SMD LED 19-213/BHC-AP1Q2/3T Mavi Veri Sayfası - Mavi Renk - 20mA İleri Akım - 75mW Güç Dağılımı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

19-213/BHC-AP1Q2/3T, kompakt, verimli ve güvenilir ışık kaynakları gerektiren modern elektronik uygulamalar için tasarlanmış bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'dir. Bu bileşen, özellikle mavi ışık yayan tek renkli bir tiptir ve RoHS, EU REACH ve halojensiz gereksinimler (Br<900 ppm, Cl<900 ppm, Br+Cl<1500 ppm) gibi çağdaş çevre ve güvenlik standartlarına uyum sağlayan kurşunsuz malzemeler kullanılarak üretilmiştir.

Bu SMD LED'in temel avantajı, geleneksel lead-frame tipi LED'lere kıyasla önemli ölçüde daha küçük olan minyatür boyutudur. Bu boyut azalması, tasarımcıların daha küçük baskılı devre kartı (PCB) düzenleri, daha yüksek bileşen yoğunluğu, azaltılmış depolama alanı gereksinimleri ve nihayetinde daha kompakt son kullanıcı ekipmanlarının geliştirilmesini sağlar. Ayrıca, hafif yapısı, ağırlığın minimize edilmesinin kritik bir faktör olduğu uygulamalar için ideal bir seçimdir.

Cihaz, seri üretimde yaygın olarak kullanılan yüksek hızlı otomatik pick-and-place ekipmanları ile uyumluluğu sağlamak için endüstri standardı 8mm şerit üzerinde 7 inç çapında makaralarda tedarik edilir. Ayrıca, standart kızılötesi (IR) ve buhar fazı reflow lehimleme işlemleriyle uyumlu olacak şekilde tasarlanmıştır, bu da otomatik montaj hatlarına kolay entegrasyon sağlar.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak maksimum değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu değerler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir ve hiçbir çalışma koşulunda aşılmamalıdır.

• Ters Gerilim (VR):5 V. LED ters çalışma için tasarlanmamıştır; bu gerilimin aşılması anında arızaya neden olabilir.
• İleri Akım (IF):20 mA. Bu, önerilen sürekli çalışma akımıdır.
• Tepe İleri Akım (IFP):40 mA. Bu, yalnızca 1 kHz frekansta %10 görev döngüsü ile darbe koşullarında izin verilir.
• Güç Dağılımı (Pd):75 mW. Bu, termal sınırları aşmadan paketin dağıtabileceği maksimum güçtür.
• Elektrostatik Deşarj (ESD) İnsan Vücudu Modeli (HBM):150 V. Gizli hasarı önlemek için uygun ESD kullanım prosedürleri esastır.
• Çalışma Sıcaklığı (Topr):-40°C ila +85°C. Cihaz bu geniş sıcaklık aralığında çalışmak için derecelendirilmiştir.
• Depolama Sıcaklığı (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 Karakteristikler

Elektro-optik karakteristikler, Ta=25°C ve IF=20 mA'de ölçülür ve cihazın standart çalışma koşulları altındaki tipik performansını temsil eder.

• Işık Şiddeti (Iv):Tipik değer tek bir sayı olarak belirtilmemiştir; bunun yerine cihaz sınıflandırılmıştır. Aralık minimum 45.0 mcd'den maksimum 112.0 mcd'ye kadar uzanır. Görüş açısı (2θ1/2) tipik olarak 120 derecedir, geniş bir ışın deseni sağlar.
• Tepe Dalga Boyu (λp):Tipik olarak 468 nm, spektral yayılımın en güçlü olduğu dalga boyunu gösterir.
• Baskın Dalga Boyu (λd):464.5 nm ila 476.5 nm aralığındadır. Bu, insan gözü tarafından algılanan tek dalga boyudur ve aynı zamanda sınıflandırmaya tabidir.
• Spektral Radyasyon Bant Genişliği (Δλ):Tipik olarak 25 nm, maksimum yoğunluğun yarısında (FWHM) yayılan spektrumun genişliğini tanımlar.
• İleri Gerilim (VF):IF=20mA'de 2.7 V ila 3.7 V aralığındadır. Bu parametrenin ±0.1V toleransı vardır ve aynı zamanda sınıflandırılmıştır.
• Ters Akım (IR):5V ters gerilim (VR) uygulandığında maksimum 50 μA. Bu test koşulu yalnızca karakterizasyon içindir.

Önemli Notlar:Toleranslar ana parametreler için belirtilmiştir: Işık Şiddeti (±%11), Baskın Dalga Boyu (±1 nm) ve İleri Gerilim (±0.1 V). Cihaz açıkça ters çalışma için tasarlanmamıştır; VR derecelendirmesi yalnızca IR testi için geçerlidir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde tutarlı renk ve parlaklık sağlamak için, LED'ler ışık şiddeti ve baskın dalga boyuna göre sınıflara ayrılır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Sınıflar, her biri IF=20mA'de milikandela (mcd) cinsinden ölçülen belirli bir ışık şiddeti aralığını kapsayan bir harf-sayı kodu (P1, P2, Q1, Q2) ile tanımlanır.

• Sınıf P1:45.0 mcd (Min) ila 57.0 mcd (Maks)
• Sınıf P2:57.0 mcd ila 72.0 mcd
• Sınıf Q1:72.0 mcd ila 90.0 mcd
• Sınıf Q2:90.0 mcd ila 112.0 mcd

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Dalga boyu sınıfları, her biri IF=20mA'de nanometre (nm) cinsinden ölçülen belirli bir baskın dalga boyu aralığını kapsayan bir alfasayısal kod (A9, A10, A11, A12) ile tanımlanır.

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

Bu sınıflandırma, tasarımcıların uygulamaları için kesin parlaklık ve renk tutarlılığı gereksinimlerini karşılayan bileşenleri seçmelerine olanak tanır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, cihazın değişen koşullar altındaki davranışını gösteren birkaç tipik karakteristik eğri sağlar. Bunlar gerçek dünya senaryolarındaki performansı anlamak için gereklidir.

• Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı:Bu eğri, ortam sıcaklığı 25°C'nin üzerine çıktıkça ışık çıkışının nasıl azaldığını gösterir. İstenilen parlaklık seviyelerini korumak için termal yönetim tasarımında çok önemlidir.
• Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım:Bu grafik, sürücü akımı ile ışık çıkışı arasındaki doğrusal olmayan ilişkiyi gösterir. Önerilen 20mA'nin üzerinde çalışmak, parlaklıkta azalan getiriler sağlarken cihaz üzerindeki ısı ve stresi artırabilir.
• İleri Akım - İleri Gerilim (IV Eğrisi):Bu temel eğri, bir diyotta gerilim ve akım arasındaki üstel ilişkiyi gösterir. Belirtilen VF aralığı (20mA'de 2.7V-3.7V) bu eğriden okunur.
• İleri Akım Derecelendirme Eğrisi:Bu eğri, ortam sıcaklığının bir fonksiyonu olarak izin verilen maksimum ileri akımı belirler. Sıcaklık arttıkça, aşırı ısınmayı önlemek için maksimum güvenli akım azalır.
• Spektrum Dağılımı:Tipik 468 nm tepe dalga boyu etrafında merkezlenmiş ve yaklaşık 25 nm bant genişliğine sahip, bağıl yoğunluğun dalga boyuna karşı çizilmiş bir grafiği.
• Radyasyon Diyagramı:Işık yoğunluğunun uzaysal dağılımını gösteren, tipik 120 derecelik görüş açısını doğrulayan bir kutupsal grafik.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutu

Veri sayfası, LED paketinin ayrıntılı bir mekanik çizimini içerir. Çizim, uzunluk, genişlik, yükseklik, pad boyutları ve konumları dahil tüm kritik boyutları belirtir. Aksi belirtilmedikçe, boyutsal tolerans ±0.1 mm'dir. Bu bilgi, doğru lehimleme ve hizalama sağlamak için PCB footprint tasarımı (land pattern) için hayati önem taşır.

5.2 Makara ve Şerit Boyutları

Ürün, neme dayanıklı paketleme içinde tedarik edilir. Taşıyıcı şerit boyutları, bileşenleri güvenli bir şekilde tutacak şekilde belirtilmiştir. Her makara 3000 adet içerir. Makara (7 inç çap), taşıyıcı şerit ve kapak şeridinin ayrıntılı çizimleri, aksi belirtilmedikçe standart ±0.1 mm toleransla sağlanır. Bu, otomatik montaj ekipmanlarıyla uyumluluğu sağlar.

5.3 Etiket Açıklaması

Paketleme etiketleri, izlenebilirlik ve doğru uygulama için kritik bilgiler içerir:

• CPN:Müşteri Ürün Numarası.
• P/N:Ürün Numarası (örn., 19-213/BHC-AP1Q2/3T).
• QTY:Paketleme Miktarı.
• CAT:Işık Şiddeti Derecesi (Şiddet için sınıf kodu).
• HUE:Kromatik Koordinatlar & Baskın Dalga Boyu Derecesi (Dalga boyu için sınıf kodu).
• REF:İleri Gerilim Derecesi.
• LOT No:İzlenebilirlik için Üretim Parti Numarası.

Nem geçirmez torba, bileşenleri depolama ve taşıma sırasında nem emiliminden korumak için bir nem alıcı ve bir nem göstergesi kartı içerir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Depolama ve Kullanım

Bu LED'ler neme duyarlıdır. Nem geçirmez torba, bileşenler kullanıma hazır olana kadar açılmamalıdır. Açıldıktan sonra:

• LED'ler ≤30°C ve ≤%60 Bağıl Nemde tutulmalıdır.
• 168 saat (7 gün) içinde kullanılmalıdır.
• Kullanılmayan LED'ler, taze nem alıcı ile nem geçirmez bir pakette yeniden kapatılmalıdır.
• Depolama süresi aşılırsa veya nem alıcı yüksek nemi gösteriyorsa, lehimlemeden önce 60 ±5°C'de 24 saat süreyle bir kurutma işlemi gereklidir.

6.2 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz reflow lehimleme sıcaklık profili belirtilmiştir:

• Ön Isıtma:150-200°C, 60-120 saniye.
• Sıvı Üstü Süresi (217°C):60-150 saniye.
• Tepe Sıcaklığı:Maksimum 260°C.
• Tepe Noktasında Süre:Maksimum 10 saniye.
• Isıtma Hızı:255°C'ye kadar maksimum 6°C/sn, ardından tepe noktasına kadar maksimum 3°C/sn.

Kritik Önlemler:Reflow lehimleme ikiden fazla kez yapılmamalıdır. Isıtma sırasında LED'lere stres uygulanmamalı ve lehimlemeden sonra PCB eğrilmemelidir.

6.3 El Lehimleme ve Onarım

El lehimleme kaçınılmazsa:

• Uç sıcaklığı<350°C'yi geçmeyen bir lehim havya kullanın.
• Her terminal için lehimleme süresini ≤3 saniye ile sınırlayın.
• Gücü ≤25W olan bir havya kullanın.
• Her terminali lehimleme arasında en az 2 saniyelik bir aralık bırakın.

Lehimleme sonrası onarım kesinlikle önerilmez. Kesinlikle gerekliyse, her iki terminali aynı anda ısıtmak ve mekanik stresi önlemek için çift uçlu bir lehim havya kullanılmalıdır. Onarım sırasında LED'in karakteristiklerine zarar verme potansiyeli önceden değerlendirilmelidir.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Veri sayfasına göre, bu mavi SMD LED, aşağıdakiler dahil çeşitli düşük-orta güçlü gösterge ve arka aydınlatma uygulamaları için uygundur:

• Arka Aydınlatma:Tüketici elektroniği, otomotiv iç mekanları (kritik olmayan) ve endüstriyel kontrol panellerindeki göstergeler, anahtarlar ve semboller için.
• Telekomünikasyon Ekipmanları:Telefon ve faks makinelerindeki durum göstergeleri ve tuş takımı arka aydınlatması.
• LCD Arka Aydınlatma:Küçük monokrom veya segmentli LCD ekranlar için düz arka aydınlatma kaynağı olarak.
• Genel Gösterge:Çok çeşitli elektronik cihazlarda güç durumu, mod seçimi ve diğer kullanıcı arayüzü göstergeleri.

7.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:Harici bir akım sınırlayıcı dirençzorunludur. İleri gerilimin bir aralığı vardır (2.7V-3.7V) ve diyodun üstel IV karakteristiği nedeniyle besleme gerilimindeki küçük bir değişiklik, ileri akımda büyük ve potansiyel olarak yıkıcı bir değişikliğe neden olabilir. Direnç değeri, akımın asla 20mA sürekli mutlak maksimum derecesini aşmamasını sağlamak için en kötü durum VF'sine (minimum) göre hesaplanmalıdır.
• Termal Yönetim:Paket küçük olsa da, özellikle yüksek ortam sıcaklığı ortamlarında veya kapalı alanlarda, güç dağılımı (maks. 75mW) ve derecelendirme eğrisi dikkate alınmalıdır. Yeterli PCB bakır alanı (termal rahatlatma padleri) ısıyı dağıtmaya yardımcı olabilir.
• ESD Koruması:150V HBM ESD derecelendirmesi nispeten düşüktür. Bu LED'leri işleyen PCB'lerde ESD koruma önlemleri uygulayın ve montaj ve kullanım sırasında her zaman uygun ESD protokollerini izleyin.

7.3 Uygulama Kısıtlamaları

Veri sayfası açıkça belirtmektedir ki bu ürünyüksek güvenilirlik gerektiren uygulamalar için önerilmez, askeri/uzay sistemleri veya otomotiv güvenlik/güvenlik sistemleri (örn., fren lambaları, hava yastığı göstergeleri) gibi. Bu tür uygulamalar için, ilgili otomotiv (AEC-Q101) veya askeri niteliklere sahip LED'ler seçilmelidir.

8. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S1: Neden bir akım sınırlayıcı direnç kesinlikle gereklidir?

C1: LED'ler akım kontrollü cihazlardır. İleri gerilimlerinin (VF) üretim toleransları vardır ve sıcaklıkla değişir. Seri bir direnç olmadan, akım yalnızca güç kaynağı gerilimi ve LED'in çok düşük olan dinamik direnci tarafından belirlenir. Besleme gerilimindeki hafif bir artış veya VF'deki bir düşüş (sıcaklık artışı nedeniyle), akımın 20mA maksimum değerini aşarak hızlı aşırı ısınmaya ve arızaya neden olabilir. Direnç, kararlı, öngörülebilir ve güvenli bir akım sağlar.

S2: Uygulamam için doğru sınıfı nasıl seçerim?

C2: Seçim, parlaklık düzgünlüğü ve renk tutarlılığı gereksinimlerinize bağlıdır. Birden fazla LED yan yana kullanılıyorsa (örn., bir dizi veya çubuk grafikte), parlaklık veya mavi tonunda görünür farklılıklardan kaçınmak için aynı ışık şiddeti sınıfından (CAT) ve baskın dalga boyu sınıfından (HUE) LED'ler seçmek kritiktir. Daha az kritik tek gösterge uygulamaları için, daha geniş bir sınıf kabul edilebilir ve daha uygun maliyetli olabilir.

S3: Bu LED'i daha parlak yapmak için 20mA'den yüksek darbe akımı ile sürebilir miyim?

C3: Evet, ancak yalnızca katı sınırlar dahilinde. Veri sayfası, %10 görev döngüsü ve 1kHz frekansta 40mA Tepe İleri Akımı (IFP) belirtir. Darbeleme, daha yüksek algılanan parlaklık sağlayabilir. Ancak, zaman içindeki ortalama akımın sürekli dereceyi aşmadığından ve jonksiyon sıcaklığının sınırlarını aşmadığından emin olmalısınız. Derecelendirme eğrisi ve güç dağılımı derecesine hala uyulmalıdır.

S4: Nem geçirmez torbayı açtıktan sonra 7 günlük raf ömrünü aşarsam ne olur?

C4: Plastik SMD paketleri havadan nem emebilir. Reflow lehimleme sırasında, bu hapsolmuş nem hızla buhara dönüşerek iç katman ayrılmasına, paketin çatlamasına veya lehim bağlantı arızalarına ("patlamış mısır etkisi") neden olabilir. Raf ömrü aşılırsa, bileşenler güvenli bir şekilde lehimlenmeden önce nemi uzaklaştırmak için kurutulmalıdır (60°C'de 24 saat).

9. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Bu LED, Ürün Seçim Kılavuzu'nda belirtildiği gibi, İndiyum Galyum Nitrür (InGaN) malzemelerinden üretilmiş bir yarı iletken diyot yapısına dayanır. Diyodun açılma eşiğini (yaklaşık 2.7-3.7V) aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler yarı iletkenin aktif bölgesine enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleşerek enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakır. InGaN alaşımının spesifik bileşimi, yarı iletkenin bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler. Bu durumda, alaşım, görünür spektrumun mavi bölgesinde, yaklaşık 468 nm tepe dalga boyunda foton üretecek şekilde tasarlanmıştır. Su berraklığındaki reçine kapsül, yarı iletken çipi korur ve yayılan ışığı geniş 120 derecelik bir görüş açısına şekillendiren bir mercek görevi görür.

10. Teknoloji Trendleri

19-213/BHC-AP1Q2/3T, olgun bir SMD LED teknolojisini temsil eder. Bu bileşeni bağlamsallaştıran LED endüstrisindeki genel trendler, devam edenartırılmış verimlilik(watt başına daha fazla lümen) sürüşünü içerir, bu da aynı akımda daha parlak çıkış veya daha düşük güç tüketimi ve daha az ısı ile aynı parlaklık sağlar. Ayrıca, ekran ve aydınlatma uygulamalarının taleplerini karşılamak içindaha yüksek renk tutarlılığı ve daha sıkı sınıflandırmaeğilimi vardır. Dahası,minyatürleştirmedevam etmekte, alan kısıtlı uygulamalar için daha da küçük paket boyutları (örn., 0402, 0201 metrik) yaygın hale gelmektedir. Son olarak, LED kullanımını otomotiv aydınlatması gibi daha zorlu ortamlara genişletmek içingeliştirilmiş güvenilirlik ve sağlamlık, daha yüksek ESD derecelendirmeleri ve geliştirilmiş nem direnci dahil, kilit gelişim alanlarıdır.