SMD Mavi LED Veri Sayfası - 0.8mm Yükseklik - 3.8V Maks. - 76mW Güç - Su Berraklığında Lens

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, ultra ince, yüzey montajlı bir mavi LED bileşeninin özelliklerini detaylandırır. Cihaz, alçak profilli bir ışık kaynağı gerektiren modern, kompakt elektronik montajlar için tasarlanmıştır. Başlıca uygulama alanları, tüketici elektroniği, ofis ekipmanları ve iletişim cihazları içindeki arka aydınlatma, durum göstergeleri ve dekoratif aydınlatmadır.

Bu bileşenin temel avantajları, alanı kısıtlı tasarımlara entegrasyona olanak tanıyan 0.80mm'lik son derece ince profilini içerir. Yüksek parlaklıkta mavi ışık üretmesiyle bilinen bir InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) çip kullanır. Ürün, RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uygun olup, çevre dostu bir ürün olarak sınıflandırılır. 7 inç çapında makaralara sarılmış 8mm'lik bant üzerinde paketlenmiştir ve seri üretimde kullanılan yüksek hızlı otomatik yerleştirme ekipmanlarıyla tam uyumludur.

2. Teknik Parametrelerin Derinlemesine Objektif Yorumu

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Cihazın çalışma limitleri 25°C ortam sıcaklığında (Ta) tanımlanmıştır. Bu değerlerin aşılması kalıcı hasara neden olabilir.

• Güç Dağılımı (Pd):76 mW. Bu, LED paketinin performans veya güvenilirliği düşürmeden ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır.
• Tepe İleri Akımı (I_FP):100 mA. Bu, 1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliğinde belirtilen, darbe koşulları altında izin verilen maksimum anlık akımdır. Sürekli akım değerinden önemli ölçüde yüksektir.
• DC İleri Akımı (I_F):20 mA. Bu, normal çalışma için önerilen maksimum sürekli ileri akımdır ve uzun vadeli güvenilirlik ile kararlı ışık çıkışını sağlar.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-20°C ila +80°C. Cihazın bu ortam sıcaklığı aralığında çalışacağı garanti edilir.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-30°C ila +100°C. Cihaz, bu daha geniş sıcaklık aralığında güç uygulanmadan depolanabilir.
• Kızılötesi Lehimleme Koşulu:260°C'de 10 saniye. Bu, kurşunsuz (Pb-free) reflow lehimleme işlemleri için tepe sıcaklığını ve zaman toleransını tanımlar.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Bu parametreler Ta=25°C'de ölçülür ve cihazın tipik performansını tanımlar.

• Işık Şiddeti (I_V):I_F=20mA'de 28.0 - 180.0 mcd (milikandela). Bu geniş aralık, cihazın farklı parlaklık sınıflarında (bkz. Bölüm 3) mevcut olduğunu gösterir. Ölçüm, CIE fotopik göz tepki eğrisine yaklaşan bir sensör/filtre ile gerçekleştirilir.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):130 derece. Bu, ışık şiddetinin merkez eksendeki (0°) değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. Geniş bir görüş açısı, dağıtıcı kubbe olmayan su berraklığında bir lens için tipiktir.
• Tepe Emisyon Dalgaboyu (λ_P):468 nm. Bu, spektral güç çıkışının maksimum olduğu dalgaboyudur.
• Baskın Dalgaboyu (λ_d):I_F=20mA'de 465.0 - 475.0 nm. Bu, ışığın rengini tanımlayan, insan gözünün algıladığı tek dalgaboyudur ve CIE kromatik diyagramından türetilir.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):25 nm. Bu, spektral saflığı gösterir; daha küçük bir değer daha monokromatik bir ışık anlamına gelir. 25nm, mavi bir InGaN LED için tipiktir.
• İleri Voltaj (V_F):I_F=20mA'de 2.8 - 3.8 V. LED çalışırken üzerindeki voltaj düşümü. Bu aralık farklı ileri voltaj sınıflarına karşılık gelir.
• Ters Akım (I_R):V_R=5V'de 10 μA (maks.). Ters öngerilim uygulandığında oluşan küçük sızıntı akımı.Önemli:Cihaz ters çalışma için tasarlanmamıştır; bu test koşulu yalnızca karakterizasyon içindir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretim partilerinde tutarlılığı sağlamak için LED'ler, ana parametrelere göre sınıflara ayrılır. Bu, tasarımcıların renk ve elektriksel performans için belirli uygulama gereksinimlerini karşılayan bileşenleri seçmesine olanak tanır.

3.1 İleri Voltaj Sınıflandırması

Birimler: Volt (V) @ 20mA. Her sınıfın toleransı ±0.1V'dir.
Sınıf D7: 2.80 - 3.00V
Sınıf D8: 3.00 - 3.20V
Sınıf D9: 3.20 - 3.40V
Sınıf D10: 3.40 - 3.60V
Sınıf D11: 3.60 - 3.80V

3.2 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Birimler: milikandela (mcd) @ 20mA. Her sınıfın toleransı ±15%'tir.
Sınıf N: 28.0 - 45.0 mcd
Sınıf P: 45.0 - 71.0 mcd
Sınıf Q: 71.0 - 112.0 mcd
Sınıf R: 112.0 - 180.0 mcd

3.3 Baskın Dalgaboyu Sınıflandırması

Birimler: nanometre (nm) @ 20mA. Her sınıf için tolerans ±1nm'dir.
Sınıf AC: 465.0 - 470.0 nm (biraz daha yeşilimsi mavi)
Sınıf AD: 470.0 - 475.0 nm (biraz daha saf mavi)

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiksel eğrilere atıfta bulunulsa da (örn., Şekil 1, Şekil 6), tipik davranışları teknolojiye dayalı olarak tanımlanabilir.

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

InGaN yarı iletkeninin karakteristik bir açılma voltajı vardır (yaklaşık 2.8V). Bu eşiğin üzerinde, akım voltajdaki küçük bir artışla üstel olarak artar. Eğri, diyot davranışı için tipik olan keskin bir dirsek gösterecektir. Önerilen 20mA'de çalıştırmak, cihazın kararlı ışık yayımı için dirsek noktasını geçtiğinden emin olur.

4.2 Işık Şiddeti - İleri Akım (L-I Eğrisi)

Işık çıkışı (ışık şiddeti), bir noktaya kadar ileri akımla yaklaşık olarak orantılıdır. Ancak, çip içindeki artan ısı üretimi nedeniyle (verim düşüşü etkisi) çok yüksek akımlarda verim düşebilir. 20mA değeri, parlaklık ile verimlilik ve ömür arasında denge sağlamak için seçilmiştir.

4.3 Sıcaklık Karakteristikleri

LED performansı sıcaklığa bağlıdır. Tipik olarak, eklem sıcaklığı arttıkça:
- İleri voltaj (V_F) hafifçe azalır.
- Işık şiddeti azalır. Kesin güç azaltma faktörü uygulamaya özeldir ancak yüksek ortam sıcaklıklarında veya yüksek sürücü akımlarıyla çalışan tasarımlar için dikkate alınmalıdır.
- Baskın dalgaboyu hafifçe kayabilir (genellikle mavi LED'ler için daha uzun dalgaboylarına doğru).

4.4 Spektral Dağılım

Emisyon spektrumu, tepe dalgaboyu (468 nm) etrafında merkezlenmiş ve 25 nm yarı genişliğe sahip Gauss benzeri bir eğridir. Su berraklığındaki lens, beyaz LED'lerde kullanılan fosfor kaplamalı lenslerin aksine bu spektrumu önemli ölçüde değiştirmez.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

Cihaz, bir EIA (Elektronik Endüstrileri Birliği) standart paket şekline uygundur. Ana boyutlar, toplam yüksekliği (H) 0.80mm olan "ekstra ince" bir bileşen yapan ölçüleri içerir. PCB ayak izi tasarımı için diğer kritik boyutlar, veri sayfası çizimlerinde sağlanmıştır ve aksi belirtilmedikçe genel tolerans ±0.10mm'dir.

5.2 Polarite Tanımlama

Tüm diyotlar gibi, LED'in de bir anot (pozitif) ve katot (negatif) terminali vardır. Paket tipik olarak katot tarafında bir çentik, nokta veya pahlı köşe gibi görsel bir işaretleyici kullanır. Veri sayfasındaki önerilen lehim pedi düzeni, PCB tasarımı için doğru yönlendirmeyi gösterecektir.

5.3 Bant ve Makara Özellikleri

Bileşen, koruyucu bir kapak bandı ile birlikte kabartmalı taşıyıcı bantta tedarik edilir ve 7 inç (178mm) çapında makaralara sarılır. Standart makara miktarı 3000 adettir. Paketleme ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uyar. Ana notlar şunları içerir: boş cepler kapatılır, kalanlar için minimum paketleme miktarı 500 adettir ve makara başına maksimum iki ardışık eksik bileşene izin verilir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Cihaz, kurşunsuz montaj için gerekli olan kızılötesi (IR) reflow lehimleme işlemleriyle uyumludur. JEDEC standartlarına uyan önerilen bir profil sağlanmıştır. Ana parametreler şunlardır:
- Ön Isıtma:150–200°C
- Ön Isıtma Süresi:Maksimum 120 saniye (düzgün ısınma ve çözücü buharlaşması için).
- Tepe Sıcaklığı:Maksimum 260°C.
- Sıvı Faz Üstü Süresi (TAL):Önerilen profil, kritik reflow bölgesi içinde belirli bir süre gösterir; veri sayfası tepe sıcaklığında maksimum 10 saniye belirtir.
- Geçiş Sayısı:Maksimum iki reflow döngüsü.

6.2 El Lehimlemesi

El lehimlemesi gerekliyse, sıcaklık kontrollü bir havya kullanın.
- Havya Sıcaklığı:Maksimum 300°C.
- Lehimleme Süresi:Ped başına maksimum 3 saniye.
- Geçiş Sayısı:Yalnızca bir kez. Aşırı ısı plastik paketi ve yarı iletken çipi hasara uğratabilir.

6.3 Depolama Koşulları

Nem hassasiyeti, SMD bileşenleri için kritik bir faktördür.
- Kapalı Paket:≤30°C ve ≤%90 Bağıl Nem (RH) koşullarında depolayın. Nem alıcı ile paketlendiğinde, torba kapatma tarihinden itibaren bir yıl içinde kullanın.
- Açılmış Paket:Nem bariyerli torbadan çıkarılan bileşenler için, depolama ortamı 30°C / %60 RH'yi geçmemelidir. Açıldıktan sonra bir hafta içinde IR reflow'un tamamlanması önerilir.
- Uzatılmış Depolama (Açık):Nem alıcılı kapalı bir kapta veya nitrojen desikatöründe depolayın.
- Kurutma:Bileşenler ortam koşullarına bir haftadan fazla maruz kaldıysa, lehimlemeden önce yaklaşık 60°C'de en az 20 saat kurutun. Bu, emilen nemi giderir ve reflow sırasında "patlamış mısır" etkisini önler.

6.4 Temizlik

Belirtilmemiş kimyasal temizleyiciler kullanmayın. Lehimlemeden sonra temizlik gerekliyse, LED'i oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkol içinde bir dakikadan az süreyle bekletin. Aşındırıcı çözücüler plastik lensi ve paketi hasara uğratabilir.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Arka Aydınlatma:Tuş takımları, küçük LCD ekranlar, simge aydınlatması.
• Durum Göstergeleri:Taşınabilir cihazlarda, yönlendiricilerde ve cihazlarda açma, bekleme, bağlantı, pil şarj durumu.
• Dekoratif Aydınlatma:Tüketici elektroniğinde vurgu aydınlatması.
• Panel Göstergeleri:Ekipman ön panelleri.

7.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:Her zaman seri bir akım sınırlayıcı direnç veya sabit akımlı bir sürücü kullanın. Direnç değerini R = (V_besleme- V_F) / I_F formülüyle hesaplayın. En kötü durum koşullarında akımın 20mA'yi aşmamasını sağlamak için sınıftan veya veri sayfasından maksimum V_F değerini kullanın.
• ESD Koruması:LED'ler elektrostatik deşarja (ESD) karşı hassastır. Uygun ESD önlemleriyle (bileklik, topraklanmış çalışma istasyonları) kullanın. LED açıkta bir konumdaysa, PCB'lere ESD koruma diyotları ekleyin.
• Termal Yönetim:Güç dağılımı düşük olsa da, özellikle yüksek ortam sıcaklığı ortamlarında veya maksimum akıma yakın sürüldüğünde, ısıyı uzaklaştırmak için LED pedlerinin altında yeterli PCB bakır alanı veya termal viyalar olduğundan emin olun.
• Optik Tasarım:130°'lik görüş açısı geniş bir kapsama sağlar. Yönlendirilmiş ışık için harici lensler veya ışık kılavuzları gerekli olabilir.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Eski delikli LED'lere veya daha büyük SMD paketlerine (örn., 0603, 0805) kıyasla, bu cihazın birincil farklılaştırıcısı, daha ince nihai ürünlere olanak tanıyan 0.8mm yüksekliğidir. Diğer "çip" LED'lere kıyasla, InGaN teknolojisinin kullanımı, eski teknolojilere göre mavi ışık yayımı için daha yüksek parlaklık ve verimlilik sağlar. İnce profil, yüksek parlaklık ve otomatik, yüksek sıcaklıklı kurşunsuz montajla uyumluluğun birleşimi, onu modern, uygun maliyetli ve güvenilir seri üretim için uygun kılar.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu LED'i direnç olmadan 3.3V ile sürebilir miyim?
A: Hayır. İleri voltaj 2.8V ile 3.8V arasındadır. Doğrudan 3.3V bağlamak, LED'in V_F değeri aralığın alt ucundaysa (örn., 2.9V) aşırı akıma neden olabilir ve potansiyel olarak hasar verebilir. Her zaman bir akım sınırlama mekanizması kullanın.

S: Tepe Dalgaboyu ile Baskın Dalgaboyu arasındaki fark nedir?
A: Tepe Dalgaboyu (λ_P), ışık spektrumunun fiziksel tepe noktasıdır (468 nm). Baskın Dalgaboyu (λ_d), insan gözünün renk olarak algıladığı tek dalgaboyudur (465-475 nm) ve renk koordinatlarından hesaplanır. Bu mavi LED gibi monokromatik LED'ler için birbirine yakın ama aynı değildirler.

S: Açılmış paketler için depolama nem gereksinimi neden daha katı?
A: Plastik SMD paketleri havadan nem emer. Reflow lehimlemenin yüksek ısısı sırasında, hapsolmuş bu nem hızla buharlaşarak paketi çatlatabilecek ("patlamış mısır" veya "tabakalanma") iç basınç oluşturabilir. Daha katı limitler ve kurutma prosedürleri bu arıza modunu önler.

S: Bunu ters voltaj göstergesi olarak kullanabilir miyim?
A: Hayır. Veri sayfası açıkça cihazın ters çalışma için tasarlanmadığını belirtir. 5V ters akım testi yalnızca karakterizasyon içindir. Sürekli ters öngerilim uygulamak muhtemelen LED'i hasara uğratacaktır.

10. Pratik Tasarım Örneği

Senaryo:USB ile çalışan bir cihaz (5V besleme) için durum göstergesi tasarlama.
Adım 1 - Bileşen Seçimi:Bir parlaklık sınıfı (örn., orta parlaklık için Sınıf P) ve bir ileri voltaj sınıfı (örn., tasarım hesaplaması için Sınıf D9) seçin.
Adım 2 - Devre Tasarımı:Seri direnci hesaplayın. Sınıf D9'dan maksimum V_F (3.4V) ve hedef I_F 20mA kullanarak: R = (5V - 3.4V) / 0.020A = 80 Ohm. En yakın standart değeri (82 Ohm) seçin. Gerçek akımı yeniden hesaplayın: I_F= (5V - 3.2V*) / 82Ω ≈ 21.95mA (güvenli). *Tipik V_F.
Adım 3 - PCB Yerleşimi:82Ω'luk direnci LED anoduyla seri olarak yerleştirin. Veri sayfasındaki önerilen lehim pedi boyutlarını takip edin. Isı dağılımı için küçük bir termal rahatlama veya ekstra bakır dökümü ekleyin.
Adım 4 - Montaj:Önerilen reflow profilini takip edin. Hemen kullanılmayacaksa açılmış makaraları kuru bir dolapta saklayın.

11. Prensip Tanıtımı

Bu LED, İndiyum Galyum Nitrür (InGaN) yapılmış bir yarı iletken heteroyapıya dayanır. İleri voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler yarı iletkenin aktif bölgesine enjekte edilir. Yeniden birleşirler ve enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakırlar. InGaN alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler, bu da yayılan ışığın dalgaboyunu (rengini) belirler - bu durumda mavi. Su berraklığındaki epoksi lens, yarı iletken çipi kapsüller ve korurken aynı zamanda ışık çıkış huzmesini şekillendirir.

12. Gelişim Trendleri

Gösterge uygulamaları için SMD LED'lerdeki trend, daha küçük ayak izi, daha düşük profil ve daha yüksek parlaklık verimliliği (birim elektrik gücü başına daha fazla ışık çıkışı) yönünde devam etmektedir. Ayrıca, kurşunsuz zorunluluklara uyum sağlamak için daha yüksek sıcaklık lehimleme işlemleri altında geliştirilmiş güvenilirlik için güçlü bir itici güç vardır. Basitleştirilmiş montaj için yerleşik sürücülerle entegrasyon veya daha akıllı paketleme de gelişim alanları olabilir. Temeldeki InGaN malzeme teknolojisi olgunlaşmaya devam ederek daha iyi performans ve kararlılık sunmaktadır.