SMD LED 42-21/BHC-AUW/1T Teknik Veri Sayfası - Mavi - 2.1x2.1x1.2mm - 3.3V - 20mA

1. Ürün Genel Bakışı

42-21/BHC-AUW/1T, güvenilir, düşük güçlü gösterge veya arka aydınlatma çözümleri gerektiren modern elektronik uygulamalar için tasarlanmış kompakt bir yüzey montaj LED'dir. Bu mavi LED, su berraklığında bir reçine içinde kapsüllenmiş InGaN çip teknolojisini kullanarak, minyatür bir boyutta tutarlı performans sunar. Başlıca avantajları arasında PCB'lerde önemli alan tasarrufu, yüksek paketleme yoğunluğu ve otomatik montaj süreçlerine uygunluk yer alır, bu da onu yüksek hacimli üretim için ideal kılar.

Bileşen, RoHS, EU REACH ve halojensiz standartlara tam uyumludur, çevresel sorumluluğu ve geniş pazar kabulünü garanti eder. Hafif yapısı ve küçük boyutu, daha küçük, daha taşınabilir ekipmanların tasarımını mümkün kılar.

2. Teknik Özellikler Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Cihazın uzun vadeli güvenilirliğini sağlamak için çalışma limitleri tanımlanmıştır. Bu değerlerin aşılması kalıcı hasara neden olabilir.

• Ters Gerilim (V_R):5V. Ters gerilim koşulları mümkünse koruyucu bir devre önerilir.
• Sürekli İleri Akım (I_F):25mA. Tipik çalışma koşulu 20mA'dir.
• Tepe İleri Akım (I_FP):100mA (Görev 1/10 @1KHz). Darbe çalışması için uygundur ancak DC için değildir.
• Güç Dağılımı (P_d):95mW. Bu limit hem elektriksel hem de termal kısıtlamaları dikkate alır.
• Çalışma & Depolama Sıcaklığı:-40°C ila +85°C / -40°C ila +90°C. Bu geniş aralık endüstriyel uygulamaları destekler.
• Elektrostatik Deşarj (ESD):150V (HBM). Taşıma sırasında standart ESD önlemleri gereklidir.
• Lehimleme Sıcaklığı:Reflow: 260°C, 10 sn; El: 350°C, 3 sn. Termal hasarı önlemek için uyulması kritiktir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler (T_a=25°C)

Bu parametreler, LED'in standart test koşulları altındaki performansını tanımlar (I_F=20mA).

• Işık Şiddeti (I_v):450 ila 1800 mcd (milikandela). Geniş aralık, bir sınıflandırma sistemi ile yönetilir.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):30 derece (tipik). Bu, yayılan ışığın açısal yayılımını tanımlar.
• Tepe Dalga Boyu (λ_p):468 nm (tipik). Spektral gücün maksimum olduğu dalga boyu.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):464.5 ila 476.5 nm. Bu, ışığın algılanan rengidir, ±1nm toleransı vardır.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):25 nm (tipik). Maksimum yoğunluğun yarısında yayılan spektrumun genişliği.
• İleri Gerilim (V_F):2.7V ila 3.7V, 20mA'de tipik değer 3.3V'dir.
• Ters Akım (I_R):Maksimum 50 µA, V_R=5V'de.

Kritik Tasarım Notu:İleri gerilimin bir aralığı vardır. Küçük besleme gerilimi dalgalanmalarından kaynaklanan termal kaçak ve yanmayı önlemek için bir akım sınırlayıcı dirençkesinlikle zorunludur. Direnç değeri, gerçek besleme gerilimi ve beklenen maksimum V_Fdeğerine göre hesaplanmalıdır, böylece I_F25mA'yi aşmaz.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler sınıflara ayrılır. 42-21, iki bağımsız sınıflandırma sistemi kullanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

LED'ler, I_F=20mA'de ölçülen ışık çıkışlarına göre kategorize edilir. Sınıf kodu tanımlama için işaretlenir.

• Sınıf U:450 – 715 mcd
• Sınıf V:715 – 1120 mcd
• Sınıf W:1120 – 1800 mcd

Tolerans: ±%11

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

LED'ler ayrıca, bir dizide renk tekdüzeliğini korumak için mavinin kesin tonlarına göre sınıflandırılır.

• Grup A, Sınıf A9:464.5 – 467.5 nm
• Grup A, Sınıf A10:467.5 – 470.5 nm
• Grup A, Sınıf A11:470.5 – 473.5 nm
• Grup A, Sınıf A12:473.5 – 476.5 nm

Tolerans: ±1nm

Tasarım Etkisi:Eşleşen parlaklık veya renk gerektiren uygulamalar için (örneğin, çoklu LED arka aydınlatma, durum çubukları), tek bir sınıf belirtmek veya tedarikçiden sıkı sınıflandırma talep etmek çok önemlidir.

4. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

4.1 Fiziksel Boyutlar

LED, kompakt bir SMD paketine sahiptir. Ana boyutlar (belirtilmediği sürece tolerans ±0.1mm):

• Paket Boyutu: Yaklaşık 2.1mm x 2.1mm.
• Yükseklik: Yaklaşık 1.2mm.
• Katot, paket gövdesinde belirli bir işaretle tanımlanır.

4.2 Polarite Tanımlama

Doğru polarite esastır. Katot terminali, bileşen gövdesinde açıkça belirtilmiştir. Önerilen PCB lehim yatağı deseni (footprint), reflow lehimleme sırasında doğru hizalamayı sağlamak için bu tasarımı yansıtmalıdır.

4.3 Paketleme Özellikleri

LED'ler, otomatik montaj için endüstri standardı paketlemede tedarik edilir:

• Taşıma Bandı:8mm genişlik, 7 inç çapında makaralar üzerinde.
• Makara Başına Adet:1000 adet.
• Nem Hassasiyeti:Nem emilimini önlemek için nem geçirmez alüminyum torba içinde kurutucu ile paketlenir; bu, reflow sırasında "patlamış mısır" çatlamasına neden olabilir.

Makara etiketi, kritik bilgileri içerir: Ürün Numarası (P/N), miktar (QTY), ışık şiddeti sınıfı (CAT), baskın dalga boyu sınıfı (HUE), ileri gerilim sıralaması (REF) ve parti numarası (LOT No).

5. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

5.1 Reflow Lehimleme Profili

Bileşen, kızılötesi ve buhar fazlı reflow işlemleriyle uyumludur. Kurşunsuz (Pb-free) bir lehimleme profili gereklidir:

• Tepe Sıcaklığı:Maksimum 260°C.
• Sıvı Üstü Süre:Önerilen 30-60 saniye.
• Ön Isıtma:Flux'u aktive etmek ve termal şoku en aza indirmek için kademeli ısıtma.

Kritik:Aynı LED montajında reflow lehimleme ikiden fazla kez yapılmamalıdır.

5.2 El Lehimlemesi

Manuel onarım kaçınılmazsa, aşırı dikkat gösterilmelidir:

• Havya Sıcaklığı:350°C'den düşük.
• Temas Süresi:Terminal başına 3 saniye veya daha az.
• Havya Gücü:25W'dan düşük.
• Yöntem:Her iki terminali aynı anda ısıtmak ve lehim bağlantıları üzerinde mekanik stresi önlemek için çift uçlu bir lehim havya kullanın. Herhangi bir onarımdan sonra LED işlevselliğini doğrulayın.

5.3 Depolama ve Taşıma

• Torba Açılmadan Önce:≤30°C ve ≤%90 RH'de depolayın.
• Torba Açıldıktan Sonra (Raf Ömrü):≤30°C ve ≤%60 RH'de 1 yıl. Kullanılmayan parçalar, taze kurutucu ile nem geçirmez bir torbada yeniden kapatılmalıdır.
• Kurutma:Torba raf ömrünü aşacak şekilde açılırsa veya kurutucu doyarsa, reflow'dan önce nemi uzaklaştırmak için 60±5°C'de 24 saat kurutun.
• Lehimlemeden sonra PCB'yi bükmeyin veya eğmeyin, bu LED lehim bağlantılarında strese neden olabilir ve arızaya yol açabilir.

6. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

6.1 Tipik Uygulamalar

• Gösterge Paneli Arka Aydınlatması:Gösterge paneli göstergeleri ve anahtarları için aydınlatma.
• Telekomünikasyon Cihazları:Telefon ve faks makinelerinde durum göstergeleri ve tuş takımı arka aydınlatması.
• LCD Arka Aydınlatma:Küçük monokrom veya renkli LCD'ler için kenar veya doğrudan arka aydınlatma.
• Genel Gösterge:Güç durumu, mod göstergeleri ve diğer kullanıcı arayüzü elemanları.

6.2 Devre Tasarımı

Sürücü devresinin en kritik yönü seri akım sınırlayıcı dirençtir. Değeri (R_s) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R_s= (V_besleme- V_F) / I_F.

Örnek:5V besleme ve I_F=20mA'de tüm koşullar altında güvenli akımı sağlamak için maksimum V_F= 3.7V kullanılırsa:
R_s= (5V - 3.7V) / 0.020A = 65 Ohm.
En yakın standart değer (örneğin, 68 Ohm) seçilir ve direncin güç derecesi kontrol edilmelidir: P = I²R = (0.02)²* 68 = 0.0272W. Standart bir 1/10W (0.1W) direnç fazlasıyla yeterlidir.

6.3 Termal Yönetim

Güç dağılımı düşük olsa da (maks. 95mW), uygun PCB düzeni ömrü uzatır. Özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum akıma yakın çalışırken, LED pedlerinin etrafında ısı emici görevi görmesi için yeterli bakır alan sağlayın.

6.4 Uygulama Kısıtlamaları

Bu standart ticari sınıf LED, arızanın güvenlik risklerine veya önemli maddi hasara yol açabileceği yüksek güvenilirlik uygulamaları için özel olarak tasarlanmamış veya nitelendirilmemiştir. Bu, ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere şunları içerir:

• Askeri, havacılık veya uçuş güvenlik sistemleri.
• Otomotiv güvenlik-kritik sistemleri (örneğin, fren lambaları, hava yastığı göstergeleri).
• Tıbbi yaşam destek veya teşhis ekipmanları.

Bu tür uygulamalar için, uygun otomotiv, askeri veya tıbbi niteliklere sahip bileşenler tedarik edilmelidir. Performans, yalnızca bu belgede özetlenen özellikler dahilinde garanti edilir.

7. Teknik Karşılaştırma ve Konumlandırma

42-21 paketi, boyut, performans ve üretilebilirlik arasında bir dengeyi temsil eder. Daha büyük lead-frame LED'lere (örneğin, 3mm veya 5mm delikli tipler) kıyasla, kart alanında ve ağırlıkta büyük bir azalma sunarak modern minyatür tasarımları mümkün kılar. Daha küçük çip ölçekli paketlere (CSP) kıyasla, standart SMT ekipmanı ile daha kolay işleme ve kontrollü ışık dağılımı (30 derece görüş açısı) için şekillendirilmiş bir lens sağlar. 20mA sürüş akımı ve 3.3V tipik V_Fdeğeri, onu basit bir direnç ile yaygın 3.3V ve 5V lojik beslemeleriyle doğrudan uyumlu hale getirir.

8. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

8.1 Neden bir akım sınırlayıcı direnç zorunludur?

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. V-I karakteristiği üsseldir. Nominal V_Fdeğerinin ötesindeki küçük bir gerilim artışı, büyük ve potansiyel olarak yıkıcı bir akım artışına neden olur. Seri bir direnç, besleme gerilimi ile LED akımı arasında doğrusal, öngörülebilir bir ilişki sağlayarak kararlı ve güvenli çalışmayı garanti eder.

8.2 Bu LED'i doğrudan bir mikrodenetleyici GPIO pininden sürebilir miyim?

Mümkün, ancak dikkatli olunmalı. Birçok GPIO pini yalnızca 10-25mA sağlayabilir veya çekebilir. Mikrodenetleyicinizin veri sayfasını kontrol etmelisiniz. Limitler dahilinde olsa bile, yine de bir seri dirence ihtiyacınız vardır. Genellikle, GPIO'yu LED'i süren bir transistörü (BJT veya MOSFET) kontrol etmek için kullanmak daha güvenlidir; bu, MCU'yu LED akım yükünden izole eder.

8.3 "Su berraklığında" reçine ne anlama gelir?

Bu, kapsülleyici plastik lensin şeffaf olduğu, dağınık veya renklendirilmiş olmadığı anlamına gelir. Bu, mavi InGaN çipinin gerçek renginin görülmesine izin vererek mümkün olan en yüksek ışık çıkışını ve iyi tanımlanmış, dar bir görüş açısı sağlar.

8.4 Makara etiketindeki sınıf kodlarını nasıl yorumlarım?

"CAT" kodu (U, V, W) size parlaklık aralığını söyler. "HUE" kodu (örneğin, A10) baskın dalga boyu aralığını söyler. Bir üründe tutarlı görünüm için, aynı CAT ve HUE sınıfından LED sipariş edin. "REF" kodu ileri gerilim sıralamasını gösterir, bu da hassas akım regülasyonu tasarımları için yararlı olabilir.

9. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

Senaryo:Dört mavi durum LED'ine sahip kompakt bir USB güçlü cihaz tasarımı.

1. Güç Kaynağı:USB 5V sağlar.
2. LED Seçimi:42-21/BHC-AUW/1T, orta parlaklık için Sınıf V, tutarlı mavi ton için Sınıf A11.
3. Akım Hesaplama:Hedef I_F= 18mA (marj için maksimumun biraz altında). En kötü durum için maks. V_F= 3.7V kullanın.
   R_s= (5V - 3.7V) / 0.018A ≈ 72.2Ω. 75Ω standart direnç kullanın.
4. LED Başına Güç: P_LED= 3.3V(tipik) * 0.018A ≈ 59.4mW. 95mW limitinin çok altında.
5. Toplam Akım:4 LED * 18mA = 72mA. Standart bir USB portunun 500mA kapasitesinin çok altında.
6. PCB Düzeni:LED'leri doğru polarite ile yerleştirin. Isı dağılımı için LED pedlerinin altında ve etrafında küçük bir toprak dökümü kullanın. Reflow profilinin önerilen 260°C tepe değeriyle eşleştiğinden emin olun.
7. Sonuç:Minimum kart alanı ve güç tüketimi ile güvenilir, tutarlı parlaklıkta bir gösterge sistemi.

10. Çalışma Prensibi ve Teknoloji

Bu LED, İndiyum Galyum Nitrür (InGaN) yapılmış bir yarı iletken heteroyapıya dayanır. P-n eklemine ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir. Yeniden birleşmeleri, enerjiyi foton (ışık) şeklinde serbest bırakır. InGaN alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler; bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tanımlar—bu durumda mavi (~468 nm). Su berraklığındaki epoksi reçine kapsülleyici, yarı iletken çipi korur, ışık çıkış huzmesini şekillendirmek için bir lens görevi görür (30 derece görüş açısı) ve mekanik stabilite sağlar.

11. Endüstri Trendleri

42-21 gibi SMD LED'ler için pazar, tüm elektronik cihazların küçülmesiyle sürülmeye devam etmektedir. Daha yüksek verimlilik (watt başına daha fazla lümen) yönünde sürekli bir eğilim vardır; bu, aynı akımda daha parlak çıkış veya daha düşük güçte aynı parlaklık sağlayarak taşınabilir cihazlarda pil ömrünü uzatır. Ayrıca, tam renkli ekranlar ve ortam aydınlatması gibi uygulamalar olağanüstü tekdüzelik gerektirdiğinden, daha sıkı renk ve parlaklık sınıflandırması talebi artmaktadır. Mavi LED'ler için temel InGaN teknolojisi olgunlaşmıştır, ancak verimlilik ve güvenilirlikte artımlı iyileştirmeler görmeye devam etmektedir. Paketleme teknolojisi de gelişmektedir; kompakt alanlarda daha yüksek güç yoğunluklarını karşılamak için daha ince profiller ve geliştirilmiş termal yönetim malzemelerine doğru eğilimler vardır.