SMD LED 27-21 Saf Beyaz Veri Sayfası - Paket Boyutu 2.7x2.1mm - Voltaj 2.7-3.15V - Güç 40mW - Çince Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

27-21 SMD LED, modern elektronik uygulamalarında küçük boyut ve yüksek güvenilirlik gereksinimleri için tasarlanmış kompakt bir yüzey montajlı ışık yayan diyottur. Geleneksel lead frame tipi LED'lere kıyasla, bu bileşen önemli bir teknolojik ilerlemeyi temsil eder; devre kartı alanı ihtiyacını önemli ölçüde azaltabilir, paketleme yoğunluğunu artırabilir ve sonuçta daha küçük, daha verimli son kullanıcı cihazlarının geliştirilmesine katkıda bulunabilir. Hafif yapısı, alan ve ağırlığın kritik kısıtlayıcı faktörler olduğu uygulama senaryoları için özellikle uygundur.

Bu LED, InGaN (indiyum galyum nitrür) çip malzemesinin sarı difüzyon reçinesi içinde paketlenmesiyle elde edilen saf beyaz ışık yayar. Bu kombinasyon, çeşitli gösterge ışığı ve arka aydınlatma işlevleri için uygun, düzgün ve yayılmış bir ışık çıktısı sağlar. Ürün, RoHS (Zararlı Maddelerin Kısıtlanması), AB REACH yönetmeliği dahil olmak üzere çağdaş çevre ve güvenlik standartlarına tam uyumludur ve halojensiz bir bileşen olarak üretilmiş olup, brom ve klor içeriği belirlenmiş sınırların altında tutulmaktadır.

2. Teknik Özellikler ve Tarafsız Yorum

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihazda kalıcı hasara yol açabilecek limitleri tanımlar. Bu koşullar altında veya bu koşulların ötesinde çalışma garanti edilmez ve devre tasarımında kaçınılmalıdır.

• Ters voltaj (V_R):5V. Ters öngerilim altında bu voltajın aşılması eklem delinmesine neden olabilir.
• İleri akım (I_F):10mA (sürekli). Bu, uzun süreli güvenilir çalışma için önerilen maksimum DC akımdır.
• Tepe İleri Akım (I_FP):100mA. Bu akım yalnızca darbe koşullarında (%10 görev döngüsü @ 1kHz) izin verilir, sürekli sürüş için kullanılmamalıdır.
• Güç Tüketimi (P_d):40mW. Bu, paketin termal sınırlarını aşmadan dağıtabileceği maksimum güçtür ve formülü ileri voltaj (V_F) * ileri akım (I_F) şeklindedir.
• Elektrostatik Deşarj (ESD) İnsan Vücudu Modeli (HBM):150V. Bu, cihazın ESD'ye karşı orta derecede hassasiyete sahip olduğunu gösterir; uygun işlem prosedürleri alınmalıdır (örneğin, topraklanmış çalışma istasyonu, ESD güvenliği ambalajı).
• Çalışma sıcaklığı (T_opr):-40°C ila +85°C. Bu cihaz endüstriyel sıcaklık aralığı için uygundur.
• Depolama Sıcaklığı (T_stg):-40°C ila +90°C.
• Lehimleme Sıcaklığı (T_sol):Standart reflow lehimleme sıcaklık profili (260°C tepe sıcaklık, 10 saniye) ve elle lehimleme (her terminal için maksimum 350°C, en fazla 3 saniye) ile uyumludur.

2.2 Optoelektronik Özellikler

Bu parametreler, karşılaştırma ve sınıflandırma için genel bir referans noktası olarak, 25°C ortam sıcaklığı ve 5mA ileri akım standart test koşullarında ölçülmüştür.

• Işık şiddeti (I_v):57.0 - 112 mcd (milikandela). Geniş aralık, LED'lerin belirli çıkış gruplarına (P2, Q1, Q2) sınıflandırıldığı ayırma işlemini yansıtır. Tipik değer açıkça verilmemiştir ve bu sınıflandırma aralığına düşer.
• Görüş açısı (2θ_1/2):140 derece (tipik değer). Bu geniş görüş açısı, ışığı dağıtarak LED'in odaklanmış bir ışın demetinden ziyade geniş aydınlatma gerektiren uygulamalara uygun olmasını sağlayan sarı renkli difüz reçinenin bir özelliğidir.
• İleri voltaj (V_F):2.70V - 3.15V. Bu, 5mA sürücü akımında LED üzerindeki voltaj düşüşüdür. LED'ler ayrıca ileri voltaj aralıklarına (kod 15, 16, 17) göre sınıflandırılır. ±0.1V tolerans belirtilmiştir.
• Ters akım (I_R):V_R=5V'de, maksimum 50 µA. Bu parametre yalnızca test amaçlıdır; cihaz ters öngerilimli çalışma için uygun değildir.

Önemli Not:Veri sayfası açıkça uyarır: Ters voltaj koşulu yalnızca test amaçlıdır, LED'ler ters polaritede çalıştırılmamalıdır. Tasarımcılar, devredeki polaritenin doğru olduğundan emin olmalıdır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Seri üretim tutarlılığını sağlamak için, LED'ler kritik performans parametrelerine göre test edilir ve farklı "sınıflara" ayrılır. Bu, tasarımcıların belirli uygulama gereksinimleri için sıkı kontrollü özelliklere sahip bileşenleri seçmelerini sağlar.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

LED'ler, 5mA akım altındaki ışık çıkışlarına göre üç sınıfa ayrılır:

• Sınıf P2:57.0 - 72.0 mcd
• Vites Q1:72.0 - 90.0 mcd
• Kademe Q2:90.0 - 112 mcd

Ayrıca, ışık şiddeti için ±%11'lik genel bir tolerans belirlenmiştir.

3.2 İleri Yönlü Gerilim Sınıflandırması

Yardımcı akım regülasyonu tasarımı için, LED'ler ayrıca ileri yönlü gerilim düşüşlerine göre sınıflandırılır:

• Sınıf 15:2.70V - 2.85V
• Kademe 16:2.85V - 3.00V
• Vites 17:3.00V - 3.15V

İleri yönlü voltaj toleransı ±0.1V'dir.

3.3 Kromatiklik Koordinatları Sınıflandırması

Renk tutarlılığını sağlamak için, beyaz ışık çıkışı CIE 1931 kromatik diyagramındaki koordinatlarına göre sınıflandırılır. Veri sayfası altı sınıf (1'den 6'ya) tanımlar; her sınıf, x, y renk koordinatı diyagramında, ±0.01 toleransla belirlenmiş bir dörtgen bölgeyi belirtir. Bu hassas sınıflandırma, seçilen sınıf içindeki tüm LED'lerin neredeyse aynı beyaz renk noktasını sergileyeceğini garanti eder; bu, arka aydınlatma dizileri gibi renk düzgünlüğünün kritik olduğu uygulamalar için hayati önem taşır.

4. Performans Eğrisi Analizi

PDF "tipik optoelektronik karakteristik eğrilerine" atıfta bulunsa da, belirli grafikler (örneğin, I_Vile I_Filişkisi, I_Vile sıcaklık ilişkisi, spektral dağılım) sağlanan metinde ayrıntılı olarak açıklanmamıştır. Genellikle, bu tür eğriler şunları gösterir:

• Işık Şiddeti vs. İleri Yönlü Akım (I_V-I_F):Doğrusal olmayan bir ilişkidir; ışık çıkışı akım arttıkça artar, ancak nominal maksimum değeri aşan yüksek akımlarda doyabilir veya azalabilir.
• Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı (I_V-T_a):Işık çıkışı genellikle eklem sıcaklığı arttıkça azalır. Bu eğri, bu azalma oranını nicelendirir ve uygulamadaki ısıl yönetim için kritik öneme sahiptir.
• İleri Gerilim vs. Eklem Sıcaklığı (V_F-T_j): V_FGenellikle negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir ve sıcaklık arttıkça azalır.
• Spektral Güç Dağılımı:Görünür dalga boyu spektrumunda ışığın göreceli yoğunluğunu gösteren ve "beyaz"ın renk kalitesini (örneğin, soğuk beyaz, sıcak beyaz) tanımlayan grafik.

LED'ler standart 5mA/25°C test koşulları dışında çalıştırıldığında, tasarımcılar performansı doğru tahmin etmek için bu eğrilere başvurmalıdır.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutu

27-21 SMD LED, kompakt bir paket boyutuna sahiptir. Boyut çizimi, aksi belirtilmedikçe toleransı ±0.1mm olan paket boyutlarını göstermektedir. Çizimde görülebilen temel özellikler arasında bileşen konturu, elektrot ped konumları ve polarite işareti (muhtemelen katot göstergesi) bulunur. Hassas boyutlar (uzunluk, genişlik, yükseklik), PCB pad deseni tasarımı ve otomatik ekipmanların doğru yerleştirilmesini sağlamak için kritik öneme sahiptir.

5.2 Polarite Tanımlama

Paket üzerinde katot (negatif) ucunu tanımlamak için bir işaret bulunur. Cihazın ters polarite nedeniyle zarar görmesini önlemek için montajda doğru polariteye dikkat edilmelidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Sıcaklık Profili

Bu LED, kızılötesi ve buhar fazı reflow prosesleriyle uyumludur. Önerilen kurşunsuz reflow lehimleme sıcaklık profili sağlanmıştır:

• Ön ısıtma:150-200°C, 60-120 saniye süreyle.
• Likidus üzeri süre (217°C):60-150 saniye.
• Tepe Sıcaklığı:Maksimum 260°C, 10 saniyeyi aşmamak üzere.
• Isınma Hızı:Maksimum 6°C/saniye.
• 255°C üzeri süre:Maksimum 30 saniye.
• Soğutma hızı:Maksimum 3°C/saniye.

Kritik kural:Aynı LED bileşeni üzerinde ikiden fazla geri akış lehimleme işlemi yapılmamalıdır.

6.2 El Lehimleme

El ile kaynak yapılması gerekiyorsa:

• Ucu 350°C'nin altında olan bir havya kullanın.
• Her terminal için temas süresi 3 saniyeyle sınırlandırılmalıdır.
• 25W veya daha düşük kapasiteli havya kullanın.
• Her bir terminalin lehimlenmesi arasında en az 2 saniye bekleyerek termal stresi yönetin.

Veri sayfası uyarısı: Hasar genellikle elle lehimleme sürecinde meydana gelir, bu nedenle ekstra dikkat gereklidir.

6.3 Depolama ve Nemden Koruma Gereksinimleri

LED'ler nemden koruyucu malzemelerle paketlenmiştir (taşıma bandı, kurutucu içeren alüminyum nem önleyici torbada bulunur).

• Açmadan önce:≤30°C ve ≤%90 bağıl nem (RH) koşullarında saklayın.
• Açıldıktan sonra:≤30°C ve ≤%60 RH koşullarında "atölye ömrü" 1 yıldır. Kullanılmayan bileşenler nem geçirmez ambalajda yeniden mühürlenmelidir.
• Tavlama:Nem giderici doygunluk gösteriyorsa veya depolama süresini aşmışsa, emilen nemi gidermek ve reflow lehimleme sırasında "patlamış mısır" etkisini önlemek için LED'ler kullanımdan önce 60 ±5°C'de 24 saat fırınlanmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Kaset Özellikleri

LED'ler, otomatik montaj için kolaylık sağlamak amacıyla endüstri standardı paketleme ile tedarik edilir:

• Taşıma Şeridi:8mm genişliğinde taşıma bandı, 7 inç çapındaki makaraya sarılmıştır.
• Miktar:Her makarada 3000 adet.
• Taşıma bandı ve makaranın detaylı boyut çizimi sağlanmıştır, standart tolerans ±0.1mm'dir.

7.2 Etiket Açıklaması

Makara etiketi, izlenebilirlik ve spesifikasyon için birkaç anahtar kodu içerir:

• P/N:Ürün numarası (örneğin, 27-21/T3D-AP2Q2HY/3C).
• QTY:Paketleme miktarı.
• CAT:Işık şiddeti sınıfı (örneğin, P2, Q1, Q2).
• HUE:Renk koordinatları ve baskın dalga boyu seviyeleri (örneğin, seviye 1-6).
• REF:İleri yönlü voltaj seviyeleri (örneğin, 15, 16, 17).
• LOT No:Üretim parti numarası, izlenebilirlik için kullanılır.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Veri sayfası, LED'in küçük boyutu, yayılmış ışığı ve güvenilirliğinden yararlanan birkaç ana uygulamayı listeler:

• Arka Aydınlatma:Gösterge paneli, anahtar ve klavyelerde kullanılır.
• Telekomünikasyon Ekipmanları:Telefon ve faks makinelerinde durum göstergesi ve arka aydınlatma olarak kullanılır.
• LCD Ekran:Küçük LCD paneller, anahtar şemaları ve semboller için düz, homojen bir arka ışık sağlar.
• Genel Gösterge Işığı:Kompakt, parlak, beyaz gösterge ışığı gerektiren herhangi bir uygulama.

8.2 Tasarım Değerlendirmeleri ve Dikkat Edilmesi Gerekenler

Veri sayfası, güvenilir çalışmayı sağlamak için kritik uyarılar içerir:

• Akım sınırlaması zorunludur:LED ile seri olarak her zaman bir harici akım sınırlama direnci kullanılmalıdır. İleri voltaj hafif negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir, bu da LED ısındıkça V'nin hafifçe düşeceği anlamına gelir._FDirenç olmadan bu, akımda önemli bir artışa (termal kaçak) ve LED'in yanmasına yol açabilir. Direnç akımı stabilize eder.
• Mekanik gerilimden kaçının:Lehimleme veya nihai montaj sırasında LED gövdesine stres uygulamayın. Lehimleme sonrasında PCB'nin bükülmesinden kaçının.
• Tamir:LED'ler lehimlendikten sonra devre kartında tamir veya yeniden işleme yapılması şiddetle tavsiye edilmez. Mutlak gerekliyse, termal stresi en aza indirmek için her iki terminali aynı anda ısıtmak üzere özel çift uçlu bir lehim havya kullanılmalıdır. Tek noktadan yeniden ısıtma hasara neden olabilir.
• ESD Koruması:Cihazın 150V HBM seviyesi nedeniyle, işleme ve montaj süreçlerinde standart ESD önlemleri uygulanmalıdır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Veri sayfasında diğer belirli LED modelleriyle doğrudan bir karşılaştırma sunulmamış olsa da, 27-21 paketlemesi belirli senaryolarda belirgin avantajlara sahiptir:

• Kablolu LED'lerle karşılaştırıldığında:Başlıca avantajları, devre kartı alanı ihtiyacını ve ağırlığı önemli ölçüde azaltarak modern, küçük boyutlu elektronik ürünlerin gerçekleştirilmesi ve ayrıca tel bükme ve sokma ihtiyacını ortadan kaldırarak otomatik montajı basitleştirmesidir.
• Daha büyük boyutlu SMD LED'lerle karşılaştırıldığında (örneğin, 3528, 5050):27-21, daha büyük paketlerle karşılaştırıldığında toplam ışık çıkışı veya ısı dağıtım kapasitesinde bazı fedakarlıklar olmasına rağmen, ultra kompakt bir tasarım için daha küçük bir kaplama alanı sağlar.
• Şeffaf lensli LED'lerle karşılaştırıldığında:Sarı difüzyonlu reçine, daha geniş bir görüş açısı (140°) ve daha yumuşak, daha homojen bir görünüm sağlayarak, LED'lerin doğrudan izlendiği uygulamalarda daha iyi performans gösterirken, şeffaf lens daha odaklanmış bir ışın hüzmesi üretir.

RoHS, REACH ve halojensiz standartlarına uygunluğu modern bileşenler için temel bir gerekliliktir, ancak eski, uyumsuz stok ürünlerine kıyasla bu hala kritik bir farklılaşma faktörüdür.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 Neden bir akım sınırlama direnci seri bağlanmalıdır?

LED'ler voltajla değil, akımla sürülen cihazlardır. V-I eğrileri oldukça diktir. İleri voltajdaki küçük bir değişiklik (sıcaklık değişimi veya üretim farklılıklarından kaynaklanabilir) akımda büyük bir değişikliğe yol açar. Seri direnç, basit bir doğrusal akım regülatörü görevi görerek çalışma noktasını stabilize eder, termal kaçak ve LED hasarını önler.

10.2 Bölme kodları (P2, Q1, 15, 16 vb.) tasarımım için ne anlama geliyor?

Binning, ürün tutarlılığını sağlar. Tasarımınız birden fazla LED arasında parlaklık düzgünlüğü gerektiriyorsa (örneğin, bir arka aydınlatma dizisinde), aynı ışık şiddeti bininden (CAT) gelen LED'leri belirtmelisiniz. Güç kaynağı voltaj marjınız sıkıysa, daha sıkı bir ileri voltaj binini (REF) belirtmek faydalı olacaktır. Renk gereksinimlerinin katı olduğu uygulamalarda, kromatiklik binini (HUE) belirtmek çok önemlidir. Binlenmemiş veya karışık binlerden LED'ler kullanmak, nihai üründe görünür parlaklık veya renk farklılıklarına yol açabilir.

10.3 Bu LED'i sürekli olarak 10mA akımla sürebilir miyim?

Evet, 10mA nominal maksimum sürekli ileri akımdır. Ancak, mutlak maksimum değerlerde çalıştırmak uzun vadeli güvenilirliği azaltabilir ve jonksiyon sıcaklığını artırabilir. En iyi ömür ve kararlılık için, özellikle ısı yönetimi sınırlı olduğunda, LED'i test akımı 5mA veya altında sürmek önerilir.

10.4 Görüş açısı 140 derecedir. Bu açı aralığında ışık çıkışı düzgün müdür?

"Görüş açısı" (2θ_1/2) ışık şiddetinin 0 derece (eksene dik) şiddetinin yarısına düştüğü açı olarak tanımlanır. Sarı difüz reçine, Lambertian yayılımına benzer bir emisyon modeli oluşturur; şiddet eksen üzerinde en yüksektir ve kenarlara doğru azalır. Şeffaf lens LED'lere kıyasla, geniş açılı izleme için çok iyi bir düzgünlük sağlar, ancak 140°'lik tüm aralıkta mükemmel bir düzgünlük elde edilemez.

11. Gerçek Tasarım ve Kullanım Örnekleri

Senaryo: Bir arka aydınlatmalı membran anahtar paneli tasarlayın.

1. Tip Seçimi:27-21 LED, küçük boyutu (anahtar simgesinin arkasına monte edilmeye uygun), dağınık ışığı (düzgün aydınlatma) ve yüzey montaj uyumluluğu (anahtar PCB'sine otomatik montaja uygun) nedeniyle seçilmiştir.
2. Devre Tasarımı:Parlaklık ve ömür arasında denge sağlamak için 5mA sabit akım seçilmiştir. 3.3V güç kaynağı kullanılmış ve V_F16. kademeden (tipik değer 2.93V) gelmektedir, seri direnç hesaplanır: R = (V_{Güç Kaynağı}- V_F) / I_F= (3.3V - 2.93V) / 0.005A = 74 ohm. Standart 75 ohm direnç seçilir.
3. PCB Yerleşimi:Lehim pedi desenleri, paket boyut çizimine tam olarak uygun şekilde tasarlanmalıdır. LED ve film katmanları arasında yeterli boşluk bırakılmalıdır.
4. Satın Alma:LED sipariş ederken, paneldeki tüm anahtarların beyaz renk noktasının tutarlı olmasını sağlamak için parlaklık sınıfı Q1 ve kromatiklik sınıfı 2 veya 3 belirtilmelidir.
5. Montaj:Bileşenler kullanımdan önce vakumlu torbada saklanır. PCB, belirlenmiş sıcaklık profili kullanılarak tek geçişli reflow lehimleme işlemine tabi tutulur. İşlem sırasında LED'lere mekanik stres uygulanmaktan kaçınılmalıdır.

12. Çalışma Prensibi Özeti

27-21 LED, yarı iletken p-n eklemine dayalı bir katı hal ışık kaynağıdır. Aktif bölge, InGaN (indiyum galyum nitrür) bileşik yarı iletkeni kullanır. Diyotun açılma eşiğini (ileri voltaj, V_F) aşan bir ileri voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir ve burada yeniden birleşir. InGaN gibi doğrudan bant aralıklı yarı iletkenlerde, bu yeniden birleşme enerjisini başlıca fotonlar (ışık) şeklinde salar. InGaN alaşımının spesifik bant aralığı enerjisi, yayılan ışığın dalga boyunu belirler. Mavi/morötesi ışık yayan bir InGaN çipinden beyaz ışık üretmek için, sarı fosfor kullanılır (sarı difüze reçine paketleme içinde bulunur). Çipin yaydığı mavi ışığın bir kısmı fosfor tarafından emilir ve sarı ışık olarak yeniden yayılır. Kalan mavi ışık, dönüştürülmüş sarı ışıkla karışarak insan gözü tarafından beyaz olarak algılanır. Difüze reçine, saçılan parçacıklar içerir; bu da yayılan fotonların yönünü rastgele hale getirerek geniş, düzgün bir görüş açısı sağlar.

13. Teknoloji Trendleri ve Gelişimi

27-21 gibi SMD LED'ler, olgun ve yaygın olarak benimsenmiş bir teknolojiyi temsil eder. Mevcut endüstri trendleri, bu temel üzerine inşa edilen birkaç kilit alana odaklanmaktadır:

• Verimliliği Artırma (lümen/vat):Epitaksiyel büyüme, çip tasarımı ve fosfor teknolojilerindeki sürekli iyileştirmeler, ışık verimliliğini artırmaya devam ederek aynı akımda daha parlak ışık çıktısı veya aynı ışık çıktısında daha düşük güç tüketimi ve daha az ısı üretimi sağlamaktadır.
• Renk Kalitesi ve Tutarlılığı İyileştirme:Fosfor formülasyonlarındaki ilerlemeler ve daha hassas sınıflandırma teknikleri (örneğin, daha sıkı renk kontrolü için 3-5 adımlı MacAdam elipslerinin kullanılması), LED'lerin daha yüksek bir Renksel Geriverim İndeksi'ne (CRI) sahip olmasını ve parti bazında renk noktası tutarlılığının artmasını sağlamıştır.
• Miniaturizasyon:Daha küçük cihazlara yönelik talep, optik performansı korurken veya iyileştirirken paket boyutlarının daha da küçültülmesini (örneğin, 2016, 1515) sürekli olarak teşvik etmektedir.
• Güvenilirlik ve Ömür Artırımı:Daha iyi paketleme malzemeleri ve ısı yönetimi teknolojileri üzerine yapılan araştırmalar, özellikle yüksek sıcaklık veya yüksek nem koşullarında LED'lerin çalışma ömrünü ve kararlılığını artırmayı amaçlamaktadır.
• Entegre Çözümler:Eğilim, sürücülerin, kontrolörlerin ve hatta çok renkli çiplerin (RGB) tek bir pakette entegre edildiği, böylece son kullanıcının devre tasarımını basitleştiren LED'lere doğru ilerliyor.

27-21 LED, standartlaştırılmış paketi ve net tanımlanmış özellikleri sayesinde, bu gelişen teknoloji manzarasında güvenilir bir dayanak bileşeni rolü oynamaktadır.