°C üzerinde 0.57 mA/°C), termal sınırlamaların doğrudan bir göstergesidir. Eklem sıcaklığı arttıkça, aşırı ısınmayı önlemek için izin verilen maksimum akım azalır. Ayrıca, bir LED'in ileri voltajı (VF) tipik olarak negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir, yani sıcaklık yükseldikçe hafifçe düşer. Işık çıktısı da genellikle artan eklem sıcaklığı ile azalır.

Spektral Özellikler: 572nm'lik baskın dalga boyu (λd), bu LED'i insan fotopik görüş eğrisinin hassasiyet zirvesine yakın olan sarı-yeşil bölgeye yerleştirir. Bu, birim ışınımsal güç başına algılanan parlaklık açısından onu oldukça verimli kılar. 11nm'lik spektral yarı genişlik, AlInGaP teknolojisinin karakteristiği olan nispeten dar bir emisyon bandına işaret eder ve bu da doygun bir renk ile sonuçlanır.

5. Mechanical & Packaging Information

5.1 Ana Hat Ölçüleri

Cihaz, standart T-1 3/4 radyal bacaklı paket profilini karşılar. Temel boyutsal notlar şunları içerir:

• Tüm boyutlar milimetre cinsindendir; aksi belirtilmedikçe genel tolerans ±0.25mm'dir.
• Flanş altındaki reçinenin maksimum çıkıntısı 1.0mm'dir.
• Lead spacing, PCB düzeni için kritik olan, lead'lerin paket gövdesinden çıktığı noktada ölçülür.
• LED lead frame, montaj sırasında mekanik stabilite için veya üretim sürecinin bir parçası olarak muhtemelen bir kesme özelliği içerir.

5.2 Polarite Tanımlama

Radyal delikli LED'lerde katot (negatif kurşun) tipik olarak lens kenarındaki düz bir nokta, daha kısa bir kurşun veya flanştaki bir çentik ile tanımlanır. Veri sayfası standart endüstri uygulamasını ima eder; daha uzun kurşun genellikle anottur (+). Tasarımcılar, ters bağlantıyı önlemek için montaj sırasında polariteyi doğrulamalıdır.

5.3 Paketleme Şartnamesi

LED'ler antistatik paketleme torbalarında tedarik edilir. Torba başına birden fazla paketleme seçeneği mevcuttur: 1000, 500, 200 veya 100 adet. Bu torbalar daha sonra karton kolilere yerleştirilir:

• İç Koli: 15 adet paketleme torbası içerir. 1000'lik torbalar kullanılıyorsa, bu toplam 15.000 adet eder.
• Dış Koli: 8 adet iç koli içerir, 1000'lik torbalar kullanıldığında tam bir sevkiyat için toplam 120.000 adet ile sonuçlanır. Bir sevkiyat partisindeki son paket dolu olmayabilir.

6. Soldering & Assembly Guidelines

6.1 Depolama

Uzun süreli depolama için ortam sıcaklığı 30°C'yi veya bağıl nem %70'i aşmamalıdır. Orijinal, nem bariyerli, vakumlu ambalajlarından çıkarılan LED'ler üç ay içinde kullanılmalıdır. Orijinal ambalaj dışında uzatılmış depolama için, lehimleme sırasında "patlamış mısır" etkisine neden olabilecek nem emilimini önlemek amacıyla, kurutucu maddeli kapalı bir kapta veya nitrojen gazı ile temizlenmiş bir kurutucuda saklanmalıdır.

6.2 Temizleme

Lehimleme sonrasında temizlik gerekliyse, yalnızca izopropil alkol (IPA) gibi alkol bazlı çözücüler kullanılmalıdır. Sert veya aşındırıcı kimyasallar epoksi lensi hasara uğratabilir.

6.3 Lead Forming

Eğer bağlantı bacakları montaj için bükülmesi gerekiyorsa, bu işlem önce Lehimleme ve oda sıcaklığında. Bükme işlemi, LED lens tabanından en az 3mm uzakta yapılmalıdır. Bükme sırasında LED'in tabanı dayanak noktası olarak kullanılmamalıdır, çünkü bu iç tel bağlantılarında veya epoksi sızdırmazlıkta gerilime neden olabilir. PCB'ye takma sırasında, mekanik gerilimi önlemek için minimum sıkıştırma kuvveti kullanın.

6.4 Lehimleme İşlemi

Lehim noktası ile LED lens tabanı arasında en az 2mm boşluk bırakılmalıdır. Lens asla lehime daldırılmamalıdır.

• Lehim Havyası: Maksimum sıcaklık 350°C, maksimum süre bağlantı ayağı başına 3 saniye (yalnızca tek seferlik lehimleme).
• Dalga Lehimleme: Maksimum 100°C'ye kadar 60 saniyeye kadar ön ısıtma yapın. Lehim dalgası sıcaklığı maksimum 260°C, maksimum daldırma süresi 5 saniyedir. LED, lehim dalgasının lens tabanına 2mm'den fazla yaklaşmayacak şekilde konumlandırılmalıdır.
• Kritik Uyarı: Aşırı sıcaklık veya süre, epoksi lensi eritebilir veya deforme edebilir, iç malzemeleri bozabilir ve yıkıcı bir arızaya neden olabilir. Kızılötesi (IR) reflow lehimleme, bu delikli paket tipi için açıkça uygun değildir.

7. Application & Design Recommendations

7.1 Sürücü Devre Tasarımı

LED, akım kontrollü bir cihazdır. Parlaklığı voltajla değil, akımla kontrol edilir. Özellikle paralel bağlı birden fazla LED'i sürerken, eşit parlaklık sağlamak için şiddetle tavsiye edilir Her LED ile seri olarak ayrı bir akım sınırlama direnci kullanmak (Devre Modeli A).

Paralel bağlı birden fazla LED için tek bir direnç kullanmak (Devre Modeli B) tavsiye edilmez. LED'ler arasındaki ileri voltaj (VF) karakteristiğindeki küçük farklılıklar, her koldan geçen akımda önemli farklara neden olarak düzensiz parlaklığa yol açar. Seri direnç, akımı stabilize etmeye ve güç kaynağı voltajı ile LED'in VF'sindeki değişimleri telafi etmeye yarar.

Direnç değeri (R), Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R = (Vcc - VF) / IF. Burada Vcc besleme voltajı, VF LED'in ileri voltajı (muhafazakar bir tasarım için veri sayfasındaki maksimum değer kullanılır) ve IF istenen ileri akımdır (örneğin, 20mA).

7.2 Elektrostatik Deşarj (ESD) Koruması

LED, elektrostatik deşarj nedeniyle hasara karşı hassastır. Taşıma ve montaj sırasında önlem alınmalıdır:

• Personel, topraklanmış bileklikler veya antistatik eldivenler giymelidir.
• Tüm ekipmanlar, çalışma tezgahları ve depolama rafları uygun şekilde topraklanmalıdır.
• Sürtünme nedeniyle plastik lens üzerinde birikebilecek statik yükü nötrleştirmek için bir iyonizer kullanılabilir.
• Montaj alanında çalışan personel için eğitim ve sertifikasyon içeren bir ESD kontrol programı uygulayın.

7.3 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu LED, hem iç ve dış mekan tabelaları (parlaklığı ve renginin etkili olduğu yerler) hem de genel elektronik ekipmanlar için uygundur. Belirli kullanımları şunlardır:

• Güç/Durum Göstergeleri: Ev aletleri, bilgisayarlar ve ağ ekipmanlarındaki açma/kapama, bekleme veya çalışma modu ışıkları.
• Panel Göstergeleri: Kontrol panellerindeki anahtarlar, düğmeler veya açıklamalar için arka aydınlatma.
• Tüketici Elektroniği: Ses/görüntü ekipmanları, şarj cihazları ve oyuncaklardaki gösterge ışıkları.
• Endüstriyel Kontroller: Makinelerde, sensörlerde ve ölçüm cihazlarında durum göstergesi.

8. Technical Comparison & Considerations

GaP (Galliyum Fosfür) gibi eski teknolojilere kıyasla, bu AlInGaP sarı-yeşil LED, aynı sürücü akımı için daha parlak bir çıkış sağlayarak önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği ve yoğunluğu sunar. 572nm dalga boyu, fotopik (gün ışığı) görmede insan gözünün pik hassasiyetiyle yakından uyum sağladığı için mükemmel görünürlük sağlar.

Bir uygulama için LED seçerken, tasarımcılar görüş açısı ve eksenel yoğunluk arasındaki dengeleri göz önünde bulundurmalıdır. Bu LED'in 40 derecelik görüş açısı, makul ölçüde geniş bir görüş konisi sağlarken iyi bir eksenel parlaklığı koruyarak iyi bir uzlaşma sunar. Son derece geniş bir görüş açısı gerektiren uygulamalar için farklı bir lens şekli (örneğin, düz üstlü veya yandan görünümlü paket) daha uygun olacaktır.

Delikli paket, prototipleme, manuel montaj ve lehim bağlantısının yüksek mekanik mukavemet gerektirdiği uygulamalarda avantajlar sunar. Ancak, yüksek hacimli otomatik montaj için, daha hızlı yerleştirme hızları ve azaltılmış kart alanı nedeniyle genellikle yüzey montaj cihazı (SMD) paketleri tercih edilir.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu LED'i doğrudan bir 5V dijital mantık çıkışından sürebilir miyim?
C: Hayır. Tipik ileri voltajı 2.4V'dur. Doğrudan 5V'a bağlamak aşırı akım akışına neden olarak LED'i tahrip eder. Seri bir akım sınırlama direnci kullanmalısınız. 5V besleme ve 20mA hedefi için, yaklaşık (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohm'luk bir direnç başlangıç noktası olacaktır (en yakın standart değeri kullanın, örn. 120 veya 150 Ohm).

S: Tasarımım için "derating" (güç azaltma) spesifikasyonu ne anlama geliyor?
C: Uygulamanız 50°C'nin üzerindeki bir ortam sıcaklığında çalışıyorsa, maksimum sürekli akımı azaltmalısınız. Örneğin, 70°C ortam sıcaklığında (50°C referansının 20°C üzerinde), akımı 20°C * 0.57 mA/°C = 11.4 mA azaltmalısınız. Bu nedenle, 70°C'deki maksimum güvenli sürekli akım 30 mA - 11.4 mA = 18.6 mA olacaktır.

S: Neden ayrı bir "tepe" akım derecelendirmesi var?
C: LED, kısa darbe sürelerinde daha yüksek akımı kaldırabilir çünkü üretilen ısının, bağlantı sıcaklığını hasar verici bir seviyeye çıkarmak için yeterli zamanı yoktur. Bu, çok parlak flaşlar oluşturmak veya birden fazla LED'in sırayla sürüldüğü çoklama şemaları için kullanışlıdır.

S: Sipariş verirken sınıflandırma kodlarını nasıl yorumlamalıyım?
A: Aldığınız LED'lerin tutarlı parlaklık ve renge sahip olmasını sağlamak için istenen ışık şiddeti sınıfını (örneğin, 140-240 mcd için GH0) ve baskın dalga boyu sınıfını (örneğin, 570-572nm için H08) belirtirsiniz. Uygulamanız renk açısından kritik değilse, daha geniş bir dalga boyu sınıfı kabul edilebilir ve potansiyel olarak daha uygun maliyetli olabilir.

10. Tasarıma Entegrasyon Örnek Çalışması

Senaryo: 60°C'ye kadar çalışma ortamına sahip bir endüstriyel kontrolör için durum göstergesi paneli tasarımı. Panelde üç LED bulunur: Güç (sürekli yanık), Arıza (yanıp sönen) ve Aktif (iletişim sırasında nabız atışı şeklinde yanıp sönen). Sistem kontrol için 3.3V mikrodenetleyici kullanır.

Tasarım Adımları:

1. Akım Seçimi: 60°C ortam sıcaklığı nedeniyle, düşürme uygulanmalıdır. 50°C'nin üzerindeki her 10°C için. Akım azalması = 10°C * 0.57 mA/°C = 5.7 mA. Maksimum sürekli akım = 30 mA - 5.7 mA = 24.3 mA. Güvenilirlik ve uzun ömür için 15mA'lik bir tasarım hedefi seçilmiştir; bu, sınırların içinde kalırken iyi bir parlaklık sağlar.
2. Direnç Hesaplaması: Vcc = 3.3V, VF(max) = 2.4V, IF = 15mA kullanılarak. R = (3.3V - 2.4V) / 0.015A = 60 Ohm. Standart 62-ohm'luk bir direnç seçilmiştir.
3. Sürüş Yöntemi: Her LED, bir mikrodenetleyici GPIO pini (çıkış olarak yapılandırılmış) ile toprak arasına, kendi 62 ohm'luk seri direnci ile bağlanmıştır. \"Fault\" LED'i yazılım tarafından yanıp söndürülür. \"Active\" LED'i, ayırt edici bir görsel efekt için daha yüksek bir frekansta darbe ile sürülür ve 30mA üzeri darbeler kullanılıyorsa 1/10 görev döngüsü sınırı içinde kalır.
4. Binning: Tutarlı bir görünüm için, üç LED'in parlaklık ve renk tonunda yakından eşleşmesini sağlamak amacıyla GH0 yoğunluk aralığı ile H08 veya H09 dalga boyu aralığını belirtin.
5. Yerleşim: PCB delikleri, bacak aralığı ölçüsüne göre yerleştirilir. Dalga lehimleme sırasında lehimin yayılmasını önlemek için LED gövdesi etrafında en az 2mm yarıçaplı bir yasaklı alan korunur.

11. Technology Principle Introduction

Bu LED, bir alt tabaka üzerinde büyütülmüş AlInGaP yarı iletken malzemesine dayanmaktadır. P-n eklemine ileri yönde bir voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir ve burada yeniden birleşirler. Bu yeniden birleşim süreci, enerjiyi fotonlar (ışık) şeklinde açığa çıkarır. Işığın belirli dalga boyu (rengi), kristal büyütme sırasında Alüminyum, İndiyum, Galyum ve Fosfor oranları ayarlanarak tasarlanan yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi ile belirlenir. 572nm sarı-yeşil emisyon, belirli bir AlInGaP bileşimi ile elde edilir. Yeşil difüze epoksi lens birden fazla amaca hizmet eder: kırılgan yarı iletken çipi ve tel bağlantılarını kapsüller ve korur, ışık çıktı huzmesini şekillendirmek için bir kırıcı eleman görevi görür (40 derecelik görüş açısını oluşturur) ve ışığı dağıtmak için difüzan parçacıklar içerir, böylece yayıcı yüzeyin daha düzgün ve daha az göz kamaştırıcı görünmesini sağlar.

12. Industry Trends & Context

Bu T-1 3/4 paketi gibi delikli LED'ler onarım, hobi ve belirli endüstriyel pazarlar için hayati önemini korurken, elektronik imalatındaki baskın eğilim yüzey montaj teknolojisine (SMT) doğrudur. SMD LED'ler, otomatik montaj hızı, kart alanından tasarruf ve daha düşük profil açısından önemli avantajlar sunar. Ancak, delikli bileşenler mekanik sağlamlıkları, manuel lehimleme ve yeniden işleme kolaylıkları ve bacaklar aracılığıyla PCB'ye üstün ısıl bağlantıları nedeniyle değerlidir. Malzeme teknolojisi açısından, AlInGaP yüksek verimli kırmızı, turuncu, kehribar ve sarı-yeşil LED'ler için standart olmaya devam etmektedir. Gerçek yeşil ve mavi renkler için ise yaygın teknoloji InGaN'dır (İndiyum Galyum Nitrür). Geliştirme odağı, ışık etkinliğini (lümen/vat) artırmaya, sıcaklık ve ömür boyunca renk tutarlılığını ve kararlılığını iyileştirmeye ve zorlu çevre koşullarında güvenilirliği artırmaya devam etmektedir.