SMD LED 23-21/R6C-AM1N2AY/2A Veri Sayfası - Boyut 2.3x2.1mm - Voltaj 1.55-2.15V - Renk Kırmızı (632nm) - Güç 60mW - İngilizce Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

23-21 SMD LED, sınırlı alanlarda güvenilir gösterge aydınlatması veya arka aydınlatma gerektiren modern elektronik uygulamalar için tasarlanmış kompakt, yüzeye montajlı bir ışık yayan diyottur. Bu bileşen, geleneksel kurşun çerçeveli tip LED'lere kıyasla önemli bir ilerlemeyi temsil ederek, kart alanı, montaj verimliliği ve nihai ürün boyutu açısından önemli faydalar sunar.

1.1 Temel Avantajlar ve Ürün Konumlandırması

23-21 SMD LED'in birincil avantajı minyatür ayak izinde yatar. Yaklaşık 2.3mm x 2.1mm boyutlarıyla, baskılı devre kartı (PCB) boyutunda önemli azalmalar sağlar. Bu, daha yüksek bileşen paketleme yoğunluğuna doğrudan dönüşerek, daha küçük genel cihaz profili içinde daha karmaşık işlevselliğe olanak tanır. Hem bileşenlerin kendisi hem de bitmiş montajlar için azalan depolama alanı gereksinimleri, lojistik ve maliyet avantajları sunar. Ayrıca, SMD paketinin hafif yapısı, ağırlığın kritik bir faktör olduğu giyilebilir teknoloji, kompakt tüketici elektroniği ve minyatür kontrol panelleri gibi taşınabilir ve minyatür uygulamalar için onu ideal bir aday yapar.

Ürün, genel amaçlı bir gösterge ve arka aydınlatma çözümü olarak konumlandırılmıştır. Yüksek güçlü aydınlatma için değil, tutarlı renk ve güvenilir performansın çok önemli olduğu durum göstergesi, sembolik arka aydınlatma ve düşük seviyeli ortam aydınlatması için tasarlanmıştır.

1.2 Temel Özellikler Özeti

• Paketleme: 7 inç çapındaki makaralarda 8mm şerit üzerinde tedarik edilir, standart otomatik seç ve yerleştirme montaj ekipmanları ile uyumludur.
• Süreç Uyumluluğu: Ana akım kızılötesi (IR) ve buhar fazı reflow lehimleme süreçleri ile tamamen uyumludur.
• Tip: Tek renk tipi, parlak kırmızı ışık yayar.
• Çevre Uyumluluğu: The product is Pb-free (lead-free), compliant with the RoHS (Restriction of Hazardous Substances) directive, compliant with EU REACH regulations, and meets halogen-free standards (Bromine <900 ppm, Chlorine <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorum

Bu bölüm, veri sayfasında belirtilen elektriksel, optik ve termal parametrelerin ayrıntılı ve nesnel bir analizini sunar. Bu limitleri anlamak, güvenilir devre tasarımı için çok önemlidir.

2.1 Absolute Maximum Ratings

Mutlak Maksimum Değerler, aşıldığında cihaza kalıcı hasar gelebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bunlar çalışma koşulları değildir.

• Reverse Voltage (V_R): 5V. Bu değeri aşan ters öngerilim uygulamak, eklem çökmesine neden olabilir.
• Sürekli İleri Yön Akımı (I_F): 25mA. Bu, ortam sıcaklığında (T_a) 25°C'de LED üzerinden sürekli olarak geçirilebilecek maksimum DC akımdır.
• Tepe İleri Akım (I_FP): 60mA. Bu daha yüksek akım yalnızca darbe koşullarında, özellikle %10 görev döngüsü ve 1kHz frekansta geçerlidir. Kısa süreli, yüksek yoğunluklu flaşlar için kullanışlıdır ancak DC çalışma için kullanılmamalıdır.
• Güç Harcaması (P_d): 60mW. Bu, cihazın ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır. Bu limitin aşılması, genellikle çok yüksek bir akımla sürülerek veya çok yüksek bir ortam sıcaklığında çalıştırılarak, bağlantı sıcaklığını yükseltecek ve performansı düşürecek veya arızaya neden olacaktır.
• Elektrostatik Deşarj (ESD): Human Body Model (HBM) 2000V. Bu değerlendirme, orta düzeyde bir ESD dayanıklılığını gösterir. Montaj ve taşıma sırasında standart ESD işlem önlemlerine (topraklanmış çalışma istasyonları, bilek kayışları kullanımı) hala ihtiyaç duyulmaktadır.
• Çalışma Sıcaklığı (T_opr): -40°C ila +85°C. LED, bu ortam sıcaklığı aralığında çalışacak şekilde tasarlanmıştır.
• Depolama Sıcaklığı (T_stg): -40°C ila +90°C.
• Lehimleme Sıcaklığı: Cihaz, 260°C tepe sıcaklığında en fazla 10 saniye süreyle reflow lehimlemeye veya her terminal için 350°C'de en fazla 3 saniye süreyle el lehimlemeye dayanabilir.

2.2 Elektro-Optik Özellikler

Bu parametreler, aksi belirtilmedikçe, T_a=25°C standart test koşulunda ve 5mA ileri akım (I_F) altında ölçülür. Bunlar, cihazın tipik performansını tanımlar.

• Işık Şiddeti (I_v): Minimum 18.0 mcd ile maksimum 45.0 mcd arasında değişir. Belirli bir birimin gerçek değeri, bin koduna bağlıdır (Bkz. Bölüm 3). Tipik bir değer belirtilmemiştir, bu da üretim yayılımı boyunca önemli bir değişkenlik olduğunu ima eder.
• Görüş Açısı (2θ_1/2): 130 derece. Bu, ışık şiddetinin tepe değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. 130°'lik bir açı, nispeten geniş bir görüş desenini gösterir ve çeşitli açılardan görülmesi gereken göstergeler için uygundur.
• Tepe Dalga Boyu (λ_p): 632 nm (tipik). Bu, spektral güç çıkışının maksimum olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d): 617.5 nm ile 633.5 nm arasında değişir. Bu dalga boyu, ışığın algılanan rengine karşılık gelir ve tepe dalga boyundan ziyade kolorimetrik uygulamalar için daha önemlidir. Sınıflandırma sistemi, cihazları bu parametreye göre kategorize eder.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ): 20 nm (tipik). Bu, maksimum gücünün yarısındaki yayılan spektrumun genişliğidir. 20nm'lik bir değer, AlGaInP tabanlı kırmızı LED'lerin karakteristiğidir ve nispeten saf, doygun bir kırmızı rengi gösterir.
• İleri Yönlü Voltaj (V_F): I_F=5mA. Bu parametre de gruplandırılmıştır (Bölüm 3'e bakınız). Düşük ileri voltaj, düşük voltajlı pil ile çalışan devreler için önemli bir avantajdır.
• Ters Akım (I_R): V_R=5V'de maksimum 10 µA. Bu, cihaz ters kutuplandığında maksimum sızıntı akımını belirtir.

Toleranslar Hakkında Not: Veri sayfası, temel parametreler için ayrı toleranslar belirtir: Işık Şiddeti (±%11), Baskın Dalga Boyu (±1nm) ve İleri Voltaj (±0.1V). Bu toleranslar, sınıf aralıklarının üzerinde geçerlidir ve en sıkı tolerans analizinde dikkate alınmalıdır.

3. Binning Sistemi Açıklaması

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

3.1 Işık Şiddeti Binning

Cihazlar, I=5mA akımında ölçülen ışık şiddetlerine göre dört gruba (M1, M2, N1, N2) ayrılır._F=5mA.

• M1: 18.0 – 22.5 mcd
• M2: 22.5 – 28.5 mcd
• N1: 28.5 – 36.0 mcd
• N2: 36.0 – 45.0 mcd

Daha yüksek bir bin seçimi (örneğin, N2) daha parlak bir LED garanti eder ancak daha yüksek bir maliyete gelebilir. Mutlak parlaklığın kritik olmadığı ancak birden fazla gösterge arasında tutarlılığın önemli olduğu uygulamalarda tek bir bin belirtmek esastır.

3.2 Baskın Dalga Boyu Binning

Renk tutarlılığı, dört dalga boyu sınıfı (E4, E5, E6, E7) aracılığıyla yönetilir. Bu, birden fazla LED'in birlikte kullanıldığı ve renk olarak aynı görünmesi gereken uygulamalar için çok önemlidir.

• E4: 617.5 – 621.5 nm (daha turuncu-kırmızı)
• E5: 621.5 – 625.5 nm
• E6: 625.5 – 629.5 nm
• E7: 629.5 – 633.5 nm (daha saf kırmızı)

3.3 İleri Yönlü Gerilim Gruplandırma

Üç voltaj sınıfı (00, 0, 1), verimli akım sınırlama devreleri tasarlamaya yardımcı olur; özellikle voltaj eşleştirmesinin akım paylaşımını iyileştirebildiği paralel LED dizilerinde.

• 00: 1.55 – 1.75 V
• 0: 1.75 – 1.95 V
• 1: 1.95 – 2.15 V

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası "Tipik Elektro-Optik Karakteristik Eğrileri"ne atıfta bulunsa da, ilgili grafikler metinde sağlanmamıştır. Standart LED davranışı ve verilen parametrelere dayanarak, olası ilişkileri çıkarabiliriz.

4.1 Çıkarılan Akım-Gerilim (I-V) İlişkisi

İleri yön gerilimi (V_F) 5mA olarak belirtilmiştir. Tipik bir AlGaInP kırmızı LED için I-V eğrisi üsteldir. LED'i 5mA'den daha düşük bir akımda çalıştırmak, orantılı olarak daha düşük bir V_F (örneğin, 2mA'de ~1.8-2.0V) ile sonuçlanacaktır. Maksimum sürekli akım olan 25mA ile sürmek, V_F değerinin artmasına neden olacaktır; bu artış, yarıiletken ve kontaklardaki dirençsel ısınma nedeniyle muhtemelen bin aralığının üst sınırına yakın veya biraz üzerinde bir değere ulaşacaktır. LED'in dinamik direnci çok düşük olduğundan ve voltajdaki küçük bir artış akımda büyük bir artışa neden olarak termal kaçak riski oluşturduğundan, akımı sınırlamak için daima bir seri direnç kullanılmalıdır.

4.2 Işık Şiddeti - Akım (L-I) Karşılaştırması

Işık şiddeti, düşük ve orta akım aralığında (bu tür cihazlar için ~20mA'ya kadar) yaklaşık olarak ileri akımla orantılıdır. Nominal ışık şiddeti 5mA'da ölçülür. 20mA'da çalıştırmak tipik olarak kabaca 3,5 ila 4 kat daha yüksek bir şiddet sağlar, ancak bu, maksimum güç dağılımı limitine (60mW) karşı doğrulanmalıdır. 20mA ve 2,0V'luk bir V_F değerinde, güç dağılımı 40mW'dır ve bu, 25°C'de limit dahilindedir. Ancak, verimlilik (elektriksel watt başına ışık çıkışı) artan ısı nedeniyle genellikle daha yüksek akımlarda azalır.

4.3 Sıcaklığa Bağımlılık

Ana parametreler sıcaklığa duyarlıdır:

• İleri Yönlü Voltaj (V_F): Sıcaklık arttıkça azalır (negatif sıcaklık katsayısı, kırmızı LED'ler için tipik olarak -2mV/°C). Seri dirençli sabit bir voltaj kaynağı ile sürülürse akımı hafifçe artırabilir.
• Işık Şiddeti (I_v): Eklem sıcaklığı arttıkça azalır. Performans düşüşü önemli olabilir, genellikle 25°C üzerindeki her °C yükseliş için yaklaşık %0.5-1. PCB üzerinde tutarlı parlaklığı korumak, özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında veya daha yüksek akımlarla sürüldüğünde, yeterli termal yönetim gereklidir.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d): Sıcaklıkla hafifçe kayar, AlGaInP LED'ler için tipik olarak yaklaşık 0.1 nm/°C hızında.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

Veri sayfası, 23-21 SMD paketinin detaylı ölçülendirilmiş çizimini içerir. Temel özellikler şunlardır:

• Toplam uzunluk 2.3 mm ve genişlik 2.1 mm'dir (dolayısıyla 23-21 tanımı).
• Paketin alt tarafında, yüzey montajı için iki anot/katot terminali bulunur.
• Katodu ayırt etmek için bir polarite göstergesi (muhtemelen üstte veya altta bir çentik veya yeşil işaret) mevcuttur. Montaj sırasında doğru yönlendirme kritik öneme sahiptir.
• PCB tasarımı için önerilen lehim yatağı deseni (footprint), güvenilir bir lehim filetosu sağlamak için tipik olarak cihaz terminallerinden biraz daha büyük lehim pedlerini içerecek şekilde bu boyutlardan türetilir.
• Belirtilmemiş tüm toleranslar ±0.1mm'dir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

Bu yönergelere uyulması, verim ve uzun vadeli güvenilirlik için kritik öneme sahiptir.

6.1 Akım Sınırlama ve Koruma

Zorunlu: LED ile seri olarak harici bir akım sınırlama direnci kullanılmalıdır. LED, akım kontrollü bir cihazdır. Direnç olmadan, besleme voltajındaki (örneğin, pil voltajı düşüşü) küçük bir değişim bile ileri akımda büyük ve potansiyel olarak yıkıcı bir artışa neden olabilir.

6.2 Depolama ve Nem Hassasiyeti

LED'ler, kurutucu ile birlikte nem geçirmez bariyer torbalarda paketlenmiştir.

• Açmadan Önce: ≤30°C ve ≤%90 Bağıl Nem (RH) koşullarında saklayınız.
• Açtıktan Sonra: "Raf ömrü" (bileşenlerin fabrika ortam havasına maruz kalabileceği süre) ≤30°C ve ≤%60 RH koşullarında 1 yıldır.
• Yeniden Pişirme: Nem alıcı doygunluğu gösteriyorsa (renk değişimi) veya raf ömrü aşılmışsa, yeniden akış işleminde kullanılmadan önce 60°C ±5°C'de 24 saat süreyle yeniden pişirme gereklidir.

6.3 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz (Pb-free) reflow profili belirtilmiştir:

• Ön ısıtma: 150-200°C, 60-120 saniye.
• Time Above Liquidus (TAL): 217°C üzerinde 60-150 saniye.
• Tepe Sıcaklığı: Maksimum 260°C, en fazla 10 saniye süreyle.
• Isıtma Hızı: Maksimum 6°C/saniye.
• 255°C Üzeri Süre: Maksimum 30 saniye.
• Soğutma Hızı: Maksimum 3°C/saniye.

Önemli Kısıtlamalar: Reflow lehimleme işlemi ikiden fazla kez yapılmamalıdır. Isıtma sırasında paket üzerinde mekanik stres oluşturmaktan kaçının ve lehimleme sonrasında PCB'yi bükmeyin.

6.4 El Lehimleme ve Yeniden İşleme

El ile lehimlemeye izin verilir ancak termal hasarı önlemek için aşırı dikkat gerektirir.

• Uç sıcaklığı ≤350°C olan bir lehimleme havya kullanın.
• Her terminal için temas süresini ≤3 saniye ile sınırlayın.
• Düşük güçlü bir havya (≤25W kapasite) kullanın.
• Her terminal lehimlendikten sonra ≥2 saniyelik bir soğuma aralığı bırakın.
• Onarım/Yeniden İşleme: LED lehimlendikten sonra tavsiye edilmez. Kaçınılmazsa, her iki terminali aynı anda ısıtmak için çift uçlu bir lehim havya kullanarak çıkarın, böylece lehim bağlantılarına ve LED'in iç bağlantılarına binen stresi en aza indirin. Rework sonrası işlevselliği her zaman doğrulayın.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Makara ve Bant Özellikleri

Ürün, otomatik montaj için endüstri standardı paketlemede tedarik edilir:

• Taşıyıcı Bant Genişliği: 8 mm.
• Makara Çapı: 7 inç.
• Makara Başına Miktar: 2000 adet.

7.2 Etiket Bilgileri

Makara etiketi, izlenebilirlik ve doğru uygulama için kritik bilgileri içerir:

• CPN: Müşteri Parça Numarası (alıcı tarafından atanmıştır).
• P/N: Üretici Parça Numarası (23-21/R6C-AM1N2AY/2A).
• Miktar: Paketleme Miktarı (2000).
• KAT: Işık Şiddeti Sınıfı (örn., M1, N2).
• HUE: Chromaticity Coordinates & Baskın Dalga Boyu Rank (e.g., E5, E6).
• REF: İleri Voltaj Sıralaması (örn., 00, 1).
• LOT No: İzlenebilirlik için Üretim Lot Numarası.

8. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Automotive Interior: Gösterge paneli aletleri, anahtarlar ve kontrol panelleri için arka aydınlatma.
• Telekomünikasyon Ekipmanları: Telefonlarda, faks makinelerinde ve ağ donanımında durum göstergeleri ve tuş takımı arka aydınlatması.
• Tüketici Elektroniği: Küçük LCD ekranlar için düz arka aydınlatma, uzaktan kumandalar, ev aletleri ve ses ekipmanlarındaki membran anahtarlar ve semboller için arka aydınlatma.
• Genel Gösterge: Çok çeşitli elektronik cihazlarda güç durumu, mod göstergesi ve uyarı sinyalleri.

8.2 Kritik Tasarım Hususları

1. Current Drive Circuit: Always use a series resistor. Calculate the resistor value using R = (V_tedarik - V_F) / I_F. Maksimum V'yi kullanın_F En yüksek voltajlı LED ile bile akımın istenen seviyeyi aşmamasını sağlamak için, seçilen voltaj diliminden (örn. 2.15V) hesaplanan değer kullanılmalıdır.
2. Termal Yönetim: Although low power, consider the effect of ambient temperature and adjacent heat-generating components. For consistent brightness, avoid operating at the absolute maximum current (25mA) in high-temperature environments (>70°C).
3. Görsel Tutarlılık: Birlikte görüntülenen birden fazla LED'e sahip uygulamalarda, tek tip bir görünüm sağlamak için hem ışık şiddeti (CAT) hem de baskın dalga boyu (HUE) için sıkı gruplar belirtin.
4. PCB Yerleşimi: Önerilen pad desenini takip edin. PCB ipek baskısındaki polarite işaretinin LED'in polarite göstergesiyle eşleştiğinden emin olun. LED ile diğer bileşenler arasında yeterli mesafe bırakın.
5. ESD Koruması: LED doğrudan kullanıcı arayüzlerine maruz kalıyorsa giriş hatlarına temel ESD koruması uygulayın veya montajın ESD kontrollü bir ortamda gerçekleştirildiğinden emin olun.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

23-21 SMD LED'i, öncelikle çok küçük bir form faktörü ile kapsamlı bir sınıflandırma sistemine sahip, iyi tanımlanmış performans özelliklerinin birleşimi sayesinde kendini farklılaştırır.

Daha Büyük SMD LED'lere Karşı (örn., 3528, 5050): 23-21 modeli, önemli ölçüde daha küçük bir kaplama alanı ve daha düşük bir profil sunarak daha yoğun PCB düzenlerine ve daha ince nihai ürünlere olanak tanır. Nihai ışık çıktısını (lümen) küçültme karşılığında feda eder ve bu da onu alan aydınlatması yerine gösterge seviyesindeki uygulamalar için ideal kılar.

Çip LED'lere Karşı (Paketsiz): 23-21, entegre lensleme (130° görüş açısı için) ve lehimlenebilir terminallerle sağlam, kullanımı kolay bir paket sunar; bu da, özel montaj ve tel bağlama gerektiren çıplak yongalara kıyasla montajı basitleştirir.

vs. Delikli (Through-Hole) LED'ler: Temel avantajlar, otomatik montaj uyumluluğu, azaltılmış kart alanı ve bükülmesi ve kesilmesi gereken bacakların olmamasıdır. Bu, yüksek hacimli üretimde daha düşük montaj maliyeti ve daha yüksek güvenilirlik sağlar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S1: Bu LED'i doğrudan 3.3V veya 5V mantık beslemesinden sürebilir miyim?
C: Hayır. Her zaman seri bir akım sınırlama direnci kullanmalısınız. 3.3V besleme ve 5mA hedef akım için, maksimum V_F 2.15V için minimum direnç değeri R = (3.3V - 2.15V) / 0.005A = 230Ω'dur. Standart bir 240Ω veya 270Ω direnç uygun olacaktır.

Q2: Işık şiddetinde (18 ila 45 mcd) neden bu kadar geniş bir aralık var?
A: Bu, yarı iletken üretimindeki doğal varyasyonu yansıtır. Sınıflandırma sistemi (M1, M2, N1, N2), tasarımınız için minimum bir parlaklık seviyesi seçmenize olanak tanır. Devreniz en az 25 mcd gerektiriyorsa, N1 veya N2 sınıfını belirtirsiniz.

Q3: Bu LED açık hava kullanımı için uygun mudur?
C: Çalışma sıcaklığı aralığı (-40°C ila +85°C), geniş bir ortam koşulları yelpazesine dayanabileceğini göstermektedir. Ancak, veri sayfasında doğrudan güneş ışığına, neme ve UV radyasyonuna uzun süreli maruz kalma durumu kapsanmamıştır. Dış mekan kullanımı için, PCB üzerinde ek koruyucu konformal kaplama düşünün ve belirtilmemişse reçine malzemesinin UV stabilitesini doğrulayın.

Q4: Parça numarasındaki "R6C" büyük olasılıkla neyi ifade eder?
C: Burada açıkça tanımlanmamış olsa da, yaygın LED parça numaralandırmasında, "R" genellikle Kırmızı rengi, "6" baskın dalga boyu grubu veya renk kodunu, "C" ise (Cihaz Seçim Kılavuzu'nda belirtildiği gibi) su berraklığında reçineyi gösterebilir.

LED Özellik Terminolojisi

LED teknik terimlerinin tam açıklaması