SMD LED 12-22/BHR6C-A01/2C Datasheet - 1.2x2.2x1.1mm - Blue (2.7-3.1V) & Red (1.7-2.2V) - 40-60mW - English Technical Document

1. Ürün Genel Bakışı

12-22 SMD LED, yüksek yoğunluklu PCB uygulamaları için tasarlanmış kompakt, yüzey montajlı bir cihazdır. Çok renkli bir konfigürasyonda mevcuttur; özellikle tek bir paket içinde mavi bir LED (BH çipi) ve parlak kırmızı bir LED (R6 çipi) birleştirir. Bu bileşen, geleneksel lead-frame tipi LED'lerden önemli ölçüde daha küçüktür; bu da kart boyutunda önemli azalmalar, artan paketleme yoğunluğu, en aza indirilmiş depolama gereksinimleri sağlar ve nihayetinde daha küçük son kullanıcı ekipmanlarının geliştirilmesine katkıda bulunur. Hafif yapısı, onu özellikle minyatür ve alan kısıtlı uygulamalar için uygun kılar.

1.1 Temel Avantajlar

• Minyatürleştirme: Küçük kapladığı alan (1.2mm x 2.2mm), PCB'ler üzerinde yüksek yoğunluklu yerleştirmeye olanak tanır.
• Uyumluluk: 8mm şerit üzerinde, 7 inç çapında makaralarda paketlenmiştir; bu da standart otomatik yerleştirme (al ve yerleştir) ekipmanlarıyla tam uyumlu olmasını sağlar.
• Sağlam Üretim: Hem kızılötesi (IR) hem de buhar fazlı reflow lehimleme prosesleriyle uyumludur.
• Çevresel Uyumluluk: The product is Pb-free, compliant with RoHS, EU REACH, and halogen-free standards (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Hedef Uygulamalar

• Otomotiv/Endüstriyel: Gösterge panelleri, gösterge tabloları ve anahtarlar için arka aydınlatma.
• Telekomünikasyon: Telefon ve faks makinelerinde durum göstergeleri ve tuş takımı arka aydınlatması.
• Tüketici Elektroniği: LCD'ler için düz arka aydınlatma, anahtar aydınlatması ve sembol aydınlatması.
• Genel Amaç: Güvenilir, kompakt bir gösterge lambası gerektiren herhangi bir uygulama.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Aşağıdaki bölümler, cihazın elektriksel, optik ve termal özelliklerinin ayrıntılı bir dökümünü sağlar. Aksi belirtilmedikçe, tüm parametreler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) ölçülmüştür.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasarın meydana gelebileceği sınırları tanımlar. Bu koşullar altında veya bu koşullarda çalışma garantisi verilmez.

Parametre	Sembol	Kod	Derecelendirme	Birim
Ters Gerilim	VR	-	5	V
İleri Akım	IF	BH	10	mA
		R6	25	mA
Tepe İleri Akımı (Görev Oranı 1/10 @1KHz)	IFP	BH	40	mA
		R6	50	mA
Power Dissipation	Pd	BH	40	mW
		R6	60	mW
Electrostatic Discharge (HBM)	ESD	BH	150	V
		R6	2000	V
Çalışma Sıcaklığı	Topr	-	-40 ~ +85	°C
Depolama Sıcaklığı	Tstg	-	-40 ~ +90	°C
Lehimleme Sıcaklığı	Tsol	Reflow	260°C, 10 saniye.	-
		El	350°C, 3 saniye.	-

Temel Gözlemler: Kırmızı (R6) çip, mavi (BH) çipe kıyasla daha yüksek akım ve güç dayanım kapasitesine sahiptir. Özellikle, ESD hassasiyeti önemli ölçüde farklılık gösterir; BH (mavi) çip oldukça hassastır (150V HBM) ve işleme sırasında katı ESD koruması gerektirirken, R6 (kırmızı) çip daha dayanıklıdır (2000V HBM).

2.2 Elektro-Optik Özellikler

Bunlar normal çalışma koşulları altındaki tipik performans parametreleridir.

Parametre	Sembol	Kod	Min.	Tip.	Maks.	Birim	Durum
Işık Şiddeti	Iv	BH	18.0	26.0	-----	mcd	IF=5mA
		R6	22.5	30.0	-----	mcd	IF=5mA
Görüş Açısı (2θ)1/2)	-	-	-----	120	-----	derece	-
Tepe Dalga Boyu	λp	BH	-----	468	-----	nm	-
		R6	-----	632	-----	nm	-
Dominant Dalga Boyu	λd	BH	-----	470	-----	nm	-
		R6	-----	624	-----	nm	-
Spektrum Bant Genişliği (Δλ)	-	BH	-----	25	-----	nm	-
		R6	-----	20	-----	nm	-
Forward Voltage	VF	BH	2.7	-----	3.1	V	-
		R6	1.7	-----	2.2	V	-
Ters Akım	IR	BH	-----	-----	50	μA	VR=5V
		R6	-----	-----	10	μA	VR=5V

Notlar:

1. Işık Şiddeti Toleransı ±11%'dir.
2. İleri Yönlü Gerilim Toleransı ±0.05V'dur.

Analiz: Mavi LED (BH), InGaN tabanlı çiplerin tipik özelliği olan daha yüksek bir ileri voltajda (2.7-3.1V) çalışırken, kırmızı LED (R6) AlGaInP teknolojisinin karakteristiği olan daha düşük bir ileri voltaja (1.7-2.2V) sahiptir. Işık şiddeti, yüksek verimliliğe işaret eden düşük bir sürücü akımı olan 5mA'de belirtilmiştir. Geniş 120 derecelik görüş açısı, gösterge uygulamaları için uygun geniş bir yayılım deseni sağlar.

3. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, değişen koşullar altında cihaz davranışını anlamak için çok önemli olan hem BH (Mavi) hem de R6 (Kırmızı) çipleri için tipik karakteristik eğriler sağlar.

3.1 Göreceli Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı İlişkisi

Eğriler, ortam sıcaklığı arttıkça ışık çıktısının azaldığını göstermektedir. Bu termal söndürme etkisi, LED yarı iletkenlerinin temel bir özelliğidir. Tasarımcılar, yüksek ortam sıcaklıklarında çalışırken yeterli ışık çıktısını sağlamak için bu güç düşümünü hesaba katmalıdır.

3.2 Göreceli Işık Şiddeti - İleri Akım İlişkisi

Bu grafikler, sürücü akımı ile ışık çıkışı arasındaki doğrusal olmayan ilişkiyi göstermektedir. Akımın artırılması, daha fazla ısı üretirken parlaklıkta azalan verim getirir. Mutlak maksimum akım değerine yakın çalışmak verimsizdir ve cihaz ömrünü kısaltır.

3.3 İleri Yön Akımı Derecelendirme Eğrisi

Bu kritik grafik, maksimum izin verilen sürekli ileri akımı ortam sıcaklığının bir fonksiyonu olarak tanımlar. Sıcaklık arttıkça, cihazın güç dağıtım limitini aşmayı ve termal kaçak oluşumunu önlemek için maksimum izin verilen akım azaltılmalıdır.

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

I-V eğrisi, bir diyoda özgü üstel ilişkiyi gösterir. "Diz" voltajı, yaklaşık ileri voltajdır (V_FEğrinin iletim bölgesindeki eğimi, LED'in dinamik direnci ile ilişkilidir.

3.5 Radyasyon Diyagramı

Kutupsal çizim, ışık şiddetinin uzaysal dağılımını görselleştirerek 120 derecelik görüş açısını doğrular. Bu tür LED paketi için desen tipik olarak Lambertian veya yakın Lambertian'dır.

3.6 Spektrum Dağılımı

Spektral grafikler, emisyon profillerini göstermektedir:

• BH (Mavi): Tepe dalga boyu ~468nm, baskın dalga boyu ~470nm, spektral bant genişliği (FWHM) ~25nm.
• R6 (Kırmızı): Tepe dalga boyu ~632nm, baskın dalga boyu ~624nm, daha dar bir spektral bant genişliği ~20nm.

Bu özellikler, LED'in algılanan renk saflığını belirler.

4. Mekanik ve Paket Bilgileri

4.1 Paket Boyutları

12-22 SMD LED, kompakt dikdörtgen bir pakete sahiptir. Ana boyutlar (mm cinsinden, belirtilmedikçe tolerans ±0.1mm) şunları içerir:

• Toplam uzunluk: 2.2 mm
• Toplam genişlik: 1.2 mm
• Toplam yükseklik: 1.1 mm
• Lead (terminal) boyutları ve aralıkları detaylı çizime göredir.

The datasheet, PCB footprint tasarımı için gerekli tüm kritik uzunluk, genişlik, yükseklik ve pad pozisyonlarını belirten detaylı ölçülendirilmiş bir çizim içerir.

4.2 Polarite Tanımlama

Bileşen, katodu belirtmek için genellikle paket üzerinde bir çentik veya nokta veya taşıyıcı bant cebinde kesik bir köşe şeklinde bir polarite işaretleyicisine sahiptir. Devrenin çalışması için doğru yönlendirme esastır.

5. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

Doğru işleme güvenilirlik için kritik öneme sahiptir. Cihaz nem hassasiyetine (MSL) sahiptir ve belirli lehimleme profilleri gerektirir.

5.1 Depolama ve Nem Hassasiyeti

• Açmadan Önce: ≤30°C ve ≤%90 nemde saklayınız.
• Açtıktan Sonra (Kullanım Ömrü): ≤30°C ve ≤%60 nemde 1 yıl. Kullanılmayan parçalar nem geçirmez ambalajda desikant ile yeniden kapatılmalıdır.
• Fırınlama: Nem alıcı nem emilimi gösteriyorsa veya depolama süresi aşılmışsa, kullanmadan önce 60 ±5°C'de 24 saat fırınlayın.

5.2 Reflow Lehimleme Profili (Kurşunsuz)

Önerilen profil kurşunsuz lehim (örneğin, SAC305) içindir:

• Ön Isıtma: Flux'u aktive etmek için kademeli rampa.
• Bekletme Bölgesi: Kart ve bileşeni eşit şekilde ısıtmak için.
• Yeniden Akış: Maksimum 10 saniye için 260°C tepe sıcaklığı.
• Soğutma: Termal stresi en aza indirmek için kontrollü soğutma.

Önemli: Reflow lehimleme işlemi iki kereden fazla yapılmamalıdır. Isıtma sırasında LED üzerinde mekanik stres oluşturmaktan kaçının ve lehimlemeden sonra PCB'yi bükmeyin.

5.3 El Lehimleme

El ile lehimleme kaçınılmaz ise:

• Use a soldering iron with a tip temperature <350°C.
• Her terminal için temas süresini ≤3 saniye ile sınırlayın.
• Gücü ≤25W olan bir havya kullanın.
• Her bir terminalin lehimlenmesi arasında aşırı ısınmayı önlemek için ≥2 saniye bekleyin.
• El lehimleme, hasar riskini daha fazla taşır.

5.4 Yeniden İşleme ve Onarım

Lehimleme sonrası onarım kesinlikle tavsiye edilmez. Mutlaka gerekliyse:

• Her iki terminale eşzamanlı ve dengeli ısı uygulamak için SMD çıkarmaya özel tasarlanmış çift uçlu bir lehim havya kullanın.
• Onarım işleminin LED'in özelliklerini bozmadığını her zaman doğrulayın.

6. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

6.1 Standart Paketleme

LED'ler nem geçirmez ambalajda tedarik edilir:

• Taşıyıcı Şerit: 8mm genişliğinde şerit.
• Makara: 7 inç (178mm) çap.
• Miktar: Makara başına 2000 adet.
• Ambalaj, bir nem alıcı içerir ve alüminyum nem geçirmez bir torbada mühürlenmiştir.

6.2 Etiket Açıklaması

Makara etiketinde çeşitli kodlar bulunur:

• CPN: Müşteri Ürün Numarası.
• P/N: Ürün Numarası (örn., 12-22/BHR6C-A01/2C).
• Miktar: Paketleme Miktarı.
• KAT: Işık Şiddeti Sıralaması.
• RENK: Chromaticity Coordinates & Dominant Dalga Boyu Rank.
• REF: İleri Yönlü Gerilim Sıralaması.
• LOT No: İzlenebilirlik için Üretim Parti Numarası.

7. Uygulama Tasarımı Hususları

7.1 Akım Sınırlama Zorunludur

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Her bir yonga (BH ve R6) için harici bir akım sınırlama direnci (veya sabit akım sürücüsü) kesinlikle gereklidir. İleri yönlü voltaj (V_F) bir toleransa ve negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir (sıcaklık arttıkça azalır). Bir LED'i, nominal V değerine yakın olsa bile, doğrudan bir voltaj kaynağına bağlamak_F, küçük bir voltaj artışı, büyük ve kontrolsüz bir akım dalgalanmasını tetikleyerek anlık arızaya (yanmaya) neden olabilir. Direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (V_kaynağı - V_F) / I_F.

7.2 Termal Yönetim

Paket küçük olmasına rağmen, güç dağılımı (BH için 40mW, R6 için 60mW) ısı üretir. Güvenilir uzun vadeli çalışma için:

• Yüksek ortam sıcaklıklarında ileri akım düşürme eğrisine uyun.
• LED lehim bağlantılarından ısıyı uzaklaştırmak için yeterli PCB bakır alanı (termal rahatlatma pedleri) sağlayın.
• LED'i diğer ısı üreten bileşenlerin yakınına yerleştirmekten kaçının.

7.3 ESD Koruması

Mavi (BH) çip, ESD'ye karşı oldukça hassastır (150V HBM). Üretim süreci boyunca ESD koruma önlemleri uygulayın:

• Taşıma ve montaj sırasında topraklanmış çalışma istasyonları ve bilek kayışları kullanın.
• LED, ESD olaylarına eğilimli harici arayüzlere bağlıysa, PCB üzerine geçici voltaj bastırma (TVS) diyotları veya diğer koruma devreleri eklemeyi düşünün.

8. Teknik Karşılaştırma ve Konumlandırma

12-22/BHR6C-A01/2C, belirli bir özellik kombinasyonu sunar:

• vs. Daha Büyük SMD LED'ler (örn., 3528, 5050): Ultra kompakt tasarımlar için çok daha küçük bir alan kaplar, ancak buna karşılık daha düşük maksimum ışık çıkışı ve güç kapasitesi sunar.
• vs. Tek Renkli 12-22 LED'ler: İki ayrı tek renkli LED kullanmaya kıyasla, tek paketteki çok renkli (mavi+kırmızı) konfigürasyonu, kart üzerinde alan tasarrufu sağlar, montajı ve envanter yönetimini basitleştirir.
• vs. Leaded LED'ler: Delikli montaj ihtiyacını ortadan kaldırır, otomatik montajı mümkün kılar ve ürünün genel boyutunu ve ağırlığını azaltır.

Temel avantajı, maliyet açısından hassas ve alanın kısıtlı olduğu gösterge ve arka aydınlatma uygulamalarında miniaturizasyonu mümkün kılmasıdır.

9. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

9.1 Mavi ve kırmızı çipleri aynı güç kaynağından aynı anda sürebilir miyim?

Farklı ileri voltaj değerlerine (V_F) sahip oldukları için basit bir seri veya paralel bağlantı ile doğrudan sürülemezler. Mavi çip ~3V gerektirirken, kırmızı çip ~2V gerektirir. 3V'luk bir kaynağa paralel bağlanırsa, kırmızı çip aşırı akıma maruz kalır. Seri bağlanırsa, 5V+ bir kaynak gerekir ve akım eşlemesi zayıf olur. Önerilen yaklaşım, ortak bir voltaj hattını paylaşsalar bile her çip için ayrı akım sınırlama dirençleri kullanmak veya onları bağımsız olarak sürmektir.

9.2 Mavi ve kırmızı çipler arasındaki ESD derecelendirmesi neden bu kadar farklı?

Bunun nedeni, yarı iletken malzeme teknolojisindeki temel farklılıklardır. Mavi LED, safir veya silisyum karbür gibi substratlar üzerinde büyütülen bir InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) yapısı kullanır ve bu yapı mikroskobik eklem seviyesinde elektrostatik deşarj hasarına daha duyarlı olabilir. Kırmızı LED ise, doğası gereği ESD'ye karşı daha dayanıklı olan bir AlGaInP (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfür) yapısı kullanır. Bu durum, mavi bileşeni işlerken ekstra özen gerektirir.

9.3 Parça numarasındaki "A01/2C" ne anlama geliyor?

Bu alıntıda tam iç kodlama detaylandırılmamış olsa da, bu tür sonekler tipik olarak ışık şiddeti (CAT), baskın dalga boyu/renklilik (HUE) ve ileri voltaj (REF) gibi kilit parametreler için belirli performans sınıflarını belirtir. "A01" ve "2C" muhtemelen sırasıyla mavi ve kırmızı çipler için kesin performans sınıflarını belirleyerek, bir üretim partisi içinde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlar.

10. Pratik Tasarım Örneği

Senaryo: 12-22/BHR6C-A01/2C kullanarak iki renkli bir durum göstergesi tasarlayın. LED, 5V'luk bir mikrodenetleyici GPIO pini tarafından beslenecektir. Amaç, her bir çipi yaklaşık 5mA'de sürmektir.

Akım Sınırlayıcı Dirençler için Hesaplama:

• Blue Chip (BH, V için_F ≈ 2.9V tipik): R_mavi = (5V - 2.9V) / 0.005A = 420 Ω. Standart 430 Ω direnç kullanın. Dirençte güç dağılımı: P = I²R = (0.005)² * 430 = 0.01075W (1/10W veya 1/8W direnç yeterlidir).
• Kırmızı Çip için (R6, V_F ≈ 1.95V tipik): R_kırmızı = (5V - 1.95V) / 0.005A = 610 Ω. Standart bir 620 Ω direnç kullanın. Güç dağılımı: (0.005)² * 620 = 0.0155W.

Devre: Her bir LED çipinin anodunu, hesaplanmış ilgili direnci üzerinden 5V beslemesine bağlayın. Katotları, açık drenaj/düşük çıkış olarak yapılandırılmış mikrodenetleyicinin ayrı GPIO pinlerine bağlayın. Mavi LED'i yakmak için ilgili GPIO pinini düşük (low) seviyeye getirin. Kırmızı LED'i yakmak için onun pinini düşük seviyeye getirin. Mikrodenetleyici pininin 5mA akımı çekebildiğinden emin olun.

11. Çalışma Prensibi

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler) yarı iletken p-n eklem cihazlarıdır. Eklem iç potansiyelini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, n-tipi bölgedeki elektronlar, aktif katman içinde p-tipi bölgedeki oyuklarla yeniden birleşir. Bu yeniden birleşim süreci, enerjiyi foton (ışık) formunda açığa çıkarır. Yayılan ışığın belirli dalga boyu (rengi), aktif bölgede kullanılan yarı iletken malzemelerin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. Mavi LED (BH), daha büyük bir bant aralığına sahip olan ve mavi spektrumda daha yüksek enerjili fotonlar yayan bir InGaN bileşiği kullanır. Kırmızı LED (R6), daha küçük bir bant aralığına sahip olan ve kırmızı spektrumda daha düşük enerjili fotonlar yayan bir AlGaInP bileşiği kullanır. Epoksi reçine lens, ışık çıktısını şekillendirir ve mekanik ve çevresel koruma sağlar.

LED Özellik Terminolojisi

LED teknik terimlerinin tam açıklaması