SMD LED 12-21/BHC-ZL1M2RY/2C Veri Sayfası - Boyut 2.0x1.25x0.8mm - Gerilim 2.5-3.1V - Mavi Renk - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

12-21/BHC-ZL1M2RY/2C, modern ve kompakt elektronik uygulamalar için tasarlanmış bir yüzey montaj cihazı (SMD) ışık yayan diyottur (LED). Bu bileşen, geleneksel bacaklı tip LED'lere kıyasla önemli bir ilerleme sunarak, kart alanı kullanımı ve tasarım esnekliği açısından önemli avantajlar sağlar.

1.1 Temel Avantajlar ve Ürün Konumlandırması

Bu LED'in birincil avantajı minyatür boyutudur. 12-21 paketi, geleneksel delikli bileşenlerden önemli ölçüde daha küçüktür. Bu boyut azalması, tasarımcıların baskılı devre kartları (PCB) üzerinde daha yüksek bileşen yoğunluğu elde etmesini sağlar ve sonuçta genel ekipman boyutunun küçülmesine yol açar. SMD paketinin hafif yapısı, ağırlığın kritik bir faktör olduğu taşınabilir ve minyatür uygulamalar için onu ideal kılar.

Bu LED, mavi ışık yayan tek renkli bir tiptir ve kurşunsuz (Pb-free) malzemeler kullanılarak üretilmiştir. AB'nin RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktifi, REACH düzenlemesi dahil olmak üzere büyük uluslararası çevre ve güvenlik düzenlemelerine uyumludur ve halojensiz olarak sınıflandırılır; brom (Br) ve klor (Cl) içeriği belirtilen sınırların altında tutulur.

1.2 Hedef Pazar ve Uygulamalar

Bu bileşen, geniş bir tüketici, endüstriyel ve iletişim elektroniği yelpazesini hedeflemektedir. Temel uygulama alanları şunlardır:

• Arka Aydınlatma:Gösterge panelleri, anahtarlar ve tuş takımlarını aydınlatmak için idealdir.
• Telekomünikasyon Ekipmanları:Telefon ve faks makineleri gibi cihazlarda durum göstergesi ve arka aydınlatma olarak hizmet verir.
• Görüntüleme Teknolojisi:Sıvı kristal ekranların (LCD) arkasındaki düz arka aydınlatma üniteleri ve sembollerin aydınlatılması için uygundur.
• Genel Amaçlı Gösterge:Kompakt, güvenilir bir görsel gösterge gerektiren çok çeşitli elektronik cihazlarda kullanılabilir.

Ürün, endüstri standardı 8mm şerit üzerinde 7 inç çapında makaralarda tedarik edilir ve bu da onu yüksek hızlı otomatik yerleştirme montaj ekipmanlarıyla tam uyumlu hale getirir. Ayrıca standart kızılötesi ve buhar fazı reflow lehimleme işlemlerine dayanacak şekilde tasarlanmıştır.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Güvenilir devre tasarımı ve optimum performans için elektriksel ve optik özelliklerin kapsamlı bir şekilde anlaşılması çok önemlidir.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırlar altında veya bu sınırlarda çalışma garanti edilmez.

• Ters Gerilim (V_R):5V. Ters öngerilimde bu gerilimin aşılması anında jonksiyon arızasına neden olabilir.
• Sürekli İleri Akım (I_F):10 mA. Bu, sürekli olarak uygulanabilecek maksimum DC akımdır.
• Tepe İleri Akım (I_FP):100 mA. Bu darbe akım değeri (1/10 görev döngüsü, 1kHz), kısa süreli, yüksek yoğunluklu flaş uygulamaları için kullanışlıdır ancak sürekli çalışma için kullanılmamalıdır.
• Güç Dağılımı (P_d):40 mW. Bu sınır, ileri gerilimle birleştiğinde, belirli termal koşullar altında izin verilen maksimum sürekli akımı belirler.
• Elektrostatik Deşarj (ESD) İnsan Vücudu Modeli (HBM):150V. Bu nispeten düşük bir ESD toleransıdır ve cihazın statik elektriğe duyarlı olduğunu gösterir. Montaj ve kullanım sırasında uygun ESD işlem prosedürleri zorunludur.
• Çalışma Sıcaklığı (T_opr):-40°C ila +85°C. Cihaz endüstriyel sıcaklık aralıkları için derecelendirilmiştir.
• Depolama Sıcaklığı (T_stg):-40°C ila +90°C.
• Lehimleme Sıcaklığı:Cihaz, 260°C tepe sıcaklığında 10 saniyeye kadar reflow lehimlemeye dayanabilir. El lehimlemesi için, havya ucu sıcaklığı 350°C'yi geçmemeli ve her bacağa temas süresi 3 saniye ile sınırlandırılmalıdır.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bu parametreler, aksi belirtilmedikçe, 25°C ortam sıcaklığında ve 5 mA ileri akım (I_F) ile standart test koşullarında ölçülür.

• Işık Şiddeti (I_v):Minimum 11.5 mcd'den maksimum 28.5 mcd'ye kadar değişir. Tipik değer belirtilmemiştir, bu da performansın bir sınıflandırma sistemi (daha sonra detaylandırılacak) ile yönetildiğini gösterir.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):120 derece. Bu geniş görüş açısı, LED'i geniş aydınlatma veya birden fazla açıdan görünürlük gerektiren uygulamalar için uygun kılar.
• Tepe Dalga Boyu (λ_p):Tipik olarak 468 nm'dir ve görünür spektrumun mavi bölgesinde yer alır.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):465 nm ile 475 nm arasında belirtilmiştir. Bu, insan gözü tarafından algılanan dalga boyudur ve aynı zamanda sınıflandırma ile yönetilir.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):Tipik olarak 25 nm'dir ve yayılan ışığın tepe dalga boyu etrafındaki yayılımını gösterir.
• İleri Gerilim (V_F):5 mA'de 2.5V ila 3.1V arasında değişir. Bu parametre, LED ile seri bağlı akım sınırlayıcı direncin tasarımı için kritiktir. Gerilim sınıflandırma sistemi, tasarımcıların tutarlı gerilim düşüşüne sahip LED'leri seçmesine yardımcı olur.
• Ters Akım (I_R):5V ters öngerilim uygulandığında maksimum 50 μA'dır.Önemli Not:Veri sayfası açıkça belirtmektedir ki, ters gerilim koşulu yalnızca test amaçlıdır ve cihaz gerçek bir devrede ters öngerilim altında çalıştırılmamalıdır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler performans sınıflarına ayrılır. Bu, tasarımcıların uygulamaları için belirli minimum kriterleri karşılayan bileşenleri seçmelerine olanak tanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

LED'ler, 5 mA'de ölçülen çıkışlarına göre dört şiddet sınıfına (L1, L2, M1, M2) ayrılır.

• L1:11.5 – 14.5 mcd
• L2:14.5 – 18.0 mcd
• M1:18.0 – 22.5 mcd
• M2:22.5 – 28.5 mcd

Işık şiddeti için ±%11 tolerans uygulanır.

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Mavi ışığın rengi (ton), dalga boyu sınıflandırması ile kontrol edilir. İki sınıf tanımlanmıştır:

• X Sınıfı:465 – 470 nm
• Y Sınıfı:470 – 475 nm

Baskın dalga boyu için ±1 nm gibi daha sıkı bir tolerans belirtilmiştir.

3.3 İleri Gerilim Sınıflandırması

Güç kaynağı tasarımına yardımcı olmak ve paralel dizilerde düzgün parlaklık sağlamak için LED'ler, 5 mA'deki ileri gerilime göre sınıflandırılır.

• 9. Sınıf:2.5 – 2.7 V
• 10. Sınıf:2.7 – 2.9 V
• 11. Sınıf:2.9 – 3.1 V

İleri gerilim için tolerans ±0.1V'dir.

4. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

4.1 Paket Boyutları

12-21 SMD LED, kompakt dikdörtgen bir pakete sahiptir. Ana boyutlar (milimetre cinsinden) tipik gövde uzunluğu 2.0 mm, genişlik 1.25 mm ve yükseklik 0.8 mm'dir. Veri sayfası, aksi belirtilmedikçe tipik olarak ±0.1 mm olan bacak aralığı, pad boyutları ve genel toleransları gösteren detaylı bir boyut çizimi sağlar. Bu çizim, doğru PCB izini oluşturmak ve uygun lehimleme ve hizalamayı sağlamak için gereklidir.

4.2 Polarite Tanımlama

Bileşen, katodu tanımlamak için tipik olarak paket üzerinde bir çentik veya nokta şeklinde bir polarite işaretleyicisine sahiptir. Yerleştirme sırasında doğru yönlendirme, devre işlevselliği için kritiktir.

4.3 Şerit ve Makara Paketleme

LED'ler nem geçirmez paketleme içinde tedarik edilir. 12-21 paketini tutacak boyutlarda ceplere sahip taşıyıcı şeritlere yüklenirler. Standart makara 2000 adet içerir. Makara boyutları (göbek çapı, makara genişliği ve flanş çapı gibi), otomatik montaj makineleriyle uyumluluğu sağlamak için sağlanır. Paketleme, bir nem alıcı içerir ve depolama ve taşıma sırasında cihazları ortam neminden korumak için alüminyum nem geçirmez bir torba içinde mühürlenir.

4.4 Etiket Açıklaması

Paketleme etiketleri, izlenebilirlik ve tanımlama için kritik bilgiler içerir:

• P/N:Ürün Numarası (örn., 12-21/BHC-ZL1M2RY/2C).
• QTY:Makara başına paketleme miktarı.
• CAT:Işık Şiddeti Derecesi (L1, M2 vb. sınıf koduna karşılık gelir).
• HUE:Renk Koordinatları & Baskın Dalga Boyu Derecesi (X, Y sınıf koduna karşılık gelir).
• REF:İleri Gerilim Derecesi (9, 10, 11 sınıf koduna karşılık gelir).
• LOT No:Kalite kontrol için üretim parti numarası.

5. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Uygun kullanım ve lehimleme, güvenilirlik için hayati önem taşır. LED, termal ve mekanik strese karşı hassastır.

5.1 Depolama ve Nem Hassasiyeti

Ürün neme karşı hassastır. Temel önlemler şunlardır:

• Bileşenler kullanıma hazır olana kadar nem geçirmez torbayı açmayın.
• Açıldıktan sonra kullanılmayan LED'ler ≤30°C ve ≤%60 bağıl nemde saklanmalıdır.
• Torba açıldıktan sonraki "zemin ömrü" 168 saattir (7 gün). Bu süre içinde kullanılmazsa, bileşenler 60±5°C'de 24 saat boyunca yeniden kurutulmalı ve nem alıcı ile yeniden torbalanmalıdır.

5.2 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz (Pb-free) bir reflow profili önerilir:

• Ön Isıtma:150–200°C, 60–120 saniye.
• Sıvı Üstü Süresi (TAL):217°C üzerinde 60–150 saniye.
• Tepe Sıcaklığı:Maksimum 260°C, 10 saniyeden fazla tutulmamalıdır.
• Isıtma/Soğutma Oranları:255°C'ye kadar maksimum 6°C/sn ısıtma oranı ve maksimum 3°C/sn soğutma oranı.
• Aynı bileşen üzerinde reflow lehimleme ikiden fazla yapılmamalıdır.

5.3 El Lehimleme Önlemleri

El lehimlemesi gerekliyse, aşırı dikkat gereklidir:

• Uç sıcaklığı ≤350°C olan bir lehim havya kullanın.
• Her terminal için temas süresini ≤3 saniye ile sınırlandırın.
• Düşük güçlü bir havya (≤25W) kullanın.
• Her terminali lehimledikten sonra en az 2 saniyelik bir soğuma aralığı bırakın.
• Isıtma sırasında LED gövdesine mekanik stres uygulamaktan kaçının.

5.4 Devre Tasarımı Koruma

Aşırı Akım Koruması:Harici bir akım sınırlayıcı direnç kesinlikle zorunludur. İleri gerilimin negatif bir sıcaklık katsayısı vardır, yani LED ısındıkça V_Fdüşer; bu da seri direnç olmadan bir gerilim kaynağı ile sürülürse akımda hızlı ve kontrolsüz bir artışa yol açabilir. Bu, termal kaçak ve cihaz arızasıyla sonuçlanır.

6. Uygulama Tasarımı Düşünceleri ve Kısıtlamalar

6.1 Tasarım Düşünceleri

• Akım Sürme:LED'i her zaman sabit bir akımla sürün veya, akımın mutlak maksimum değeri asla aşmamasını sağlamak için, sınıflandırma aralığındaki en kötü durum V_F(minimum) değerine dayanarak hesaplanan bir seri direnç ile bir gerilim kaynağı kullanın.
• Termal Yönetim:Paket küçük olsa da, termal pad'lerin etrafında yeterli PCB bakır alanı sağlamak, özellikle maksimum akıma yakın çalışırken veya yüksek ortam sıcaklıklarında ısının dağılmasına yardımcı olabilir.
• ESD Koruması:LED, düşük 150V HBM derecesi göz önüne alındığında, kullanıcı tarafından erişilebilir portlara bağlıysa, giriş hatlarında ESD koruması uygulayın.

6.2 Uygulama Kısıtlamaları

Veri sayfası, yüksek güvenilirlikli uygulamalarla ilgili kritik bir sorumluluk reddi içerir. Bu ürün, belirtildiği gibi, arızanın ciddi yaralanmaya, can kaybına veya önemli maddi hasara yol açabileceği uygulamalar için uygun olmayabilir. Bu açıkça şunları içerir:

• Askeri ve havacılık sistemleri
• Otomotiv güvenlik ve emniyet sistemleri (örn., hava yastıkları, fren sistemleri)
• Tıbbi yaşam destek ekipmanları

Bu tür uygulamalar için, farklı niteliklere, testlere ve güvenilirlik garantilerine sahip bileşenler gereklidir. Mühendisler, bu kritik kullanım durumları için tasarlanmış ürünler için üretici ile görüşmelidir.

7. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

12-21/BHC-ZL1M2RY/2C, öncelikle paket boyutu ve sınıflandırma yoluyla performans tutarlılığı ile kendini farklılaştırır.

• Daha Büyük SMD Paketlerine Karşı (örn., 3528, 5050):Çok daha küçük bir ayak izi sunar, daha yüksek yoğunluklu tasarımlara olanak tanır ancak tipik olarak cihaz başına daha düşük toplam ışık çıkışı sağlar.
• Delikli LED'lere Karşı:PCB'de delik delme ihtiyacını ortadan kaldırır, otomatik montajı basitleştirir, ağırlığı azaltır ve daha küçük ürün form faktörlerine izin verir.
• Sınıflandırılmamış LED'lere Karşı:Şiddet, dalga boyu ve gerilim için kapsamlı sınıflandırma sistemi, tasarımcılara öngörülebilir performans sağlar; bu, birden fazla LED arasında renk veya parlaklık tutarlılığı gerektiren uygulamalar için çok önemlidir.

8. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Bu LED'i 5V beslemeden 5 mA ile sürmek için hangi direnç değerini kullanmalıyım?

A: Ohm Kanunu'nu kullanarak: R = (V_besleme- V_F) / I_F. En kötü durum tasarımı için (en düşük V_File bile akımın asla 5 mA'yi aşmamasını sağlamak), 9. Sınıftan (2.5V) minimum V_Fdeğerini kullanın. R = (5V - 2.5V) / 0.005A = 500 Ω. Standart 510 Ω'luk bir direnç güvenli bir seçim olacaktır, bu da akımı 5 mA'nin biraz altına düşürür.

S: Bu LED'i 50 mA ile darbeleyebilir miyim?

A: Evet, ancak yalnızca belirli koşullar altında. Veri sayfası, 1/10 görev döngüsü ve 1 kHz frekansta 100 mA Tepe İleri Akımı (I_FP) izin verir. Benzer veya daha düşük bir görev döngüsü ile 50 mA'de darbeleme genellikle kabul edilebilir olacaktır, ancak ortalama akım ve güç dağılımının sürekli dereceleri aşmadığını doğrulamalısınız.

S: Torba açıldıktan sonra depolama süresi neden 7 günle sınırlıdır?

A> SMD LED'ler havadan nem emebilir. Yüksek sıcaklıklı reflow lehimleme işlemi sırasında, hapsolmuş bu nem hızla genişleyerek iç katman ayrılmasına veya "patlamış mısır" etkisine neden olabilir; bu da paketi çatlatır ve cihazı tahrip eder. 7 günlük sınır, bileşenin nem hassasiyet seviyesine (MSL) dayanır.

S: Görüş açısı 120 derece. Bu nasıl ölçülür?

A> Görüş açısı (2θ_1/2), ışık şiddetinin maksimum değerinin yarısına düştüğü tam açıdır (0 derecede, doğrudan eksen üzerinde ölçülür). 120 derecelik bir açı, LED'in çok geniş bir koni içinde etkili bir şekilde ışık yaydığı anlamına gelir.

9. Çalışma Prensibi ve Teknoloji

Bu LED, InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) yarı iletken teknolojisine dayanır. Diyotun açılma eşiğini (yaklaşık 2.5-3.1V) aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler yarı iletken jonksiyonun aktif bölgesine enjekte edilir. Bunların yeniden birleşmesi, enerjiyi foton (ışık) şeklinde serbest bırakır. InGaN alaşımının özel bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler; bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyuna (rengine) karşılık gelir—bu durumda mavi (~468 nm). "Su berraklığındaki" reçine lens, yarı iletken çipten ışık çıkışını maksimize etmek için kullanılır.

10. Endüstri Trendleri ve Bağlam

12-21 paketi, elektronik bileşenlerin küçültülmesine yönelik uzun vadeli bir endüstri trendinin parçasıdır. Tüketici elektroniği, giyilebilir teknolojiler ve IoT sensörlerinde daha küçük, daha hafif ve daha enerji verimli cihazlar için olan talep, giderek daha küçük LED paketlerinin geliştirilmesini teşvik etmeye devam etmektedir. Ayrıca, çevresel uyumluluğa (RoHS, halojensiz) ve detaylı sınıflandırma ve izlenebilirlik (parti numaraları) yoluyla tedarik zinciri yönetimine verilen önem, kalite ve sürdürülebilirlik için daha geniş endüstri standartlarını yansıtmaktadır. Bu bileşenin uygun olduğu kurşunsuz lehimlemeye geçiş, artık elektronik üretiminde küresel bir normdur.