SMD LED 27-21 Mavi Veri Sayfası - Boyutlar 2.7x2.1x1.2mm - Gerilim 3.3V - Güç 0.095W - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

27-21 SMD LED, güvenilir gösterge veya arka aydınlatma işlevi gerektiren modern elektronik uygulamalar için tasarlanmış kompakt, yüzey montajlı bir cihazdır. Temel avantajı, geleneksel bacaklı LED'lere kıyasla önemli ölçüde azaltılmış kapladığı alandır; bu, baskılı devre kartları (PCB) üzerinde daha yüksek bileşen yoğunluğu, azaltılmış depolama gereksinimleri sağlar ve nihayetinde son ekipmanların küçültülmesine katkıda bulunur. Hafif yapısı, alan kısıtlı ve taşınabilir uygulamalar için uygunluğunu daha da artırır.

Bu tek renkli mavi LED, InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) yarı iletken çip kullanılarak üretilmiş ve su berraklığında reçine ile kapsüllenmiştir. Çevre güvenliği ve geniş pazar kabulü sağlayan, RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine, AB REACH düzenlemelerine ve halojensiz standartlara uygun, kurşunsuz bir üründür.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu koşullar altında çalışma garanti edilmez.

• Ters Gerilim (V_R):5V. Ters öngerilimde bu gerilimin aşılması, eklem bozulmasına neden olabilir.
• Sürekli İleri Akım (I_F):25 mA. Güvenilir çalışma için maksimum DC akım.
• Tepe İleri Akım (I_FP):100 mA. Bu yalnızca darbe koşullarında (görev döngüsü 1 kHz'de 1/10) geçici aşırı yükleri karşılamak için izin verilir.
• Güç Dağılımı (P_d):95 mW. Paketin 25°C ortam sıcaklığında (T_a) dağıtabileceği maksimum güç. Daha yüksek sıcaklıklarda güç azaltımı gereklidir.
• Elektrostatik Deşarj (ESD):150V (İnsan Vücut Modeli). Montaj ve taşıma sırasında uygun ESD işlem prosedürleri zorunludur.
• Çalışma Sıcaklığı (T_opr):-40°C ila +85°C. Cihazın normal çalışması için ortam sıcaklığı aralığı.
• 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 Karakteristikler

Bu parametreler T_a=25°C ve I_F=20mA'da, tipik çalışma koşullarını temsil edecek şekilde ölçülmüştür.

• Işık Şiddeti (I_v):28.5 mcd (min) ila 72.0 mcd (max) arasında değişir, tipik tolerans ±%11'dir. Bu, LED'in algılanan parlaklığını tanımlar.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):130 derece (tipik). Bu geniş açı, eksen dışı konumlardan iyi görünürlük sağlar.
• Tepe Dalga Boyu (λ_p):468 nm (tipik). Spektral yayılımın en güçlü olduğu dalga boyu.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):464.50 nm ila 476.50 nm arasında değişir. Bu, ışığın algılanan rengini tanımlar ve ±1 nm'lik sıkı bir toleransa sahiptir.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):25 nm (tipik). Maksimum yoğunluğun yarısında (FWHM) yayılan spektrumun genişliği.
• İleri Gerilim (V_F):2.70V (min) ila 3.70V (max) arasında değişir, 20mA'da tipik değer 3.30V'dur. Bu, akım sınırlayıcı devre tasarımı için kritiktir.
• Ters Akım (I_R):V_R=5V'da maksimum 50 µA. Bu parametre yalnızca test amaçlıdır; cihaz ters öngerilimde çalıştırılmamalıdır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler, ana parametrelere göre sınıflara ayrılır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

LED'ler, I_F=20mA'da ölçülen ışık şiddetlerine göre dört sınıfa (N1, N2, P1, P2) ayrılır. Bu, tasarımcıların uygulamaları için uygun parlaklık sınıfını seçmelerine ve çoklu LED dizilerinde tekdüze görünüm sağlamalarına olanak tanır.

• 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

LED'ler ayrıca baskın dalga boyuna göre dört koda (A9, A10, A11, A12) ayrılır. Bu sıkı kontrol (sınıf başına ≈3 nm), hassas renk eşleştirmesi gerektiren uygulamalar için çok önemlidir.

• 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

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafikler referans alınırken, bunların çıkarımları tasarım için kritiktir.

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

I-V karakteristiği üstel bir yapıdadır. Tipik 3.3V değerinin ötesinde ileri gerilimdeki küçük bir artış, ileri akımda büyük ve potansiyel olarak yıkıcı bir artışa yol açabilir. Bu, LED ile seri olarak harici bir akım sınırlayıcı direnç veya sabit akım sürücü kullanmanın kesin gerekliliğini vurgular.

4.2 Işık Şiddeti - İleri Akım İlişkisi

Işık şiddeti, nominal sınırlar içinde ileri akımla yaklaşık olarak orantılıdır. 20mA'nin altında çalıştırmak çıkışı azaltırken, 25mA'yi aşmak, tepe akım değeri içinde anlık olsa bile hızlanmış bozulma ve ömür azalması riski taşır.

4.3 Sıcaklık Bağımlılığı

LED performansı sıcaklığa duyarlıdır. Eklem sıcaklığı arttıkça, ileri gerilim tipik olarak hafifçe azalırken, ışık şiddeti önemli ölçüde azalabilir. Tutarlı parlaklığı korumak için PCB üzerinde yeterli termal yönetim, özellikle yüksek yoğunluklu veya kapalı uygulamalarda önemlidir.

5. Mekanik & Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

27-21 paketi, nominal olarak 2.7mm (uzunluk) x 2.1mm (genişlik) x 1.2mm (yükseklik) boyutlarına sahiptir; aksi belirtilmedikçe standart tolerans ±0.1mm'dir. Detaylı boyut çizimi, pad boyutu, aralık ve bileşen yönelimi dahil olmak üzere PCB land pattern tasarımı için kritik ölçümleri sağlar.

5.2 Polarite Tanımlama

Katot, tipik olarak LED paketi üzerinde bir çentik, yeşil nokta veya kesik köşe gibi görsel bir işaretle belirtilir. Doğru çalışmayı sağlamak için yerleştirme sırasında doğru polariteye dikkat edilmelidir.

5.3 Şerit ve Makara Paketleme

Cihaz, standart otomatik pick-and-place ekipmanlarıyla uyumlu, 7 inç çapında makaralar üzerinde 8mm taşıyıcı şeritte tedarik edilir. Her makara 3000 adet içerir. Paketleme, LED'leri depolama ve taşıma sırasında ortam neminden korumak için nem geçirmez malzemeler içerir: bir nem önleyici torba (desiccant ve nem göstergesi kartı ile birlikte).

6. Lehimleme & Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz (Pb-free) bir reflow profili belirtilmiştir. Ana parametreler şunlardır: 150-200°C arasında 60-120 saniye süren bir ön ısıtma aşaması; likidüs üzeri süre (217°C) 60-150 saniye; 260°C'yi aşmayan bir tepe sıcaklığı en fazla 10 saniye; ve termal şoku en aza indirmek için kontrollü ısınma ve soğutma hızları. Reflow işlemi ikiden fazla kez yapılmamalıdır.

6.2 El Lehimlemesi

El lehimlemesi gerekliyse, aşırı dikkat gereklidir. Uç sıcaklığı 350°C'nin altında olan bir lehim havya kullanın, her terminale 3 saniyeden fazla ısı uygulamayın ve terminaller arasında en az 2 saniyelik bir soğuma aralığı bırakın. Lokal aşırı ısınmayı önlemek için havya gücü 25W veya daha az olmalıdır.

6.3 Nem Hassasiyeti ve Depolama

LED'ler neme karşı hassastır. Mühürlü nem önleyici torba, kullanımdan hemen önce açılmamalıdır. Açıldıktan sonra kullanılmayan LED'ler, 30°C veya daha düşük ve %60 bağıl nem veya daha düşük bir ortamda saklanmalıdır. Torba açıldıktan sonraki "raf ömrü" 168 saattir (7 gün). Bu süre aşılırsa veya nem alıcı doygunluğu gösteriyorsa, kullanımdan önce 60°C ±5°C'de 24 saat süreyle bir kurutma (baking) işlemi gereklidir.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Arka Aydınlatma:Kompakt boyutu ve tutarlı mavi çıkışı nedeniyle gösterge paneli göstergeleri, anahtar aydınlatması ve sembol arka aydınlatması için idealdir.
• Telekomünikasyon Ekipmanları:Telefon ve faks makineleri gibi cihazlarda durum göstergesi veya tuş takımı arka aydınlatması olarak hizmet verir.
• LCD Düz Arka Aydınlatma:Küçük, düşük güçlü LCD ekranlar için diziler halinde kullanılabilir.
• Genel Gösterge Kullanımı:Tüketici ve endüstriyel elektronikte güç durumu, mod göstergesi ve diğer sinyalizasyon işlevleri için uygundur.

7.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:Besleme gerilimi (V_CC), LED'in ileri gerilimi (V_F) ve istenen ileri akım (I_F) temel alınarak hesaplanan bir seri direnç her zaman kullanılmalıdır. Formül: R = (V_CC - V_F) / I_F. Muhafazakar bir tasarım için veri sayfasındaki maksimum V_F değeri kullanılmalıdır.
• Termal Yönetim:Özellikle maksimum akım değerinde veya yakınında çalışırken, PCB'nin LED pad'lerine bağlı yeterli bakır alana sahip olduğundan emin olun; bu alan bir soğutucu görevi görür.
• ESD Koruması:LED kullanıcı tarafından erişilebilirse, hassas giriş hatlarına ESD koruma önlemleri uygulanmalıdır.

8. Teknik Karşılaştırma & Farklılıklar

27-21 SMD LED, sınıfında birkaç önemli avantaj sunar. 2.7x2.1mm'lik kapladığı alan, birçok geleneksel 3mm veya 5mm delikli LED'den daha küçüktür ve önemli ölçüde kart alanı tasarrufu sağlar. Geniş 130° görüş açısı, daha dar açılı LED'lere kıyasla daha iyi eksen dışı görünürlük sağlar. InGaN teknolojisinin kullanımı, parlak, doygun mavi bir renk ve yüksek verimlilik sağlar. Ayrıca, RoHS, REACH ve halojensiz standartlara uyumu, katı çevre düzenlemelerine sahip küresel pazarlar için geleceğe yönelik bir seçenek haline getirir. Detaylı sınıflandırma sistemi, görsel tutarlılık gerektiren yüksek hacimli üretim için tasarımcılara gerekli öngörülebilirliği sağlar.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

9.1 Neden bir akım sınırlayıcı direnç zorunludur?

LED'in I-V karakteristiği doğrusal değildir. Direnç olmadan, besleme gerilimindeki küçük bir artış, akımda kontrolsüz büyük bir artışa neden olur; bu, 25mA'lik Mutlak Maksimum Değeri hızla aşar ve anında arızaya yol açar. Direnç, kararlı bir çalışma noktası belirler.

9.2 Bu LED'i 5V besleme ile sürebilir miyim?

Evet, ancak bir seri direnç kullanmalısınız. Örneğin, 5V besleme (V_CC=5V), tipik V_F=3.3V ve hedef I_F=20mA ile direnç değeri R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 Ohm olacaktır. Standart 82 veya 100 Ohm'luk bir direnç uygun olacaktır. Güç değeri P = I²² * R = (0.02)² * 85 = 0.034W olduğundan, 1/8W veya 1/10W'lık bir direnç yeterlidir.²* 85 = 0.034W, so a 1/8W or 1/10W resistor is sufficient.

9.3 Tepe Dalga Boyu ile Baskın Dalga Boyu arasındaki fark nedir?

Tepe Dalga Boyu (λ_p), spektral çıkışın en yüksek olduğu fiziksel dalga boyudur. Baskın Dalga Boyu (λ_d), insan gözünün algıladığı renge karşılık gelen, tüm emisyon spektrumu ve gözün hassasiyeti dikkate alınarak hesaplanan bir değerdir. Bu mavi LED gibi tek renkli LED'ler için genellikle birbirine yakındırlar, ancak λ_d renk spesifikasyonu için daha alakalıdır.

9.4 Poşet açıldıktan sonra neden katı bir "raf ömrü" vardır?

SMD LED'ler, plastik paketleri aracılığıyla atmosferden nem emebilir. Yüksek sıcaklıktaki reflow lehimleme işlemi sırasında, hapsolmuş bu nem hızla genişleyerek iç katman ayrılmasına veya "patlamış mısır" etkisine neden olabilir; bu da paketi çatlatır ve cihazı tahrip eder. Raf ömrü ve kurutma prosedürleri bu nem içeriğini yönetir.

10. Çalışma Prensipleri

Bu LED, bir yarı iletken fotonik cihazdır. Eklem potansiyelini (yaklaşık 3.3V) aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler InGaN çipinin aktif bölgesine enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleşerek enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakır. InGaN alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler; bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler—bu durumda, yaklaşık 468 nm'de mavi. Su berraklığındaki reçine kapsülleme, çipi korur ve bir lens görevi görerek yayılan ışığı belirtilen 130 derecelik görüş açısına şekillendirir.

11. Endüstri Trendleri & Bağlam

27-21 paketi, SMD LED pazarında olgun ve yaygın olarak benimsenen bir form faktörünü temsil eder; boyut, performans ve üretilebilirlik arasında denge sağlar. Endüstri, ultra-minyatürizasyon için daha da küçük paketlere (örn., 2016, 1608) ve aydınlatma için daha yüksek güçlü paketlere doğru ilerlemeye devam etmektedir. Bu gibi bileşenleri etkileyen ana trendler şunlardır: ekran uygulamaları için yüksek renk doğruluğu ve tutarlı sınıflandırma talebinin artması; akıllı LED'ler için onboard IC'lerin entegrasyonu; ve ışık verimliliğinin (lümen/watt) ve güvenilirliğin iyileştirilmesine yönelik sürekli odaklanma. Ayrıca, çevresel uyumluluk (RoHS, halojensiz), küresel tedarik zincirlerindeki çoğu elektronik bileşen için bir farklılaştırıcıdan temel bir gerekliliğe geçiş yapmıştır.