Turuncu SMD LED Veri Sayfası - 0.55mm Yükseklik - 1.8V Tipik İleri Gerilim - 75mW Güç Dağılımı - İngilizce Teknik Dokümantasyon

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, yüksek performanslı, yüzeye montaj Turuncu LED'in özelliklerini detaylandırmaktadır. Cihaz, son derece düşük profili ile karakterize edilir ve bu da dikey alanın kritik bir kısıtlama olduğu uygulamalar için uygun hale getirir. LED, turuncu-kırmızı spektrumda yüksek ışık verimliliği ve mükemmel renk saflığı sağlamasıyla bilinen bir AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) yarı iletken malzeme kullanır. RoHS uyumlu ve çevre dostu bir ürün olarak, çağdaş çevre standartlarına uyar. Bileşen, yüksek hızlı otomatik seç-ve-yerleştir montaj ekipmanları ve kızılötesi reflow lehimleme işlemleriyle uyumluluğu kolaylaştıran, endüstri standardı 8mm bant üzerinde 7 inç çapında makaralar halinde tedarik edilir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Aksi belirtilmedikçe, tüm parametreler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir. Bu parametreleri anlamak, güvenilir devre tasarımı ve performans tahmini için çok önemlidir.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırlarda veya bu sınırların ötesinde çalışma garantili değildir ve uzun vadeli güvenilirlik için kaçınılmalıdır.

• Güç Dağılımı (Pd): 75 mW. Bu, LED paketinin ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır. Bu sınırın aşılması, yarı iletken ekleme ve epoksi lens için termal hasar riski oluşturur.
• DC İleri Akım (IF): 30 mA. Uygulanabilecek maksimum sürekli ileri akım.
• Tepe İleri Akım: 80 mA. Bu yalnızca %1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliğine sahip darbe koşullarında izin verilir. Kısa, yüksek yoğunluklu flaşlar için kullanışlıdır.
• Ters Gerilim (VR): 5 V. Bu değerin üzerinde bir ters gerilim uygulamak, LED jonksiyonunda anında ve felaket niteliğinde bir arızaya neden olabilir.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı: -30°C ila +85°C. Cihazın çalışmak üzere tasarlandığı ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı: -40°C ila +85°C.
• Infrared Soldering Condition: Kurşunsuz (Pb-free) yeniden akış lehimleme profilleri için tipik olan 260°C'de 10 saniye dayanır.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bu parametreler, normal çalışma koşullarında (tipik olarak IF = 2 mA'de) ışık çıkışını ve elektriksel davranışı tanımlar.

• Işık Şiddeti (Iv): Minimum 2.80 mcd'den maksimum 18.00 mcd'ye kadar değişir. Gerçek değer, spesifik bin koduna bağlıdır (Bkz. Bölüm 3). Şiddet, fotopik (CIE) insan gözü tepki eğrisiyle eşleşecek şekilde filtrelenmiş bir sensör kullanılarak ölçülür.
• Görüş Açısı (2θ_1/2): 130 derece. Bu, ışık şiddetinin eksen üzerinde (0 derece) ölçülen değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. Bu gibi geniş bir görüş açısı, durum göstergeleri ve arka aydınlatma için uygun geniş, dağınık bir aydınlatma deseni sağlar.
• Peak Emission Wavelength (λ_P): 611.0 nm. Bu, spektral güç çıkışının maksimum olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d): 605.0 nm. Bu, CIE kromatiklik diyagramından türetilen bir kolorimetrik parametredir. Işığın algılanan rengini en iyi şekilde tanımlayan tek dalga boyunu temsil eder. Renk spesifikasyonu için daha ilgili parametredir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ): 17 nm. Bu, spektral saflığı gösterir. Daha küçük bir değer, daha monokromatik (saf renk) bir ışık anlamına gelir. 17 nm, turuncu aralıktaki AlInGaP LED'ler için tipiktir.
• İleri Yönlü Gerilim (V_F): Genellikle 2 mA'de 1.60V ila 2.20V aralığında 1.80V'dir. Bu düşük ileri yönlü gerilim, AlInGaP teknolojisinin önemli bir avantajıdır ve daha yüksek verimliliğe katkıda bulunur.
• Ters Yönlü Akım (I_R): 5V ters öngerilim uygulandığında maksimum 10 μA.

3. Binning Sistemi Açıklaması

Yarı iletken üretimindeki doğal varyasyonlar nedeniyle, LED'ler performans sınıflarına ayrılır. Bu sistem, tasarımcıların uygulamaları için belirli tolerans gereksinimlerini karşılayan bileşenleri seçmelerine olanak tanır.

3.1 İleri Yönlü Gerilim Sınıflandırması

Birimler, IF = 2 mA'de ölçülen Volt (V) cinsindendir. Her sınıf içindeki tolerans ±0.1V'dur.

• D1: 1.60V (Min) ila 1.80V (Max)
• D2: 1.80V (Min) ila 2.00V (Max)
• D3: 2.00V (Min) ila 2.20V (Max)

Daha dar bir voltaj bandı seçmek (örneğin, yalnızca D1), düşük voltajlı bir pilden doğrudan beslenen uygulamalarda pil boşaldıkça tutarlı parlaklığı sağlamak veya paralel LED dizilerinde akım paylaşımını garanti etmek için önemli olabilir.

3.2 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Birimler, IF = 2 mA'de ölçülen milikandela (mcd) cinsindendir. Her sınıf içindeki tolerans ±%15'tir.

• H: 2.80 mcd (Min) ila 4.50 mcd (Max)
• J: 4.50 mcd (Min) ila 7.10 mcd (Max)
• K: 7.10 mcd (Min) ile 11.20 mcd (Max) arası
• L: 11.20 mcd (Min) ile 18.00 mcd (Max) arası

Bu sınıflandırma, çoklu segmentli ekranlar veya arka ışık panelleri gibi birden fazla LED arasında düzgün parlaklık gerektiren uygulamalar için kritik öneme sahiptir.

3.3 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Birimler, IF = 2 mA'de ölçülen nanometre (nm) cinsindendir. Her bir sınıf için tolerans ±1 nm'dir.

• N: 597.0 nm (Min) ila 600.0 nm (Max) – Amber-Orange
• P: 600.0 nm (Min) ila 603.0 nm (Max) – Turuncu
• Q: 603.0 nm (Min) ila 606.0 nm (Max) – Turuncu
• R: 606.0 nm (Min) ila 609.0 nm (Max) – Turuncu-Kırmızı
• S: 609.0 nm (Min) ila 612.0 nm (Max) – Kırmızı-Turuncu

Bu, belirli bir tonun zorunlu olduğu trafik sinyalleri, otomotiv aydınlatması veya dekoratif aydınlatma gibi uygulamalarda hayati önem taşıyan hassas renk eşleştirmesine olanak tanır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafikler referans gösterilmiş olsa da, bunların anlamları standarttır. İleri yön akımı (I_F) ile ileri yön gerilimi (V_F) eğrisi üstel bir ilişki gösterir. Işık şiddeti (I_V), normal çalışma aralığında akımla yaklaşık olarak doğrusal ilişkilidir, ancak çok yüksek akımlarda termal etkiler ve verim düşüşü nedeniyle doyuma ulaşacaktır. Baskın dalga boyu hafif negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir, bu da eklem sıcaklığı arttıkça rengin biraz daha uzun dalga boylarına (kırmızıya kayma) doğru değişebileceği anlamına gelir. Cihazın ömrü boyunca tutarlı renk ve ışık çıkışını korumak için uygun soğutucu ve akım yönetimi gereklidir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları ve Polarite

Cihaz, endüstri standardı bir EIA paket ayak izine sahiptir. Katot tipik olarak paket üzerindeki yeşil bir işaretle veya lens üzerindeki bir çentikle belirtilir. 0.55mm'lik ultra ince profil, belirleyici bir mekanik özelliktir. PCB pad deseni tasarımı için veri sayfasında ayrıntılı ölçülü çizimler sağlanmıştır.

5.2 Şerit ve Makara Özellikleri

LED'ler, üst kapak şeridi ile kapatılmış 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir ve 7 inç (178mm) çapındaki makaralara sarılır. Standart makara miktarı 5.000 adettir. Paketleme, ANSI/EIA 481-1-A-1994 şartnamelerine uygundur. Bu format, otomatik montaj hatları için optimize edilmiş olup, verimli taşıma ve yerleştirme sağlar.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz işlemler için önerilen bir reflow profili sağlanmıştır. Temel parametreler şunları içerir:

• Ön Isıtma: 150°C ila 200°C.
• Ön Isıtma Süresi: Uygun akı aktivasyonu ve sıcaklık stabilizasyonu için izin verilen maksimum süre 120 saniyedir.
• Tepe Sıcaklığı: Maksimum 260°C.
• Likidüs Üzeri Süre: Maksimum 10 saniye (güvenilir bir lehim bağlantısı için önerilir).
• Yeniden Akış Döngüsü Sayısı: En fazla iki defa.

Profil, JEDEC standartlarına dayanmaktadır. Üretimde kullanılan belirli PCB tasarımı, lehim pastası ve fırın için profilin karakterize edilmesi kritik önem taşır.

6.2 El ile Lehimleme

El ile lehimleme gerekliyse, maksimum 300°C'ye ayarlanmış sıcaklık kontrollü bir havya kullanın. Her ped için temas süresini maksimum 3 saniye ile sınırlayın. Termal şoku önlemek için ısıyı LED gövdesine doğrudan değil, PCB pedine uygulayın.

6.3 Temizlik

Lehim sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca belirtilen çözücüleri kullanın. LED'i oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkol içinde bir dakikadan kısa süre daldırmak kabul edilebilir. Epoksi lensi veya iç bağlantıları hasar görebileceğinden ultrasonik temizleme veya belirtilmemiş kimyasal temizleyiciler kullanmayın.

7. Depolama ve Taşıma

Uygun depolama, nem emilimini önlemek için hayati önem taşır; bu da yeniden akış sırasında "popcorning" (paket çatlaması) neden olabilir.

• Mühürlü Paket: ≤30°C ve ≤%90 nem oranında saklayınız. Paketleme tarihinden itibaren bir yıl içinde kullanınız.
• Açılmış Paket: Nem geçirmez torbasından çıkarılan bileşenler için, saklama ortamı 30°C ve %60 nemi aşmamalıdır. Maruziyetten sonraki 672 saat (28 gün) içinde IR yeniden akış lehimlemenin tamamlanması şiddetle tavsiye edilir.
• Genişletilmiş Depolama (Açılmış): Kurutucu ile kapalı bir kapta veya nitrojen desikatöründe saklayın.
• Tavlama: LED'ler 672 saatten fazla maruz kaldıysa, emilen nemi uzaklaştırmak için lehimlemeden önce yaklaşık 60°C'de en az 20 saat boyunca tavlanmalıdır.

8. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Durum Göstergeleri: Geniş görüş açısı ve parlak çıkışı sayesinde, tüketici elektroniği, ağ ekipmanları ve endüstriyel kontrol panellerinde güç, bağlantı veya aktivite göstergeleri için idealdir.
• Arka Aydınlatma: Otomobil gösterge panellerinde, ev aletlerinde ve elde taşınan cihazlarda küçük panellerin, ikonların veya sembollerin kenardan aydınlatılmasında kullanılabilir.
• Dekoratif Aydınlatma: Belirli bir turuncu tonun istendiği tabela, mimari özellik veya oyuncaklarda vurgu aydınlatması için uygundur.
• Sensor Systems: Optik sensörlerde, kesicilerde veya yansıtıcı nesne dedektörlerinde bir ışık kaynağı olarak hizmet edebilir.

8.2 Devre Tasarımı Hususları

• Akım Sınırlama: LED, akım kontrollü bir cihazdır. Daima seri bir akım sınırlama direnci veya sabit akımlı bir sürücü devresi kullanın. Direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R = (V_kaynağı - V_F) / Ben_F. Muhafazakâr bir tasarım için veri sayfasındaki maksimum V_F değerini kullanın.
• Termal Yönetim: Güç dağılımı düşük olsa da, termal pedlerin (varsa) etrafında yeterli PCB bakır alanı sağlamak ve diğer ısı üreten bileşenlerin yakınına yerleştirmekten kaçınmak, daha düşük eklem sıcaklığını korumaya yardımcı olarak daha uzun ömür ve kararlı performans sağlayacaktır.
• ESD Koruması: Hassas olarak açıkça belirtilmese de, LED'lere bağlı sinyal hatlarında temel ESD koruması uygulamak, sağlamlık için iyi bir tasarım uygulamasıdır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Avantajlar

GaAsP (Galliyum Arsenit Fosfür) gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, bu AlInGaP LED önemli avantajlar sunar:

• Daha Yüksek Verimlilik: AlInGaP, aynı sürücü akımı için daha parlak çıktı veya aynı parlaklık için daha düşük güç tüketimi sağlayarak watt başına daha fazla lümen sağlar.
• Daha İyi Renk Saflığı: Spektral yarı genişlik daha dardır, bu da daha doygun ve görsel olarak belirgin bir turuncu renk elde edilmesini sağlar.
• Daha Düşük Termal Bozulma: AlInGaP, eski teknolojilere kıyasla sıcaklık ve zaman karşısında ışık çıktısını ve renk kararlılığını daha iyi korur.
• Ultra İnce Profil: 0.55mm yükseklik, giderek daha ince tüketici ve mobil cihazlarda tasarımı mümkün kılan önemli bir farklılaştırıcıdır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

10.1 Tepe Dalga Boyu ile Baskın Dalga Boyu Arasındaki Fark Nedir?

Tepe Dalga Boyu (λ_P) LED'in en fazla optik güç yaydığı fiziksel dalga boyudur. Baskın Dalga Boyu (λ_d) İnsan gözünün rengi nasıl algıladığına dayalı hesaplanan bir değerdir. LED'ler gibi tek renkli kaynaklar için genellikle birbirine yakındır, ancak λ_d Renk belirtimi ve sınıflandırması için kullanılan parametredir.

10.2 Bu LED'i sürekli olarak 20mA'de sürebilir miyim?

Evet. Maksimum mutlak DC ileri akım 30 mA'dır. 20 mA'de çalışmak belirtilen sınır dahilindedir. Ancak, güç dağılımının (V_F * I_F) 75 mW'ı aşmadığından emin olmalısınız. Tipik 1.8V V_F ve 20mA'de dağılım 36 mW'dır, bu güvenlidir.

10.3 Depolama nemi neden bu kadar önemli?

Epoksi paketleme malzemesi havadaki nemi emebilir. Yeniden akış lehimleme işleminin hızlı ısınması sırasında, hapsolmuş bu nem buharlaşır ve genişler, büyük bir iç basınç oluşturur. Bu, katman ayrılmasına (epoksinin lead frame'den ayrılması) veya paketin çatlamasına, "popcorning" olarak bilinen ve cihazı tahrip eden duruma yol açabilir.

11. Tasarım İçi Vaka Çalışması: Düşük Pil Göstergesi

Senaryo: 3.0V düğme pil ile çalışan kompakt, elde taşınır bir tıbbi cihaz tasarlanıyor. Pil voltajı 2.7V'un altına düştüğünde, net ve görünür bir turuncu LED yanmalı.

Tasarım Seçimleri:

1. Bileşen Seçimi: Bu LED, düşük profili (ince muhafazaya sığar), düşük ileri voltajı (~1.8V) ve yüksek parlaklığı nedeniyle idealdir.
2. Binning: Standart bir turuncu için baskın bir Dalga Boyu grubu "P" veya "Q" seçin. Yüksek görünürlük için bir Işık Şiddeti grubu "K" veya "L" seçin. Daha dar bir İleri Voltaj grubu "D1", pil voltajı düştükçe LED'in tutarlı bir şekilde yanmasını sağlar.
3. Devre: Basit bir karşılaştırıcı devresi pil voltajını izler. Tetiklendiğinde, bir akım sınırlama direnci üzerinden LED'i süren bir transistörü etkinleştirir. R = (2.7V - 1.8V) / 0.002A = 450Ω. I sağlayan 470Ω'luk standart bir direnç kullanılır._F ≈ 1.9mA, bu da gösterim için yeterlidir.
4. Yerleşim: LED ön panele yerleştirilmiştir. Ultra ince paketi, çok ince bir çerçevenin veya difüzörün arkasına yerleşmesine olanak tanır.

12. Teknoloji Prensibi Tanıtımı

Bu LED, AlInGaP yarı iletken teknolojisine dayanmaktadır. Aktif bölge, bir substrat üzerinde epitaksiyal olarak büyütülmüş çok kuantum kuyulu bir yapıdır. İleri yönlü bir voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir ve burada radyatif olarak yeniden birleşerek foton yayarlar. Kristal kafesteki Alüminyum, İndiyum, Galyum ve Fosfürün belirli oranı, bant aralığı enerjisini ve dolayısıyla yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler—bu durumda turuncu. Işık, aynı zamanda yarı iletken dieyi ve tel bağlantılarını koruyan kubbe şeklindeki epoksi lens aracılığıyla çıkarılır.

13. Endüstri Trendleri ve Gelişmeler

Gösterge ve küçük sinyal LED'lerindeki eğilim şu yönde ilerlemeye devam ediyor:

1. Miniaturizasyon: Gişilebilir teknoloji ve ultra kompakt elektroniklerde yeni tasarımlara olanak sağlamak için daha ince ve küçük paketler (örn., 0.3mm yükseklik).
2. Daha Yüksek Verimlilik: Epitaksiyel büyütme ve ışık çıkarma tekniklerindeki sürekli iyileştirmeler, miliamper başına daha fazla ışık çıktısı sağlayarak sistem güç tüketimini azaltmaktadır.
3. Geliştirilmiş Renk Tutarlılığı: Daha sıkı sınıflandırma toleransları ve gelişmiş wafer düzeyinde testler, seri üretimde daha iyi renk ve parlaklık düzgünlüğü sağlar.
4. Entegrasyon: Çoklu çip paketlerinin (RGB, İki Renkli) ve entegre sürücüler veya kontrol mantığına sahip LED modüllerinin tek bir pakette büyümesi.

Bu bileşen, AlInGaP SMD LED teknolojisinin evriminde olgun ve optimize edilmiş bir noktayı temsil eder; geniş bir genel aydınlatma ve gösterge uygulama yelpazesi için performans, boyut ve üretilebilirliği dengeler.