SMD LED 17-21/BHC-AP1Q2/3T Veri Sayfası - Mavi - 2.0x1.25x0.8mm - 3.3V - 75mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürüne Genel Bakış

Bu belge, modern elektronik uygulamalar için tasarlanmış kompakt, yüzey montajlı bir mavi LED'in özelliklerini detaylandırır. Cihaz, tipik olarak 468 nm baskın dalga boyunda mavi ışık üretmek için bir InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) yarı iletken çip kullanır. Temel avantajları, PCB (Baskılı Devre Kartı) kapladığı alanı önemli ölçüde azaltan, daha yüksek bileşen yoğunluğuna izin veren ve genel ekipman küçültülmesine katkıda bulunan minyatür SMD (Yüzey Montaj Cihazı) paketinden kaynaklanır. Paketin hafif yapısı, aynı zamanda taşınabilir ve alan kısıtlı uygulamalar için uygun olmasını sağlar.

1.1 Temel Özellikler ve Uyumluluk

LED, 7 inç çapındaki makaralara sarılmış 8mm şerit üzerinde tedarik edilir ve bu da otomatik yerleştirme montaj ekipmanlarıyla tam uyumlu olmasını sağlar. Standart kızılötesi ve buhar fazı reflow lehimleme işlemleriyle kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Cihaz tek renkli (mavi) tiptedir. Malzeme ve çevresel uyumluluk açısından kurşunsuzdur (Pb içermez), RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktifine uyar, AB REACH düzenlemelerine uyumludur ve Brom (Br) < 900 ppm, Klor (Cl) < 900 ppm ve toplamları (Br+Cl) < 1500 ppm limitleri ile halojensiz standartları karşılar.

1.2 Hedef Uygulamalar

Bu LED'in tipik uygulamaları arasında gösterge panelleri, anahtarlar ve semboller için arka aydınlatma yer alır. Telekomünikasyonda, telefon ve faks makineleri gibi cihazlarda gösterge veya arka aydınlatma olarak hizmet eder. Ayrıca, güvenilir ve kompakt bir mavi ışık kaynağı gerektiren durumlarda LCD'ler için düz arka aydınlatma kaynağı ve genel amaçlı gösterge kullanımı için uygundur.

2. Teknik Özelliklerin Derinlemesine İncelenmesi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Sürekli çalışma için tasarlanmamıştır. Mutlak maksimum değerler, 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir.

• Ters Gerilim (VR):5 V. Ters polarmada bu gerilimin aşılması, eklem bozulmasına neden olabilir.
• Sürekli İleri Akım (IF):20 mA.
• Tepe İleri Akım (IFP):40 mA, yalnızca 1 kHz'de %10 görev döngüsüne sahip palslı koşullar altında izin verilir.
• Güç Dağılımı (Pd):75 mW. Bu, cihazın ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır.
• Elektrostatik Deşarj (ESD) İnsan Vücudu Modeli (HBM):150 V. Uygun ESD işleme prosedürlerine uyulmalıdır.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı (Topr):-40°C ila +85°C.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı (Tstg):-40°C ila +90°C.
• Lehimleme Sıcaklığı (Tsol):Reflow lehimleme için, maksimum 10 saniye süreyle 260°C tepe sıcaklığı belirtilmiştir. El lehimlemesi için, her terminal için maksimum 3 saniye süreyle havya ucu sıcaklığı 350°C'yi geçmemelidir.

2.2 Elektro-Optik Özellikler

Bu parametreler, cihazın normal çalışma koşulları altındaki performansını tanımlar ve aksi belirtilmedikçe tipik olarak Ta=25°C ve 20 mA ileri akım (IF) altında ölçülür.

• Işık Şiddeti (Iv):Minimum 45.0 mcd ile maksimum 112.0 mcd arasında değişir. Tabloda tipik değer belirtilmemiştir, bu sınıfa bağlı aralık içinde yer alır.
• Görüş Açısı (2θ1/2):Yarı şiddet açısı tipik olarak 140 derecedir, bu da geniş bir görüş konisi olduğunu gösterir.
• Tepe Dalga Boyu (λp):Tipik olarak 468 nm. Bu, spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λd):464.5 nm ila 476.5 nm arasında değişir. Bu, algılanan renk dalga boyudur.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):Tipik olarak 25 nm, maksimum yoğunluğun yarısında (FWHM) ölçülür.
• İleri Gerilim (VF):2.7 V (min) ile 3.7 V (max) arasında değişir, IF=20mA'de tipik değer 3.3 V'dur.
• Ters Akım (IR):5V ters gerilim (VR) uygulandığında maksimum 50 µA. Cihaz ters polarmada çalışmak üzere tasarlanmamıştır.

Önemli Notlar:Toleranslar, ışık şiddeti için ±%11, baskın dalga boyu için ±1 nm ve ileri gerilim için ±0.1V olarak belirtilmiştir. Ters gerilim değeri yalnızca IR test koşulu için geçerlidir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde tutarlılığı sağlamak için, LED'ler temel performans parametrelerine göre sınıflara ayrılır. Bu, tasarımcıların belirli parlaklık ve renk gereksinimlerini karşılayan parçaları seçmesine olanak tanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Sınıflar, IF=20mA'de milikandela (mcd) cinsinden ölçülen belirli bir ışık şiddeti aralığını kapsayan P1, P2, Q1 ve Q2 kodlarıyla tanımlanır.

• P1:45.0 – 57.0 mcd
• P2:57.0 – 72.0 mcd
• Q1:72.0 – 90.0 mcd
• Q2:90.0 – 112.0 mcd

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Dalga boyu sınıfları, sıkı renk kontrolü sağlayan, her biri 3 nm'lik bir aralığı kapsayan A9'dan A12'ye kadar olan kodlarla tanımlanır.

• A9:464.5 – 467.5 nm
• A10:467.5 – 470.5 nm
• A11:470.5 – 473.5 nm
• A12:473.5 – 476.5 nm

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, devre tasarımı ve termal yönetim için kritik olan çeşitli karakteristik eğriler sağlar.

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

Bu eğri, LED'den geçen akım ile üzerindeki gerilim arasındaki doğrusal olmayan ilişkiyi gösterir. İleri gerilim (VF) akımla birlikte artar. Tasarımcılar, istenen çalışma akımını (örn. 20 mA) elde etmek için belirli bir besleme gerilimi için gerekli akım sınırlayıcı direnç değerini belirlemek için bu eğriyi kullanır. 3.3V'luk tipik VF, önemli bir tasarım parametresidir.

4.2 Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım

Bu grafik, ışık çıkışının sürücü akımıyla nasıl ölçeklendiğini gösterir. Akımı artırmak parlaklığı yükseltirken, bu doğrusal değildir ve maksimum akım değeri ve termal etkilerle sınırlıdır. Mutlak maksimum değerlerin ötesinde çalıştırmak, ömrü azaltır ve arızaya neden olabilir.

4.3 Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı

LED ışık çıkışı sıcaklığa bağlıdır. Bu eğri tipik olarak, eklem sıcaklığı arttıkça ışık şiddetinin azaldığını gösterir. Bu düşürme oranını anlamak, yüksek ortam sıcaklıklarında çalışan uygulamalarda yeterli parlaklığın korunmasını sağlamak için gereklidir.

4.4 İleri Akım Düşürme Eğrisi

Bu, güvenilirlik için kritik bir grafiktir. Ortam sıcaklığının bir fonksiyonu olarak izin verilen maksimum sürekli ileri akımı gösterir. Sıcaklık arttıkça, aşırı ısınmayı önlemek ve uzun vadeli performansı sağlamak için maksimum güvenli akım azalır. Tasarımcılar, çalışma noktalarının bu düşürülmüş bölge içinde kaldığından emin olmalıdır.

4.5 Spektrum Dağılımı

Spektral grafik, bağıl ışıma gücünü dalga boyuna karşı çizer. Yaklaşık 468 nm'de bir tepe noktası ve tipik 25 nm spektral bant genişliği (Δλ) ile mavi renk yayılımını doğrular, bu da renk saflığını gösterir.

4.6 Radyasyon Diyagramı

Bu kutupsal çizim, ışık şiddetinin uzaysal dağılımını görselleştirir ve geniş 140 derecelik görüş açısını doğrular. Yoğunluk, maksimum değerine (tipik olarak 0 derecede, yayıcı yüzeye dik) normalize edilmiştir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

LED, kompakt bir yüzey montaj paketinde bulunur. Ana boyutlar (mm cinsinden, belirtilmedikçe tipik tolerans ±0.1mm) 2.0 mm gövde uzunluğu, 1.25 mm genişlik ve 0.8 mm yükseklik içerir. Veri sayfası, montaj sırasında doğru PCB yönlendirmesi için gerekli olan pad düzeni, terminal aralığı ve katot tanımlama işaretinin konumunu gösteren detaylı bir çizim sağlar.

5.2 Polarite Tanımlama

Doğru polarite zorunludur. Paket, belirgin bir katot işaretine sahiptir. Cihazı ters polarmada bağlamak, maksimum ters gerilim yalnızca 5V olduğundan hasara neden olabilir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz bir reflow lehimleme sıcaklık profili belirtilmiştir. Ana parametreler şunlardır: 150°C ile 200°C arasında 60-120 saniye ön ısıtma aşaması; likidüs (217°C) üzerinde 60-150 saniye süre; 260°C'yi geçmeyen, maksimum 10 saniye tutulan tepe sıcaklık; ve kontrollü ısınma ve soğuma hızları (örn. maks. 3°C/sn ısınma, maks. 6°C/sn soğuma). Reflow işlemi ikiden fazla kez yapılmamalıdır.

6.2 El Lehimleme Önlemleri

El lehimlemesi gerekliyse, aşırı dikkat gereklidir. Havya ucu sıcaklığı 350°C'nin altında olmalı ve her terminal için temas süresi 3 saniyeyi geçmemelidir. Düşük güçlü bir havya (<25W) önerilir. Termal şoku önlemek için her terminal lehimlendikten sonra en az 2 saniyelik bir soğuma aralığı bırakılmalıdır.

6.3 Depolama ve Nem Hassasiyeti

LED'ler, nem geçirmez torbalarda kurutucu ile paketlenmiştir. Bileşenler kullanıma hazır olana kadar torba açılmamalıdır. Açıldıktan sonra kullanılmayan LED'ler ≤ 30°C ve ≤ %60 Bağıl Nem'de saklanmalıdır. Açıldıktan sonraki \"zemin ömrü\" 168 saattir (7 gün). Bu süre aşılırsa veya kurutucu göstergesi renk değiştirdiyse, kullanımdan önce 60 ± 5°C'de 24 saatlik bir kurutma işlemi gereklidir; bu işlem, emilen nemi uzaklaştırır ve reflow sırasında \"patlamış mısır\" etkisini önler.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Makara ve Şerit Özellikleri

Bileşenler, 7 inç çapındaki makaralarda kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Şerit genişliği 8 mm'dir. Her makara 3000 adet içerir. Otomatik besleyicilerle uyumluluğu sağlamak için makara, taşıyıcı şerit cepleri ve kapak bandı için detaylı boyutlar sağlanmıştır.

7.2 Etiket Açıklaması

Paketleme etiketleri şu kodları içerir: CPN (Müşteri Ürün Numarası), P/N (Ürün Numarası), QTY (Paketleme Miktarı), CAT (Işık Şiddeti Sınıf Kodu), HUE (Renklilik/Baskın Dalga Boyu Sınıf Kodu), REF (İleri Gerilim Sıralaması) ve LOT No (İzlenebilirlik için Parti Numarası).

8. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

8.1 Akım Sınırlama Zorunludur

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Devre tasarımında seri bir akım sınırlayıcı direnç kesinlikle gereklidir. Bu olmadan, diyodun üstel I-V karakteristiği nedeniyle besleme gerilimindeki küçük bir artış bile ileri akımda büyük ve potansiyel olarak yıkıcı bir artışa neden olabilir.

8.2 Termal Yönetim

Paket küçük olsa da, güç dağılımı (75 mW'ye kadar) ve ışık çıkışının negatif sıcaklık katsayısı dikkate alınmalıdır. Optimum performans ve uzun ömür için, özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum akıma yakın çalışırken, ısıyı dağıtmak için yeterli PCB bakır alanı veya termal geçiş delikleri kullanıldığından emin olun.

8.3 Optik Tasarım

Geniş 140 derecelik görüş açısı, bu LED'i geniş aydınlatma veya birden fazla açıdan görünürlük gerektiren uygulamalar için uygun hale getirir. Odaklanmış ışık için ikincil optikler (lensler) gerekli olacaktır. Su berraklığındaki reçine, iyi ışık çıkışı sağlar.

9. Teknik Karşılaştırma ve Konumlandırma

Geleneksel delikli LED'lere kıyasla, bu SMD tipi montaj hızı (yerleştirme ekipmanlarıyla uyumlu), kart alanı tasarrufu ve tasarım esnekliği konularında önemli avantajlar sunar. SMD mavi LED kategorisi içinde, temel farklılaştırıcıları spesifik paket boyutu (2.0x1.25mm), tipik 3.3V ileri gerilim, geniş görüş açısı ve parlaklık ve renk tutarlılığı için tanımlanmış sınıflandırma yapısıdır. InGaN çip teknolojisi, verimli mavi ışık yayılımı sağlar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: 5V besleme ile hangi direnç değerini kullanmalıyım?

C: Ohm Kanunu'nu (R = (Vbesleme - Vf) / If) ve tipik değerleri kullanarak: R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 Ohm. En yakın standart değeri (örn. 82 veya 91 Ohm) kullanın ve akımın sınırlar içinde kalmasını sağlamak için min/maks Vf'yi dikkate alın.

S: Bu LED'i daha fazla parlaklık için 30 mA'de sürebilir miyim?

C: Hayır. Mutlak maksimum sürekli ileri akım 20 mA'dir. Bu değerin aşılması güvenilirliği tehlikeye atar ve anında veya erken arızaya neden olabilir. Yüksek sıcaklıkta çalışıyorsanız düşürme eğrisini kullanın.

S: LED çok sönük. Sorun ne olabilir?

C: İlk olarak polariteyi kontrol edin. İkinci olarak, akım sınırlayıcı direnç üzerindeki voltaj düşüşünü kullanarak ileri akımı doğrulayın. Üçüncü olarak, ışık çıkışı sıcaklıkla azaldığından, ortam sıcaklığının aşırı yüksek olmadığından emin olun.

S: Lehimlemeden önce LED'leri kurutmalı mıyım?

C: Yalnızca nem geçirmez torba 168 saatten (7 gün) fazla açık kaldıysa veya kurutucu göstergesi nem maruziyetini gösteriyorsa. Belirtilen kurutma prosedürünü (60°C'de 24 saat) izleyin.

11. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Senaryo: Birden fazla mavi LED içeren bir durum göstergesi paneli tasarlama.

Bir tasarımcı, bir kontrol panelinde 10 adet aynı mavi göstergeye ihtiyaç duyar. Şunları yapardı:

1. Görsel tutarlılığı sağlamak için aynı ışık şiddeti sınıfından (örn. Q1) ve baskın dalga boyu sınıfından (örn. A10) LED'ler seçin.

2. Akım paylaşımını önlemek için her LED için (3.3V tipik Vf için hesaplanmış) bir akım sınırlayıcı direnç içeren PCB'yi tasarlayın.

3. Küçük ısı dağılımı için LED padlerinin etrafına biraz bakır döküm sağlayacak şekilde kartı yerleştirin.

4. Montaj firmasının, sağlanan kurşunsuz reflow profilini kullanmasını ve nem hassas cihazları kılavuzlara göre (kapalı torbalarda saklama, zemin ömrü içinde kullanma) işlemesini belirtin.

Bu yaklaşım, güvenilir çalışma, tutarlı görünüm ve uzun vadeli performans sağlar.

12. Çalışma Prensibi

Bu LED, bir yarı iletken p-n ekleminde elektrolüminesans prensibiyle çalışır. Aktif bölge InGaN'dan yapılmıştır. Eklemin iç potansiyelini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir ve burada yeniden birleşirler. Bu yeniden birleşme süreci, foton (ışık) şeklinde enerji açığa çıkarır. InGaN malzemesinin spesifik bant aralığı enerjisi, yayılan fotonların dalga boyunu belirler; bu durumda görünür spektrumun mavi bölgesindedir (~468 nm). Su berraklığındaki epoksi reçine kapsülleyici, çipi korur ve ışık çıkış huzmesinin şekillenmesine yardımcı olur.

13. Teknoloji Trendleri

InGaN teknolojisine dayalı mavi LED'ler, katı hal aydınlatmasında olgun ve temel bir teknolojiyi temsil eder. Yalnızca mavi göstergeler için değil, aynı zamanda genel aydınlatma pazarına hakim olan fosfor dönüştürmeli beyaz LED'lerde beyaz ışık üretmek için pompa kaynağı olarak da kritik bileşenlerdir. Bu alandaki devam eden gelişmeler, ışık verimliliğini artırmaya (elektriksel watt başına daha fazla ışık çıkışı), ömür boyu renk tutarlılığını ve kararlılığını iyileştirmeye, yüksek sıcaklık ve yüksek akım çalışması altında güvenilirliği artırmaya ve ultra minyatür uygulamalar için daha da küçük paket boyutlarına olanak sağlamaya odaklanmaktadır. Daha yüksek verimlilik ve lumen başına daha düşük maliyet için sürüş, önemli bir endüstri trendi olmaya devam etmektedir.