SMD LED 22-21/BHC-AN1P2/2C Mavi Veri Sayfası - 2.2x2.1x1.1mm - 3.8V - 20mA - 40mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürüne Genel Bakış

22-21/BHC-AN1P2/2C, mavi ışık yayan bir yüzey montaj cihazı (SMD) ışık yayan diyottur (LED). Güvenilir gösterge veya arka aydınlatma işlevi gerektiren modern, kompakt elektronik montajlar için tasarlanmıştır. Cihaz, su berraklığında reçine içine kapsüllenmiş bir InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) çip malzemesi kullanır ve tipik olarak 468 nm baskın dalga boyunda ışık üretir.

Bu bileşenin temel avantajı minyatür boyutudur. Sadece 2.2mm x 2.1mm ölçülerinde ve yaklaşık 1.1mm yüksekliğe sahip olması, baskılı devre kartı (PCB) boyutunda önemli azalmalar sağlar ve geleneksel bacaklı LED'lere kıyasla daha yüksek paketleme yoğunluğuna izin verir. Bu küçültme, doğrudan daha küçük nihai ürün form faktörlerine ve bileşenler için daha az depolama gereksinimine katkıda bulunur. Cihaz aynı zamanda hafiftir, bu da taşınabilir ve minyatür uygulamalar için idealdir.

Ürün, temel çevresel ve güvenlik düzenlemelerine uygundur: Kurşunsuz (Pb-free), AB RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktifine uygun, AB REACH (Kimyasalların Kaydı, Değerlendirilmesi, İzni ve Kısıtlanması) yönetmeliklerine uyumlu ve halojensiz standartları karşılar (Brom <900 ppm, Klor <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Endüstri standardı 8mm şerit üzerinde, 7 inç çapında makaralarda tedarik edilir, bu da otomatik yerleştirme montaj ekipmanlarıyla uyumluluğu sağlar. Bileşen hem kızılötesi hem de buhar fazı reflow lehimleme işlemleri için uygundur.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu koşullar altında veya bu koşullarda çalışma garanti edilmez ve devre tasarımında kaçınılmalıdır.

• Ters Gerilim (V_R):5 V - Ters yönde uygulanabilecek maksimum gerilim.
• İleri Akım (I_F):20 mA - Güvenilir çalışma için önerilen maksimum sürekli DC ileri akım.
• Tepe İleri Akım (I_FP):100 mA - Maksimum darbe ileri akımı, yalnızca belirli koşullar altında izin verilir (1 kHz frekansta %10 görev döngüsü).
• Güç Dağılımı (P_d):40 mW - Cihazın dağıtabileceği maksimum güç, termal sınırlamalar dikkate alınarak ileri gerilim ve ileri akımın çarpımı olarak hesaplanır.
• Elektrostatik Deşarj (ESD) İnsan Vücudu Modeli (HBM):150 V - Cihazın elektrostatik deşarja duyarlılığı. Montaj ve taşıma sırasında uygun ESD işlem prosedürleri zorunludur.
• Çalışma Sıcaklığı (T_opr):-40°C ila +85°C - Cihazın çalışması için belirtilen ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı (T_stg):-40°C ila +90°C - Cihazın güçsüzken saklanabileceği sıcaklık aralığı.
• Lehimleme Sıcaklığı (T_sol):İki profil belirtilmiştir: Reflow lehimleme (260°C tepe, maksimum 10 saniye) ve El lehimlemesi (350°C uç sıcaklığı, her terminal için maksimum 3 saniye).

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bu parametreler, aksi belirtilmedikçe, 25°C ortam sıcaklığı (T_a) ve 20 mA ileri akım (I_F) standart test koşulunda ölçülür. Cihazın tipik performansını tanımlarlar.

• Işık Şiddeti (I_v):Minimum 28.5 mcd ila maksimum 72.0 mcd arasında değişir. Tabloda tipik değer belirtilmemiştir, ancak sınıflandırma sistemi kategorize aralıklar sağlar. Görüş açısı (2θ_1/2) tipik olarak 130 derecedir, bu geniş bir görüş konisi olduğunu gösterir.
• Tepe Dalga Boyu (λ_p):Tipik olarak 468 nanometre (nm). Spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):464.5 nm ila 476.5 nm arasında değişir. İnsan gözünün yayılan ışığın rengiyle eşleşen tek dalga boyudur. ±1 nm tolerans belirtilmiştir.
• Spektral Radyasyon Bant Genişliği (Δλ):Tipik olarak 35 nm. Yayılım spektrumunun yarı maksimum tam genişliğidir (FWHM), rengin saflığını tanımlar.
• İleri Gerilim (V_F):Tipik olarak 3.8 V, I_F= 20 mA'de maksimum 4.5 V. LED çalışırken üzerindeki gerilim düşümüdür.
• Ters Akım (I_R):5 V ters gerilim (V_R) uygulandığında maksimum 50 μA.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler sınıflara ayrılır. Bu cihaz iki bağımsız sınıflandırma parametresi kullanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Işık çıkışı dört sınıfa ayrılır (N1, N2, P1, P2), her biri I_F= 20 mA'de ölçülen belirli bir milikandela (mcd) aralığını tanımlar. Sınıflar, belirli bir siparişteki LED'lerin benzer parlaklık seviyelerine sahip olmasını sağlar. Işık şiddeti toleransı ±%11 olarak belirtilmiştir.

• Sınıf N1:28.5 - 36.0 mcd
• Sınıf N2:36.0 - 45.0 mcd
• Sınıf P1:45.0 - 57.0 mcd
• Sınıf P2:57.0 - 72.0 mcd

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Renk (baskın dalga boyu) dört sınıfa ayrılır (A9, A10, A11, A12), her biri belirli bir nanometre aralığını kapsar. Bu renk tekdüzeliğini sağlar. Baskın dalga boyu toleransı ±1 nm'dir.

• Sınıf A9:464.5 - 467.5 nm
• Sınıf A10:467.5 - 470.5 nm
• Sınıf A11:470.5 - 473.5 nm
• Sınıf A12:473.5 - 476.5 nm

Ürün numarası muhtemelen, belirli bir makara veya siparişte hangi yoğunluk ve dalga boyu sınıflarının dahil olduğunu belirten kodları ("AN1P2" gibi) içerir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Sağlanan metinde belirli grafiksel eğriler detaylandırılmamış olsa da, böyle bir LED için tipik elektro-optik karakteristik eğrileri şunları içerir:

• İleri Akım - İleri Gerilim (I-V Eğrisi):Bu doğrusal olmayan eğri, LED üzerinden geçen akım ile üzerindeki gerilim arasındaki ilişkiyi gösterir. Açma eşiğinin ötesindeki küçük bir gerilim artışı, akımda büyük bir artışa yol açar, bu da akım sınırlayıcı devre gerekliliğini vurgular.
• Işık Şiddeti - İleri Akım:Bu eğri tipik olarak ışık çıkışının akımla arttığını, ancak yüksek akımlarda termal ve verimlilik etkileri nedeniyle doğrusal altı hale gelebileceğini gösterir.
• Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı:LED'lerin ışık çıkışı genellikle jonksiyon sıcaklığı arttıkça azalır. Bu düşürme oranını anlamak, yüksek ortam sıcaklıklarında çalışan uygulamalar için çok önemlidir.
• Spektral Dağılım:Göreceli yoğunluğun dalga boyuna karşı çizimi, ~468 nm'deki tepe noktasını ve ~35 nm FWHM bant genişliğini gösterir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

Cihazın dikdörtgen bir ayak izi vardır. Ana boyutlar (milimetre cinsinden, belirtilmedikçe tipik tolerans ±0.1mm) gövde uzunluğu 2.2 mm, gövde genişliği 2.1 mm ve yükseklik yaklaşık 1.1 mm'dir. Veri sayfası, doğru lehimleme ve mekanik stabiliteyi sağlamak için pad düzeni, terminal boyutları ve önerilen PCB lehim yatağı desenini gösteren detaylı bir boyut çizimi içerir.

5.2 Polarite Tanımlama

Katot tipik olarak işaretlenmiştir, genellikle paketin kendisinde veya taşıyıcı şeritte bir çentik, nokta veya yeşil işaretle. Cihazın çalışmasını sağlamak için yerleştirme sırasında doğru polariteye dikkat edilmelidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Akım Sınırlama

Kritik:LED ile seri olarakmutlakaharici bir akım sınırlayıcı direnç veya sabit akım sürücü devresi kullanılmalıdır. İleri gerilimin negatif bir sıcaklık katsayısı ve küçük bir değişimi vardır. Akım sınırlama olmadan, besleme gerilimindeki hafif bir artış, ileri akımda büyük ve potansiyel olarak yıkıcı bir artışa neden olabilir.

6.2 Depolama ve Nem Hassasiyeti

Bileşenler, reflow lehimleme sırasında "patlamış mısır" etkisine (paket çatlaması) neden olabilecek nem emilimini önlemek için nem geçirmez bariyer torbalarda, nem alıcı ile paketlenmiştir.

• Kullanıma hazır olana kadar torbayı açmayın.
• Açtıktan sonra, kullanılmayan LED'leri ≤30°C ve ≤%60 Bağıl Nemde saklayın.
• Torba açıldıktan sonraki "zemin ömrü" 168 saattir (7 gün).
• Zemin ömrü aşılırsa veya nem alıcı göstergesi doygunluk gösteriyorsa, lehimlemeden önce 60 ±5°C'de 24 saat boyunca kurutma gereklidir.

6.3 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz (Pb-free) bir reflow profili belirtilmiştir:

• Ön Isıtma:Ortamdan 150-200°C'ye 60-120 saniyede yükselme.
• Islatma/Ön Akış:217°C üzerinde 60-150 saniye sürdürme.
• Reflow:Tepe sıcaklık 260°C'yi aşmamalı ve 255°C üzerindeki süre 30 saniyeyi aşmamalıdır. Gerçek tepe noktasındaki (260°C) süre maksimum 10 saniye olmalıdır.
• Soğutma:Maksimum soğutma hızı saniyede 6°C.

Önemli Kısıtlamalar:Aynı cihazda reflow lehimleme ikiden fazla kez yapılmamalıdır. Isıtma sırasında LED üzerinde mekanik stres uygulamaktan kaçının ve lehimlemeden sonra PCB'yi bükmeyin.

6.4 El Lehimlemesi ve Yeniden İşleme

El lehimlemesi kaçınılmazsa, uç sıcaklığı <350°C olan bir lehim havya kullanın, her terminale ≤3 saniye ısı uygulayın ve güç derecesi ≤25W olan bir havya kullanın. Terminaller arasında >2 saniyelik bir soğuma aralığı bırakın. Yeniden işleme kesinlikle tavsiye edilmez. Kesinlikle gerekliyse, çift uçlu bir lehim havya kullanarak her iki terminali aynı anda ısıtın ve çıkarın, ardından cihaz işlevselliğini kontrol edin, çünkü hasar olasıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Paketleme Şartnamesi

Cihaz, standart 7 inç (178mm) çapında bir makaraya sarılmış, 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şeritte tedarik edilir. Her makara 2000 adet içerir. Makara, şerit ve kapak şeridi boyutları, tipik olarak ±0.1mm toleranslarla veri sayfasında sağlanmıştır.

7.2 Etiket Açıklaması

Paketleme etiketi birkaç kod içerir:

• CPN:Müşteri Ürün Numarası (isteğe bağlı).
• P/N:Üretici Ürün Numarası (örn., 22-21/BHC-AN1P2/2C).
• QTY:Paketleme Miktarı (örn., 2000).
• CAT:Işık Şiddeti Derecesi (Parlaklık için sınıf kodu).
• HUE:Kromatik Koordinatlar & Baskın Dalga Boyu Derecesi (Renk için sınıf kodu).
• REF:İleri Gerilim Derecesi.
• LOT No:İzlenebilirlik için Üretim Parti Numarası.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Arka Aydınlatma:Gösterge paneli gösterge tabloları, membran anahtarlar ve kontrol panelleri için aydınlatma.
• Telekomünikasyon Ekipmanları:Telefonlarda, faks makinelerinde ve ağ cihazlarında durum göstergeleri ve tuş takımı arka aydınlatması.
• LCD Arka Aydınlatma:Küçük monokrom veya renkli LCD ekranlar için kenar aydınlatması veya doğrudan arka aydınlatma.
• Genel Gösterge:Tüketici elektroniğinde açma/kapama göstergeleri, durum ışıkları ve dekoratif aydınlatma.

8.2 Tasarım Hususları

• Termal Yönetim:Güç dağılımı düşük olsa da, LED padinin altında yeterli PCB bakır alanı veya termal viyalar sağlamak, daha düşük jonksiyon sıcaklığını korumaya, ışık çıkışını ve ömrü korumaya yardımcı olabilir.
• Akım Sürüşü:Her zaman sabit akım sürüşü için tasarım yapın veya maksimum ileri gerilime (V_F) dayalı hesaplanan bir seri direnç kullanın, böylece en kötü durum koşullarında (örn., düşük V_Fcihazı, yüksek besleme gerilimi) akımın mutlak maksimum değeri asla aşmamasını garanti edin.
• ESD Koruması:LED kullanıcı tarafından erişilebilirse giriş hatlarında ESD koruması uygulayın ve montaj sırasında ESD güvenli işleme kurallarına uyun.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

22-21 paketinin daha büyük SMD LED'lere (örn., 3528, 5050) veya geleneksel delikli LED'lere kıyasla temel farklılaşması, alan kısıtlı uygulamalarda tasarım yapılmasını sağlayan ultra minyatür boyutudur. Diğer mavi LED'lere kıyasla, tipik dalga boyu (~468 nm), geniş görüş açısı (130°) ve tanımlı sınıflandırma yapısının spesifik kombinasyonu, tutarlı ürün görünümü için öngörülebilir renk ve parlaklık sunar. Halojensiz ve RoHS standartlarına uyumu, küresel pazarlarda gereken çevre bilincine sahip tasarımlar için uygun hale getirir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Neden bir akım sınırlayıcı direnç zorunludur?

C: LED'in I-V karakteristiği üsseldir. İleri gerilimdeki küçük bir değişiklik, akımda büyük bir değişikliğe neden olur. Direnç olmadan, besleme gerilimindeki veya LED'in kendi V_Fdeğerindeki değişimler, akımı 20mA maksimum değerin ötesine sürükleyerek hızlı aşırı ısınmaya ve arızaya yol açabilir.

S: Bu LED'i 3.3V besleme ile sürebilir miyim?

C: Muhtemelen, ancak dikkatle. Tipik V_F3.8V'dir, bu 3.3V'den yüksektir. 3.3V'de LED yanmayabilir veya çok sönük olabilir. Maksimum V_F(4.5V) artı akım sınırlayıcı direncinizdeki gerilim düşümünden daha yüksek bir besleme gerilimine ihtiyacınız vardır. Genellikle bir yükseltici dönüştürücü veya daha yüksek gerilimli besleme (örn., 5V) kullanılır.

S: 130 derecelik görüş açısı ne anlama geliyor?

C> Bu, ışık şiddetinin doğrudan eksen üzerinde (0 derece) ölçülen şiddetin yarısı olduğu açıdır. 130 derecelik bir açı "geniş görüş" olarak kabul edilir, yani ışık yayılır ve geniş bir yan açıdan görülebilir, bu da farklı pozisyonlardan görülmesi gereken gösterge ışıkları için uygundur.

S: Siparişimdeki sınıf kodlarını (örn., AN1P2) nasıl yorumlamalıyım?

C> Sınıf kodları, o partideki tüm LED'ler için garanti edilen ışık şiddeti ve baskın dalga boyu aralıklarını belirtir. "AN1" muhtemelen belirli bir baskın dalga boyu sınıfına (örn., A11), "P2" ise ışık şiddeti sınıfına (57.0-72.0 mcd) atıfta bulunur. Bu, üretim serinizdeki tüm birimlerde görsel tutarlılığı sağlar.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Senaryo: Arka aydınlatmalı basmalı anahtar tasarımı.Anahtarın küçük bir yarı saydam simgesi vardır. Tasarımcı, kompakt boyutu nedeniyle bu 22-21 mavi LED'i seçer. PCB'de 5V besleme hattı mevcuttur. Akımı 15 mA'ye (20mA maksimumun altında, daha uzun ömür için güvenli bir değer) sınırlamak için bir seri direnç hesaplanır: R = (V_besleme- V_F) / I_F. Maksimum V_Fdeğeri olan 4.5V kullanmak, "yüksek V_F" LED'ler için bile yeterli akımı sağlar: R = (5V - 4.5V) / 0.015A ≈ 33.3 Ohm. Standart 33 Ohm'luk bir direnç seçilir. PCB lehim yatağı deseni, veri sayfasının önerdiği ayak izine tam olarak göre tasarlanır. Montaj sırasında, nem hassas cihazlar torba açıldıktan sonraki 7 günlük zemin ömrü içinde kullanılır ve kart, belirtilen sıcaklık profili kullanılarak tek bir reflow geçişinden geçer.

12. Çalışma Prensibi Giriş

Bu LED, bir yarı iletken p-n ekleminde elektrolüminesans prensibiyle çalışır. Aktif bölge InGaN'dan oluşur. Diyotun açma eşiğini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler aktif bölgeye enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerjiyi foton (ışık) şeklinde salarlar. InGaN alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler, bu da yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler—bu durumda mavi. Su berraklığındaki epoksi reçine kapsülleyici, yarı iletken çipi korur, ışık çıkışını şekillendirmek için bir mercek görevi görür (130° görüş açısını oluşturur) ve mekanik stabilite sağlar.

13. Teknoloji Trendleri

InGaN tabanlı verimli mavi LED'lerin geliştirilmesi, katı hal aydınlatmasında temel bir başarıydı ve beyaz LED'lerin (fosfor dönüşümü yoluyla) ve tam renkli ekranların oluşturulmasını mümkün kıldı. 22-21 gibi bileşenler için trend, daha fazla küçültme, artan verimlilik (mA başına daha yüksek ışık şiddeti) ve üstün renk ve parlaklık tekdüzeliği için daha sıkı sınıflandırma toleransları yönündedir. Yerleşik kontrol devreleriyle entegrasyon (LED paketlerinde entegre sürücü IC'ler gibi) da büyüyen bir trenddir, ancak basit gösterge LED'leri için, bu bileşenin temsil ettiği ayrık, uygun maliyetli yaklaşım, çok çeşitli uygulamalar için hala oldukça geçerlidir.