SMD LED 16-213/BHC-ZL1M2QY/3T Veri Sayfası - 1.6x0.8mm - 3.2V - 110mW - Mavi - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

16-213/BHC-ZL1M2QY/3T, mavi InGaN yarı iletken çip kullanan bir yüzey montaj cihazı (SMD) ışık yayan diyottur (LED). Bu bileşen, alan ve ağırlığın kritik kısıtlamalar olduğu modern, yüksek yoğunluklu elektronik montajlar için tasarlanmıştır. Temel değer önerisi, güvenilir optik performansı korurken nihai ürünlerin küçültülmesini sağlamaktır.

LED, 7 inç çapında bir makaraya sarılmış 8mm şerit üzerinde paketlenmiştir ve bu da onu otomatik yerleştirme montaj ekipmanlarıyla tam uyumlu hale getirir. Bu uyumluluk, yüksek hacimli üretim süreçlerini kolaylaştırır. Cihaz, kurşunsuz (Pb-free) malzemelerle üretilmiştir ve Avrupa Birliği'nin Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması (RoHS) direktifine, Kimyasalların Kaydı, Değerlendirilmesi, İzin Verilmesi ve Kısıtlanması (REACH) düzenlemesine ve halojensiz standartlara (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm) uygundur. Hem kızılötesi hem de buhar fazı reflow lehimleme işlemleriyle kullanıma uygundur.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

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

• Ters Voltaj (V_R):5 V. Ters yönde bu voltajın aşılması, jonksiyon arızasına neden olabilir.
• Sürekli İleri Akım (I_F):25 mA. Bu, güvenilir uzun vadeli çalışma için önerilen maksimum DC akımdır.
• Tepe İleri Akım (I_FP):100 mA. Bu darbe akım değeri (1/10 görev döngüsü, 1 kHz), sürekli çalışma için değil, kısa süreli geçici koşullar içindir.
• Güç Dağılımı (P_d):110 mW. Bu, 25°C ortam sıcaklığında cihaz içindeki izin verilen maksimum güç kaybıdır (V_F* I_F). Daha yüksek sıcaklıklarda değer düşürme gereklidir.
• Elektrostatik Deşarj (ESD) Dayanımı:150 V (İnsan Vücut Modeli). Montaj ve taşıma sırasında uygun ESD işlem prosedürleri esastır.
• Çalışma Sıcaklığı (T_opr):-40°C ila +85°C. Cihaz, bu geniş endüstriyel sıcaklık aralığı boyunca işlevseldir.
• Depolama Sıcaklığı (T_stg):-40°C ila +90°C.
• Lehimleme Sıcaklığı (T_sol):Paket, 260°C tepe sıcaklığında 10 saniyeye kadar reflow lehimlemeye veya her terminal için 350°C'de 3 saniyeye kadar elle lehimlemeye dayanabilir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bu parametreler, aksi belirtilmedikçe, tipik olarak 25°C ortam sıcaklığında (T_a) ve 5 mA ileri akımda (I_F) ölçülür. Temel ışık çıkışını ve elektriksel performansı tanımlarlar.

• Işık Şiddeti (I_v):Minimum 11.5 mcd'den maksimum 28.5 mcd'ye kadar değişir. Tipik değer bu aralık içindedir. ±%11 tolerans uygulanır.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):Yaklaşık 120 derece. Bu, ışık şiddetinin 0 derecede (eksen üzerinde) ölçülen tepe şiddetinin yarısı olduğu tam açıdır.
• Tepe Dalga Boyu (λ_p):Tipik olarak 468 nm. Bu, spektral güç dağılımının maksimuma ulaştığı dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):465 nm ila 475 nm arasında değişir. Bu, insan gözü tarafından algılanan, rengi tanımlayan tek dalga boyudur. ±1 nm tolerans uygulanır.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):Tipik olarak 25 nm. Bu, yayılım spektrumunun yarı maksimum tam genişliğidir (FWHM) ve renk saflığını gösterir.
• İleri Voltaj (V_F):I_F= 5mA'de 2.7 V ila 3.2 V arasında değişir. ±0.05V tolerans uygulanır. Bu, LED akım iletirken üzerindeki voltaj düşüşüdür.
• Ters Akım (I_R):5 V ters öngerilim uygulandığında maksimum 50 μA.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için, LED'ler temel parametrelere göre performans sınıflarına ayrılır. Bu, tasarımcıların belirli uygulama gereksinimlerini karşılayan parçaları seçmelerine olanak tanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıfları

I_F= 5 mA'de sınıflandırılır. Kodlar L1, L2, M1, M2 artan ışık çıkışı seviyelerini temsil eder.

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

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıfları

I_F= 5 mA'de sınıflandırılır. Mavi rengin kesin tonunu tanımlar.

• X:465 – 470 nm
• Y:470 – 475 nm

3.3 İleri Voltaj Sınıfları

I_F= 5 mA'de sınıflandırılır. Akım sınırlayıcı devreler tasarlamak ve güç tüketimini yönetmek için önemlidir.

• 29:2.7 – 2.8 V
• 30:2.8 – 2.9 V
• 31:2.9 – 3.0 V
• 32:3.0 – 3.1 V
• 33:3.1 – 3.2 V

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, T_a=25°C'de ölçülen, değişen koşullar altındaki performans hakkında fikir veren çeşitli karakteristik eğriler sağlar.

4.1 İleri Akım - İleri Voltaj (I-V Eğrisi)

Bu eğri, akım ve voltaj arasındaki üstel ilişkiyi gösterir. Belirli bir akım (örneğin, 5mA, 20mA) için çalışma noktası bu grafikten belirlenebilir, bu da uygun bir akım sınırlayıcı direnç veya sürücü devresi seçmek için çok önemlidir.

4.2 Işık Şiddeti - İleri Akım

Işık çıkışı ileri akımla artar, ancak ilişki tam olarak doğrusal değildir, özellikle daha yüksek akımlarda. Bu grafik, tasarımcıların LED'i farklı akım seviyelerinde sürerken verimlilik ödünleşimini anlamalarına yardımcı olur.

4.3 Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı

LED ışık çıkışı, jonksiyon sıcaklığı yükseldikçe azalır. Bu değer düşürme eğrisi, yüksek ortam sıcaklıklarında çalışan uygulamalar için kritiktir. Sıcaklık -40°C'den +100°C'ye çıktıkça bağıl ışık şiddetinin düştüğünü gösterir.

4.4 İleri Akım Değer Düşürme Eğrisi

Güç dağılımı limitiyle doğrudan ilişkili olan bu eğri, ortam sıcaklığının bir fonksiyonu olarak izin verilen maksimum sürekli ileri akımı belirtir. Aşırı ısınmayı önlemek ve uzun ömür sağlamak için, 25°C üzerinde çalışırken sürücü akımı azaltılmalıdır.

4.5 Spektrum Dağılımı

Bu çizim, karakteristik bir bant genişliği ile ~468 nm tepe dalga boyu etrafında merkezlenmiş, dalga boyu spektrumu boyunca yayılan bağıl optik gücü gösterir. Mavi renk yayılımını doğrular.

4.6 Radyasyon Deseni

Işık şiddetinin uzamsal dağılımını gösteren bir kutupsal diyagram. 120 derecelik görüş açısı bu desenle görsel olarak doğrulanır, ışığın geniş, Lambert benzeri bir dağılımla nasıl yayıldığını gösterir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

LED, standart 1608 (1.6mm x 0.8mm) çip LED ayak izine uygundur. Ana boyutlar arasında toplam uzunluk, genişlik ve yükseklik ile elektrot ped aralığı ve boyutu bulunur. Aksi belirtilmedikçe tüm toleranslar tipik olarak ±0.1mm'dir. PCB tasarımı için önerilen bir lehim pedi deseni (footprint) referans olarak sağlanmıştır, ancak tasarımcıların kendi spesifik montaj süreçlerine ve güvenilirlik gereksinimlerine göre uyarlamaları önerilir.

5.2 Polarite Tanımlama

Katot tipik olarak paketin kendisinde yeşilimsi bir renk veya başka bir görsel işaretle işaretlenir. Kesin işaretleme şeması için veri sayfasına başvurulmalıdır. Doğru polarite devre çalışması için esastır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz (Pb-free) bir reflow sıcaklık profili belirtilmiştir:

• Ön Isıtma:150–200°C, 60–120 saniye.
• Sıvı Faz Üstü Süre (TAL):217°C üzerinde 60–150 saniye.
• Tepe Sıcaklık:Maksimum 260°C, maksimum 10 saniye tutulur.
• Isıtma Hızı:255°C'ye kadar maksimum 6°C/saniye.
• Soğutma Hızı:Maksimum 3°C/saniye.
• Reflow Limiti:Montaj, reflow lehimlemeyi ikiden fazla geçirmemelidir.

6.2 Elle Lehimleme

Elle lehimleme gerekliyse, havya ucu sıcaklığı 350°C'nin altında tutulmalı ve her terminal için temas süresi 3 saniyeyi geçmemelidir. Düşük güçlü bir havya (≤25W) önerilir. Her terminal lehimlendikten sonra termal şoku önlemek için en az 2 saniyelik bir soğuma aralığı bırakılmalıdır.

6.3 Depolama ve Nem Hassasiyeti

LED'ler, nem geçirmez bir torbada nem alıcı ile paketlenmiştir.

• Açmadan Önce:≤30°C ve ≤%90 Bağıl Nem (RH) koşullarında saklayın.
• Açtıktan Sonra:"Raf ömrü", ≤30°C ve ≤%60 RH koşullarında 1 yıldır. Kullanılmayan cihazlar nem geçirmez bir pakette yeniden kapatılmalıdır.
• Kurutma:Nem alıcı göstergesi renk değiştirdiyse veya depolama süresi aşıldıysa, reflow öncesi "patlamış mısır" etkisini (buhar basıncı nedeniyle paket çatlaması) önlemek için 60 ±5°C'de 24 saatlik bir kurutma işlemi gereklidir.

6.4 Kritik Önlemler

• Akım Sınırlama:Harici bir akım sınırlayıcı direnç veya sabit akım sürücü zorunludur. LED'in üstel I-V karakteristiği, küçük bir voltaj değişikliğinin büyük bir akım değişikliğine neden olabileceği anlamına gelir, bu da anında arızaya yol açabilir.
• Mekanik Stres:Lehimleme sırasında veya nihai montajda LED gövdesine stres uygulamaktan kaçının. Lehimlemeden sonra PCB'yi bükmeyin.
• Onarım:Lehimleme sonrası onarım önerilmez. Kaçınılmazsa, lehim bağlantıları üzerindeki mekanik stresi önlemek için her iki terminali aynı anda ısıtmak için özel bir çift uçlu havya kullanılmalıdır. LED karakteristikleri üzerindeki etki önceden değerlendirilmelidir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

Bileşenler, 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Şerit, standart 7 inç (178mm) çapında bir makaraya sarılır. Her makara 3000 adet (POS) içerir. Taşıyıcı şerit için cep aralığı ve makara göbek boyutu dahil ayrıntılı boyutlar sağlanmıştır.

7.2 Etiket Açıklaması

Makara etiketi birkaç önemli kod içerir:

• CPN:Müşteri Parça Numarası (isteğe bağlı).
• P/N:Üreticinin Tam Parça Numarası (örneğin, 16-213/BHC-ZL1M2QY/3T).
• QTY:Makara üzerindeki paketleme miktarı.
• CAT:Işık Şiddeti Derecesi (örneğin, L1, M2).
• HUE:Renklilik/Baskın Dalga Boyu Derecesi (örneğin, X, Y).
• REF:İleri Voltaj Derecesi (örneğin, 30, 32).
• LOT No:İzlenebilir üretim parti numarası.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Arka Aydınlatma:Otomotiv gösterge panelleri, tüketici elektroniği ve endüstriyel kontrol panellerindeki göstergeler, anahtarlar, semboller ve küçük LCD paneller için arka aydınlatmada idealdir.
• Durum Göstergeleri:Telekomünikasyon ekipmanlarında (telefonlar, faks), ağ donanımında ve bilgisayar çevre birimlerinde güç, bağlantı veya işlev durum göstergeleri için mükemmeldir.
• Genel Amaçlı Aydınlatma:Kompakt, güvenilir, düşük güçlü mavi bir gösterge ışığı gerektiren herhangi bir uygulama için uygundur.

8.2 Tasarım Hususları

• Devre Tasarımı:Her zaman seri bir direnç veya sabit akım sürücü kullanın. Direnç değerini R = (V_besleme- V_F) / I_F formülüyle hesaplayın, burada V_F muhafazakar bir tasarım için maksimum sınıf değerinden (örneğin, 3.2V) seçilmelidir.
• Termal Yönetim:Yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum akıma yakın sürekli çalışma için, ısı dağılımına yardımcı olmak üzere PCB düzenini göz önünde bulundurun. Güvenli bir çalışma akımı seçmek için değer düşürme eğrilerini kullanın.
• Optik Tasarım:120 derecelik görüş açısı geniş görünürlük sağlar. Odaklanmış ışık için harici bir lens gerekebilir. Su berraklığındaki reçine paket, çip renginin kabul edilebilir olduğu uygulamalar için uygundur.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu 1608 paket LED'in daha büyük bacaklı LED'lere kıyasla temel avantajı, PCB'lerde daha yüksek paketleme yoğunluğuna ve nihayetinde daha küçük nihai ürünlere olanak tanıyan aşırı küçültülmesidir. Diğer SMD paketlerle karşılaştırıldığında, 1608 boyut ve montaj sırasında kolay işleme arasında iyi bir denge sunar. Modern çevre düzenlemelerine (RoHS, Halojensiz) uygunluğu, katı malzeme kısıtlamaları olan küresel pazarlar için uygun hale getirir. Belirtilen sınıflandırma yapısı, tasarımcılara öngörülebilir performans sağlar, bu da birden fazla birimde tutarlı renk ve parlaklık gerektiren uygulamalar için kritiktir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 5V besleme ile hangi direnç değerini kullanmalıyım?

Maksimum V_F= 3.2V ve hedef I_F= 5mA kullanarak: R = (5V - 3.2V) / 0.005A = 360 Ω. En yakın standart daha yüksek değer (örneğin, 390 Ω) ~4.6mA gibi biraz daha güvenli bir akım sağlayacaktır.

10.2 Bu LED'i 20mA'de sürekli sürebilir miyim?

Evet, sürekli ileri akım için mutlak maksimum değer 25 mA'dir. Ancak, ortam sıcaklığı 25°C'yi aşarsa değer düşürme eğrisine başvurmalısınız. 85°C'de izin verilen maksimum akım önemli ölçüde daha düşüktür. Ayrıca, 20mA'de sürmek daha yüksek ışık çıkışı üretecek ancak verimliliği azaltacak ve jonksiyon sıcaklığını artıracaktır.

10.3 "Su berraklığı" reçine rengi ne anlama geliyor?

Bu, yarı iletken çipi saran epoksinin şeffaf olduğu, dağınık veya renklendirilmiş olmadığı anlamına gelir. Bu, mavi InGaN çipinin gerçek renginin doğrudan görülmesini sağlar, daha doygun bir renk noktasıyla sonuçlanır ancak küçük çipin kendisinin görünür olmasına neden olabilir.

10.4 Depolama ve kurutma bilgisi neden bu kadar önemli?

SMD plastik paketler havadan nem emebilir. Yüksek sıcaklıklı reflow lehimleme işlemi sırasında, hapsolmuş bu nem hızla buhara dönüşerek iç katman ayrılmasına veya çatlamaya ("patlamış mısır" etkisi) neden olabilir ve bu da cihazı yok eder. Öngörülen kurutma işlemi bu nemi giderir.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Senaryo: Taşınabilir bir tıbbi cihaz için çoklu gösterge paneli tasarımı.Cihaz, birkaç mavi durum LED'i ("güç açık") gerektirir.