SMD LED 1206 Kırmızı 639nm Veri Sayfası - Paket 3.2x1.6x1.1mm - İleri Voltaj 1.6-2.4V - Işık Şiddeti 18-180mcd - İngilizce Teknik Belge

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, yüksek performanslı, yüzeye montaj AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) kırmızı ışık yayan LED'in özelliklerini detaylandırmaktadır. Cihaz, kompakt, endüstri standardı 1206 paket boyutunda yüksek parlaklık ve güvenilirlik gerektiren uygulamalar için tasarlanmıştır. Başlıca avantajları arasında otomatik al-yerleştir ekipmanları ve kızılötesi (IR) reflow lehimleme prosesleri ile uyumluluğu bulunur, bu da onu yüksek hacimli üretime uygun kılar.

LED, kırmızı, turuncu ve sarı dalga boylarını üretmedeki yüksek verimliliği ve kararlılığı ile bilinen bir AlInGaP yarı iletken çip kullanır. "Water Clear" lens malzemesi geniş bir görüş açısı sağlar ve belirtilen ışık şiddetinin elde edilmesine yardımcı olur. Ürün, RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uygundur.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu koşullar altında çalışmanın garantisi yoktur.

• Güç Dağılımı (Pd): 62.5 mW. Bu, LED paketinin termal sınırlarını aşmadan ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır.
• Tepe İleri Akımı (I_F(peak))): 60 mA. Bu, aşırı ısınmayı önlemek için genellikle darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) belirtilen izin verilen maksimum anlık ileri akımdır.
• DC Forward Current (I_F): 25 mA. Bu, güvenilir uzun vadeli çalışma için önerilen maksimum sürekli ileri akımdır.
• Ters Gerilim (V_R): 5 V. Ters öngerilimde bu voltajın aşılması, eklem bozulmasına neden olabilir.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı (T_opr): -30°C ila +85°C. LED'in kendi özelliklerine uygun şekilde çalışacağı ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı (T_stg): -40°C ila +85°C.
• Infrared Lehimleme Koşulu: 260°C, 10 saniye. Paketin reflow lehimleme sırasında dayanabileceği maksimum termal profil.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bu parametreler, aksi belirtilmedikçe, Ta=25°C ve I_F=20mA standart test koşulunda ölçülmüştür.

• Işık Şiddeti (I_V): 18.0 - 180.0 mcd (millicandela). Eksen üzerinde ölçülen, yayılan görünür ışık miktarı. Geniş aralık, bir sınıflandırma sisteminin kullanıldığını gösterir (Bkz. Bölüm 3).
• Görüş Açısı (2θ_1/2): 130 derece. Bu, ışık şiddetinin tepe (eksen üzeri) değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. Geniş 130° açı, alan aydınlatması için uygun, dağınık, odaklanmamış bir yayılım modelini gösterir.
• Peak Emission Wavelength (λ_P): 639 nm (tipik). Spektral güç çıkışının maksimum olduğu dalga boyu.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d): 631 nm (tipik olarak I_F=20mA). Bu, CIE kromatiklik diyagramından türetilen, LED'in rengini en iyi temsil eden ve insan gözü tarafından algılanan tek dalga boyudur.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ): 20 nm (tipik). Yayılan spektrumun bant genişliği, tepe yoğunluğun yarısında ölçülmüştür. 20 nm değeri, AlInGaP kırmızı LED'lerin karakteristik bir özelliğidir.
• İleri Yönlü Gerilim (V_F): 1.60 - 2.40 V, I_F=20mA'de. LED çalışırken üzerindeki gerilim düşüşü. Değişkenlik, yarı iletken üretim toleranslarından kaynaklanır.
• Ters Yönlü Akım (I_R): V_R=5V'de LED ters polarma altındayken küçük sızıntı akımı.

3. Binning Sistemi Açıklaması

Uygulamalarda tutarlılığı sağlamak için LED'ler ana parametrelere göre sınıflandırılır (binlenir). Bu cihaz öncelikle Işık Şiddeti için binnlenmiştir.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Işık şiddeti, her birinin minimum ve maksimum değeri olan çeşitli gruplara ayrılır. Her grubun toleransı +/-%15'tir.

• Bin M: 18.0 - 28.0 mcd
• Bin N: 28.0 - 45.0 mcd
• Bin P: 45.0 - 71.0 mcd
• Bin Q: 71.0 - 112.0 mcd
• Bin R: 112.0 - 180.0 mcd

Tasarımcılar, parlaklık gereksinimlerine göre uygun grubu seçmelidir. Paralel bağlı birden fazla LED kullanırken, her LED ile seri olarak bir akım sınırlama direnci kullanmak (sürüş yöntemi bölümünde gösterildiği gibi), V farklılıkları akım dengesizliğine neden olabileceğinden, düzgün parlaklığı sağlamak için kritik öneme sahiptir._F farklılıkları akım dengesizliğine neden olabilir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiklere atıfta bulunulsa da (örneğin, Şekil 1, Şekil 5), tipik davranış teknolojiye dayalı olarak tanımlanabilir.

4.1 İleri Akım - İleri Voltaj (I-V Eğrisi)

AlInGaP LED, tipik bir diyot I-V karakteristiği sergiler. İleri yön gerilimi (V_F) negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir, yani eklem sıcaklığı arttıkça hafifçe azalır. Belirtilen V_F Güç kaynağı tasarımında 20mA'de 1.6V ila 2.4V aralığı dikkate alınmalıdır.

4.2 Işık Şiddeti - İleri Akım

Normal çalışma aralığında (DC ileri yön akım değeri olan 25mA'ye kadar) ışık şiddeti, ileri yön akımıyla yaklaşık olarak orantılıdır. Bu akımın üzerinde çalışmak, artan ısı üretimine, verim düşüşüne ve hızlanmış lümen azalmasına yol açar.

4.3 Sıcaklığa Bağımlılık

AlInGaP LED'lerin ışık çıktısı, eklem sıcaklığı yükseldikçe azalır. Bu özellik, LED'in yüksek ortam sıcaklıklarında çalışabileceği veya termal yönetimin zor olduğu tasarımlar için çok önemlidir. -30°C ila +85°C çalışma sıcaklığı aralığı, belirtilen performansı korumanın sınırlarını tanımlar.

4.4 Spektral Dağılım

Emisyon spektrumu, tipik olarak 639nm tepe dalga boyu etrafında merkezlenmiştir ve yarı genişliği 20nm'dir. Baskın dalga boyu (631nm), algılanan kırmızı rengi tanımlar. Bu spektrum, çalışma akımı ve sıcaklık aralığı boyunca stabildir, bu da renk kritik uygulamalar için önemlidir.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED, endüstri standardı 1206 yüzey montaj paketinde bulunur. Ana boyutlar (milimetre cinsinden) yaklaşık 3.2mm gövde uzunluğu, 1.6mm genişlik ve 1.1mm yüksekliği içerir. Aksi belirtilmedikçe, tüm boyutsal toleranslar tipik olarak ±0.10mm'dir. Paket, lehimleme için iki anot/katot terminali içerir.

5.2 Polarite Tanımlama

Katot tipik olarak işaretlenmiştir, genellikle paketin ilgili tarafında yeşil bir ton veya plastik gövdede bir çentik ile. PCB yerleşimi ve montajı sırasında doğru polarite yönlendirmesi esastır.

5.3 Önerilen Lehimleme Pedi Yerleşimi

Uygun lehim bağlantısı oluşumu, mekanik stabilite ve yeniden akış sırasında ısı dağılımını sağlamak için önerilen bir baskılı devre kartı yüzey deseni (lehim ped tasarımı) sağlanmıştır. Bu düzene uymak, mezar taşı etkisini (bileşenin bir ucu üzerinde dikilmesi) önlemeye yardımcı olur ve güvenilir elektriksel bağlantıyı sağlar.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Profili

LED, kızılötesi (IR) reflow lehimleme işlemleriyle uyumludur. Kurşunsuz (Pb-free) montaj için JEDEC standartlarına uygun önerilen bir profil sağlanmıştır. Temel parametreler şunları içerir:

• Ön Isıtma: Kartı ve bileşenleri kademeli olarak ısıtmak, flux'u aktifleştirmek ve termal şoku en aza indirmek için maksimum 120 saniye boyunca 150-200°C.
• Tepe Sıcaklığı: Maksimum 260°C.
• Likidüs Üzeri Süre: Cihaz, maksimum 10 saniye boyunca tepe sıcaklığına maruz bırakılmalıdır. Yeniden akış işlemi en fazla iki kez gerçekleştirilmelidir.

Profil, kullanılan belirli PCB tasarımı, bileşenler, lehim pastası ve fırın için karakterize edilmelidir.

6.2 El ile Lehimleme

El ile lehimleme gerekliyse, maksimum 300°C'ye ayarlanmış sıcaklık kontrollü bir lehim havya kullanın. Her bacağın lehimleme süresi 3 saniyeyi geçmemeli ve plastik paket ile yarı iletken çipe termal hasarı önlemek için bu işlem yalnızca bir kez yapılmalıdır.

6.3 Temizleme

Lehimleme sonrasında temizlik gerekiyorsa, yalnızca belirtilen çözücüler kullanılmalıdır. LED'in oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkol içinde bir dakikadan kısa süre batırılması kabul edilebilir. Epoksi lens veya pakete zarar verebileceğinden, belirtilmemiş kimyasal sıvılar kullanılmamalıdır.

6.4 Depolama ve Taşıma

• ESD (Elektrostatik Deşarj) Duyarlılığı: LED'ler ESD'ye karşı hassastır. Taşıma sırasında topraklanmış bileklikler, antistatik paspaslar ve topraklanmış ekipman kullanımı dahil olmak üzere uygun ESD önlemleri alınmalıdır.
• Nem Hassasiyeti: Paket nem hassastır. Orijinal, desikatörlü, hava geçirmez nem önleyici torbada ≤30°C ve ≤90% RH koşullarında saklandığında raf ömrü bir yıldır. Torba açıldıktan sonra bileşenler ≤30°C ve ≤60% RH'de saklanmalı ve ideal olarak bir hafta içinde reflow işlemine tabi tutulmalıdır. Orijinal torba dışında daha uzun süreli depolama için desikatörlü hava geçirmez bir kap kullanılmalıdır. Açık halde bir haftadan uzun süre saklanan bileşenler, emilmiş nemi gidermek ve reflow sırasında "popcorning"i önlemek için lehimlemeden önce yaklaşık 60°C'de en az 20 saat fırınlanmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş

LED'ler, otomatik montaj için endüstri standardı paketlemede tedarik edilir.

• Tape and Reel: Bileşenler, 7 inç (178mm) çapındaki makaralara 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı bant üzerinde paketlenmiştir.
• Makara Başına Miktar: 4000 adet.
• Minimum Order Quantity (MOQ): Kalan miktarlar için 500 adet.
• Packaging Standard: ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uygundur. Banttaki boş cepler üst kapak bandı ile kapatılmıştır.

8. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Devreleri

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. En güvenilir sürme yöntemi, her LED için seri bir akım sınırlama direnci kullanmaktır; özellikle birden fazla LED'i paralel bağlarken. Bu, LED'lerin doğal ileri voltaj (V_F) bir LED'den diğerine, dizideki tüm cihazlarda eşit akım ve dolayısıyla eşit parlaklık sağlayarak. LED'leri sabit akım kaynağı ile sürmek en kararlı optik çıktıyı sağlar.

8.2 Termal Yönetim

Güç tüketimi nispeten düşük olsa da (maks. 62.5mW), uygun termal tasarım LED ömrünü uzatır ve parlaklığı korur. Özellikle maksimum DC akımda veya buna yakın değerlerde çalışırken, PCB'nin LED pedlerine bağlı yeterli bakır alana sahip olduğundan ve bunun bir soğutucu görevi gördüğünden emin olun. Uzun süreler boyunca ortam sıcaklığının üst sınırında çalışmaktan kaçının.

8.3 Uygulama Kapsamı

Bu LED, durum göstergesi, arka aydınlatma veya dekoratif aydınlatma gerektiren genel elektronik ekipmanlar için uygundur. Bu, tüketici elektroniği, ofis ekipmanları, iletişim cihazları ve ev aletlerindeki uygulamaları içerir. Arızanın hayatı veya güvenliği tehlikeye atabileceği uygulamalar (örn. havacılık, tıbbi yaşam destek, kritik trafik kontrolü) için özel olarak tasarlanmamış veya nitelikli değildir. Bu tür uygulamalar için, özel olarak nitelikli bileşenler konusunda üretici ile istişare gereklidir.

9. Teknoloji Karşılaştırması ve Farklılaşması

Bu LED, emici bir substrat üzerindeki AllnGaP veya eski GaAsP LED'ler gibi diğer teknolojilere kıyasla kırmızı/turuncu/sarı ışık yayılımı için belirgin avantajlar sunan AlInGaP teknolojisini kullanır.

• High Efficiency & Brightness: AlInGaP, geleneksel teknolojilere kıyasla daha yüksek ışık etkinliği (elektriksel watt başına daha fazla ışık çıktısı) sağlar ve küçük bir pakette yüksek parlaklığa (180mcd'ye kadar) olanak tanır.
• Renk Kararlılığı: AlInGaP LED'lerin renk noktası (baskın dalga boyu), bazı alternatiflere kıyasla çalışma akımı ve sıcaklık aralıklarında ve cihazın ömrü boyunca daha kararlıdır.
• Geniş Görüş Açısı: Su berraklığındaki lens ile 130° görüş açısı, odaklanmış veya dar açılı lenslere kıyasla geniş ve eşit aydınlatma sağlar.
• Yüzeye Monte Uyumluluğu: 1206 paketi ve IR reflow ile uyumluluğu, delikli LED'lere kıyasla modern ve üretilebilir bir çözüm sunar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

10.1 Hangi direnç değerini kullanmalıyım?

Seri direnç değeri (R_s) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R_s = (V_supply - V_F) / I_F. Veri sayfasındaki maksimum V_F değerini (2.4V) kullanarak en kötü durum koşullarında akımın istenen I_F değerini (örneğin, 20mA) aşmamasını sağlayın. 5V besleme için: R_s = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ohm. Standart 130Ω veya 150Ω direnç uygun olacaktır.

10.2 Onu bir PWM sinyali ile sürebilir miyim?

Yes, Pulse Width Modulation (PWM) is an excellent method for dimming LEDs. It maintains the LED's color characteristics better than analog (current) dimming. Ensure the PWM frequency is high enough to avoid visible flicker (typically >100Hz) and that the peak current in each pulse does not exceed the absolute maximum rating of 60mA.

10.3 Işık şiddetinde neden bu kadar geniş bir aralık var?

Aralık (18-180mcd), tüm üretim gruplarındaki toplam dağılımı temsil eder. Tekil LED'ler, çok daha dar aralıklara sahip belirli gruplara (M, N, P, Q, R) ayrılır. Uygulamanız için parlaklık seviyesini garanti etmek amacıyla sipariş verirken istediğiniz grubu belirtmelisiniz.

10.4 LED ne kadar süre dayanır?

LED ömrü (genellikle ışık çıkışının başlangıç değerinin %70'ine düştüğü nokta olarak tanımlanan L70) bu veri sayfasında açıkça belirtilmemiştir. Ömür, büyük ölçüde çalışma koşullarına, özellikle jonksiyon sıcaklığına ve sürme akımına bağlıdır. Maksimum değerlerin oldukça altında çalışmak (örneğin, 15-20mA'de ve iyi bir termal yönetimle) çalışma ömrünü önemli ölçüde uzatacak, potansiyel olarak on binlerce saate çıkaracaktır.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örnekleri

11.1 Durum Göstergesi Paneli

Endüstriyel ekipmanlar için çoklu durum göstergesi panelinde, bu LED'lerden birkaçı (örneğin, orta-yüksek parlaklık için Bin P veya Q) bir sıra halinde düzenlenebilir. Her biri, bir seri direnç (örneğin, 3.3V veya 5V sistem için 150Ω) üzerinden bir mikrodenetleyici GPIO pini tarafından sürülür. Geniş görüş açısı, durumun çeşitli operatör pozisyonlarından görülebilmesini sağlar. Reflow uyumluluğu, LED'ler ve mikrodenetleyici dahil olmak üzere tüm kartın tek seferde lehimlenmesine olanak tanır.

11.2 Membran Anahtarlar için Arka Aydınlatma

Bin R (en yüksek parlaklık) sınıfı tek bir LED, yarı saydam bir membran anahtar simgesinin yanına yerleştirilerek arka aydınlatma sağlayabilir. Su berraklığındaki lensin yayılan, geniş açılı ışığı, simgenin eşit şekilde aydınlatılmasına yardımcı olur. Düşük profili (1.1mm yükseklik), ince cihaz tasarımlarına sığmasını sağlar.

12. Teknik Prensip Tanıtımı

Bu LED'de ışık yayılımı, AlInGaP'den yapılmış bir yarı iletken p-n eklemindeki elektrolüminesansa dayanır. İleri yönlü bir voltaj uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden oyuklar aktif bölgeye (ekleme) enjekte edilir. Elektronlar ve oyuklar yeniden birleştiğinde, enerjilerini fotonlar (ışık) şeklinde salgılarlar. Kristal kafesteki Alüminyum, İndiyum, Galyum ve Fosfürün özgün bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler; bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tanımlar—bu durumda, yaklaşık 639nm'de kırmızı. "Water Clear" epoksi lens, çipi kapsülleyerek mekanik koruma sağlar, ışık çıkış desenini şekillendirir ve yarı iletken malzemeden ışık çıkarımını artırır.

13. Teknoloji Trendleri ve Gelişmeler

Bu tip SMD gösterge LED'lerindeki genel eğilim, daha da yüksek verimliliğe (vat başına daha fazla lümen) doğrudur; bu, daha düşük sürme akımlarında aynı parlaklığa izin vererek güç tüketimini ve ısı üretimini azaltır. Ayrıca, optik performansı korurken veya iyileştirirken sürekli bir küçültme çabası vardır. Dahası, paket malzemeleri ve üretim süreçlerindeki iyileştirmeler, kurşunsuz montaj için gerekli olan giderek daha zorlu lehimleme profilleriyle uyumluluğu ve güvenilirliği artırır. Renk tutarlılığı ve daha sıkı sınıflandırma toleransları da, hassas renk eşleştirmesi gerektiren uygulamaların ihtiyaçlarını karşılamak için süregelen gelişim alanlarıdır.