SMD LED 15-21/BHC-AN1P2/2T Veri Sayfası - Mavi - 2.0x1.25x0.8mm - 3.3V - 20mA - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

15-21/BHC-AN1P2/2T, yüksek yoğunluklu bileşen yerleşimi gerektiren modern elektronik uygulamalar için tasarlanmış kompakt, yüzey montajlı bir mavi LED'dir. Temel avantajı, geleneksel bacaklı LED'lere kıyasla önemli ölçüde azaltılmış kapladığı alandır; bu da daha küçük baskılı devre kartı (PCB) tasarımlarına ve daha kompakt nihai ürünlere olanak tanır. Cihaz, InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) çip teknolojisi kullanılarak üretilmiş, su berraklığında reçine ile kapsüllenmiş olup mavi spektrumda ışık yayar. RoHS, REACH ve halojensiz direktiflerine tam uyumludur ve çevre bilincine sahip üretim süreçleri için uygundur.

1.1 Temel Avantajlar

Bu LED'in temel faydaları arasında minyatür boyutu (2.0mm x 1.25mm x 0.8mm) yer alır; bu doğrudan depolama alanının azalmasına ve PCB'lerde daha yüksek paketleme yoğunluğuna katkıda bulunur. Hafif yapısı, taşınabilir ve minyatür uygulamalar için idealdir. Bileşen, 7 inç çapında makaralara sarılı 8mm şerit üzerinde tedarik edilir ve bu da yüksek hızlı otomatik yerleştirme ekipmanlarıyla uyumluluğu sağlar. Ayrıca, standart kızılötesi ve buhar fazı reflow lehimleme işlemlerine dayanacak şekilde tasarlanmıştır ve verimli seri üretimi kolaylaştırır.

1.2 Hedef Uygulamalar

Bu LED çok yönlüdür ve çeşitli aydınlatma ve gösterge rollerinde kullanılır. Yaygın uygulamalar arasında gösterge paneli, anahtarlar ve tuş takımları için arka aydınlatma yer alır. Telekomünikasyon ekipmanlarında, telefon ve faks makineleri gibi cihazlar için durum göstergesi ve arka aydınlatma olarak hizmet eder. Ayrıca, sıvı kristal ekranlar (LCD'ler) için düz arka aydınlatma sağlamak ve güvenilir, kompakt bir mavi ışık kaynağı gerektiren genel amaçlı gösterge işlevleri için uygundur.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

Bu bölüm, Mutlak Maksimum Değerler ve Elektro-Optik Karakteristikler tablolarında tanımlandığı şekliyle cihazın temel elektriksel, optik ve termal özelliklerinin detaylı, nesnel bir analizini sunar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak Maksimum Değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini tanımlar. Bunlar çalışma koşulları değildir. Maksimum ters voltaj (V_R) 5V'dur. Bunun aşılması jonksiyon bozulmasına neden olabilir. Sürekli ileri akım (I_F) 25mA olarak derecelendirilmiştir. Darbe çalışması için, 1kHz'de %10 görev döngüsü altında 100mA'lik bir tepe ileri akım (I_FP) kabul edilebilir. Maksimum güç dağılımı (P_d) 95mW'dir ve ileri voltaj ile akımın çarpımı olarak hesaplanır. Cihaz, İnsan Vücudu Modeli (HBM) başına 150V'luk bir elektrostatik deşarja (ESD) dayanabilir. Çalışma sıcaklığı aralığı (T_opr) -40°C ila +85°C'dir ve depolama sıcaklığı (T_stg) -40°C ila +90°C'ye kadar uzanır. Lehimleme sıcaklık profili kritiktir: reflow için, maksimum 10 saniye için 260°C'lik bir tepe değer belirtilmiştir; elle lehimleme için, her terminal başına 3 saniye için havya ucu sıcaklığı 350°C'yi aşmamalıdır.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bu parametreler, 25°C ortam sıcaklığı ve 20mA ileri akım standart test koşulunda ölçülür. Işık şiddeti (I_v), sınıflandırma sistemi tarafından tanımlanan geniş bir aralıkta tipik bir değere sahiptir; minimum 28.5 mcd ve maksimum 72.0 mcd'dir. Görüş açısı (2θ1/2) tipik olarak 130 derecedir ve geniş, dağınık bir yayılım modelini gösterir. Tepe dalga boyu (λ_p) tipik olarak 468 nm'dir ve baskın dalga boyu (λ_d) 464.5 nm ila 476.5 nm arasında değişir ve algılanan mavi rengi tanımlar. Spektral bant genişliği (Δλ) tipik olarak 25 nm'dir. İleri voltaj (V_F) 2.7V (min) ila 3.7V (max) arasında değişir ve 20mA'de tipik değeri 3.3V'dir. Ters akım (I_R) çok düşüktür ve tam 5V ters öngerilimde maksimum 50 µA'dır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler performans sınıflarına ayrılır. Bu, tasarımcıların belirli parlaklık ve renk gereksinimlerini karşılayan parçaları seçmesine olanak tanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Işık çıkışı dört farklı sınıfa ayrılır: N1 (28.5-36.0 mcd), N2 (36.0-45.0 mcd), P1 (45.0-57.0 mcd) ve P2 (57.0-72.0 mcd). Her sınıf içinde ±%11'lik bir tolerans uygulanır. Tasarımcılar, uygulamalarında minimum parlaklık seviyeleri için tasarım yaparken bu varyasyonu hesaba katmalıdır.

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Renk (baskın dalga boyu) da ton varyasyonunu kontrol etmek için sınıflandırılır. Sınıflar A9 (464.5-467.5 nm), A10 (467.5-470.5 nm), A11 (470.5-473.5 nm) ve A12 (473.5-476.5 nm)'dir. ±1nm'lik bir tolerans belirtilmiştir. Bu sınıflandırma, arka aydınlatma dizileri gibi birden fazla LED arasında renk tutarlılığının önemli olduğu uygulamalar için çok önemlidir.

4. Performans Eğrisi Analizi

PDF tipik elektro-optik karakteristik eğrileri için bir bölüm gösterse de, çıkarılan metinde spesifik grafiksel veriler (örneğin, I-V eğrileri, şiddet-akım, dalga boyu-sıcaklık) sağlanmamıştır. Tam bir veri sayfasında, bu eğriler cihazın standart olmayan koşullar altındaki davranışını anlamak için gereklidir. Tasarımcılar tipik olarak, farklı çalışma akımlarında ve ortam sıcaklıklarında performansı tahmin etmek için bu tür eğrilere güvenir; bu da doğrudan ışık çıkışı, ileri voltaj ve uzun vadeli güvenilirliği etkiler.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

LED, 15-21 SMD paket standardına uygundur. Ana boyutlar yaklaşık olarak uzunluk 2.0mm, genişlik 1.25mm ve yükseklik 0.8mm'dir. Paket çizimi, lehim pedlerinin (tipik olarak 0.6mm x 0.9mm) konumunu ve boyutunu, aralarındaki boşluğu ve genel toleransları (aksi belirtilmedikçe genellikle ±0.1mm) belirtir. Bu hassas boyutsal veri, doğru lehimleme ve hizalamayı sağlamak için doğru bir PCB yerleşim deseni (footprint) oluşturmak için kritiktir.

5.2 Polarite Tanımlama

Katot (negatif terminal) tipik olarak cihaz üzerinde, genellikle paket üzerinde küçük bir çentik, yeşil bir nokta veya pahlanmış bir köşe ile işaretlenir. Sağlanan boyut çizimi bu işareti açıkça göstermelidir. Montaj sırasında doğru polarite yönlendirmesi, cihazın çalışması için zorunludur.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Uygun kullanım ve lehimleme, cihaz bütünlüğünü ve performansını korumak için kritiktir.

6.1 Reflow Lehimleme Parametreleri

Kurşunsuz bir reflow profili belirtilmiştir. Ön ısıtma bölgesi 60-120 saniye içinde 150°C'den 200°C'ye çıkmalıdır. Lehim sıvılaşma sıcaklığının (217°C) üzerindeki süre 60-150 saniye olmalıdır. Tepe sıcaklık 260°C'yi aşmamalıdır ve bu tepe noktasındaki süre maksimum 10 saniye olmalıdır. Maksimum ısınma hızı 6°C/sn, maksimum soğuma hızı ise 3°C/sn'dir. Aynı cihazda reflow lehimleme işlemi ikiden fazla kez yapılmamalıdır.

6.2 Depolama ve Nem Hassasiyeti

LED'ler nem geçirmez bariyer torbalarında nem alıcı ile paketlenmiştir. Bileşenler kullanıma hazır olana kadar torba açılmamalıdır. Açılmadan önce depolama koşulları ≤30°C ve ≤%90 RH olmalıdır. Açıldıktan sonra, "zemin ömrü" ≤30°C ve ≤%60 RH koşullarında 1 yıldır. Nem alıcı göstergesi doygunluğu gösteriyorsa veya depolama süresi aşılmışsa, lehimleme sırasında "patlamış mısır" hasarını önlemek için reflow öncesinde 60±5°C'de 24 saatlik bir pişirme işlemi gereklidir.

6.3 Elle Lehimleme ve Onarım Önlemleri

Elle lehimleme gerekliyse, aşırı dikkat tavsiye edilir. Uç sıcaklığı 350°C'nin altında ve güç derecesi 25W'ın altında olan bir lehim havya kullanılmalıdır. Her terminal başına temas süresi 3 saniyeyi aşmamalıdır. Her terminalin lehimlenmesi arasında en az 2 saniyelik bir aralık bırakılmalıdır. İlk lehimlemeden sonra onarım kesinlikle tavsiye edilmez. Kaçınılmazsa, her iki terminali aynı anda ısıtmak ve paket üzerinde mekanik stresi önlemek için özel bir çift uçlu lehim havya kullanılmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Paketleme Özellikleri

Ürün, 15-21 paketine uyarlanmış boyutlarda kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Şerit, standart 7 inç (178mm) çapında bir makaraya sarılır. Her makarada 2000 adet bulunur. Makara, şerit ve kapak şeridi boyutları, otomatik besleyicilerle uyumluluğu sağlamak için veri sayfası çizimlerinde sağlanır.

7.2 Etiket Açıklaması

Makaradaki etiket birkaç önemli kodu içerir: P/N (Ürün Numarası: 15-21/BHC-AN1P2/2T), QTY (Paketleme Miktarı: 2000), CAT (Işık Şiddeti Sınıfı, örn. N1, P2), HUE (Renklilik/Baskın Dalga Boyu Sınıfı, örn. A10, A12), REF (İleri Voltaj Sınıfı) ve LOT No (İzlenebilir Parti Numarası). CPN alanı müşterinin dahili parça numarası içindir.

8. Uygulama Tasarım Önerileri

8.1 Akım Sınırlama Gereksinimi

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Termal kaçak ve tahribatı önlemek için devre tasarımında mutlaka seri bir akım sınırlayıcı direnç kullanılmalıdır. Veri sayfası, ileri voltajdaki hafif bir artışın akımda büyük bir artışa neden olabileceğini göstermektedir. Direnç değeri, besleme voltajı (V_besleme), LED'in tipik ileri voltajı (V_F, örn. 3.3V) ve istenen çalışma akımı (I_F, sürekli ≤25mA olmalı) temel alınarak hesaplanmalıdır. Formül: R = (V_besleme - V_F) / I_F.

8.2 Termal Yönetim Hususları

Küçük olmasına rağmen, LED ısı yayar (95mW'a kadar). Güvenilir uzun vadeli çalışma için, özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum akıma yakın çalışırken, lehim noktalarından ve LED çipinden ısıyı uzaklaştırmak için yeterli PCB bakır alanı (termal rahatlatma pedleri) kullanılmalıdır. Maksimum derecelendirmeden daha düşük akımlarda çalışmak, ömrü ve güvenilirliği önemli ölçüde artırır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

15-21 paket LED'in daha büyük SMD LED'lere (ör. 3528, 5050) veya delikli LED'lere kıyasla temel farkı, tasarım küçültmeye olanak tanıyan ultra kompakt boyutudur. Diğer minyatür LED'lere kıyasla temel avantajları arasında eşit aydınlatma için geniş 130 derecelik görüş açısı, katı çevre düzenlemelerine (RoHS, Halojensiz) uyumluluk ve otomatik reflow montajı için sağlam özellikler yer alır. Detaylı sınıflandırma sistemi, tasarımcılara renk ve parlaklık için öngörülebilir performans parametreleri sağlar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu LED'i direnç olmadan doğrudan 5V beslemeden sürebilir miyim?

C: Hayır. Bu neredeyse kesinlikle LED'i tahrip edecektir. Bölüm 8.1'de açıklandığı gibi seri bir akım sınırlayıcı direnç kullanmalısınız.

S: Tepe Dalga Boyu ile Baskın Dalga Boyu arasındaki fark nedir?

C: Tepe dalga boyu (λ_p), emisyon spektrumunun en yüksek yoğunluğa sahip olduğu dalga boyudur. Baskın dalga boyu (λ_d) ise LED'in algılanan rengiyle eşleşen tek renkli ışığın dalga boyudur. λ_d renk spesifikasyonu için daha alakalıdır.

S: Sipariş verirken sınıf kodlarını (ör. P2 A11) nasıl yorumlamalıyım?

C: Sınıf kodu, garanti edilen performans aralığını belirtir. "P2", ışık şiddetinin 57.0 ile 72.0 mcd arasında olduğu anlamına gelir. "A11", baskın dalga boyunun 470.5 ile 473.5 nm arasında olduğu anlamına gelir. Uygulamanızın minimum parlaklık ve renk tutarlılığı gereksinimlerini karşılayan sınıfları seçmelisiniz.

S: Bu LED otomotiv gösterge paneli aydınlatması için uygun mudur?

C: Gösterge paneli arka aydınlatması için listelenmiş olsa da, "Uygulama Kısıtlamaları" bölümü açıkça otomotiv güvenlik sistemleri gibi yüksek güvenilirlik gerektiren uygulamaların farklı ürünler gerektirebileceğini belirtmektedir. Bu tür kritik uygulamalar için üretici ile istişare ve muhtemelen AEC-Q102 kalifiye bir bileşen kullanmak gereklidir.

11. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Senaryo: Taşınabilir bir tıbbi cihaz için kompakt bir durum göstergesi paneli tasarlama.

Tasarım, dar bir alanda dört mavi durum LED'i gerektirir. Küçük boyutu nedeniyle 15-21 paketi seçilir. Tasarımcı, yeterli görünürlüğü sağlamak için P1 parlaklık sınıfını (45-57 mcd) seçer. Renk tutarlılığı için A10 dalga boyu sınıfı (467.5-470.5 nm) seçilir. Devre, 3.3V hattından beslenir. 20mA'de tipik V_F değeri olan 3.3V kullanılarak, çok küçük bir seri direnç (ör. 0-1 Ohm) veya marj için 18mA'ye ayarlanmış sabit akım sürücüsü kullanılır. PCB düzeni, ısı dağılımı için bir toprak katmanına bağlı termal pedler içerir. Montaj belirtilen reflow profili izlenerek yapılır ve nem hassas cihazlar torba açıldıktan sonra belirtilen zemin ömrü içinde kullanılır.

12. Çalışma Prensibi

Bu LED, bir yarı iletken p-n jonksiyonunda elektrolüminesans prensibiyle çalışır. Aktif bölge InGaN'dan yapılmıştır. Jonksiyonun iç potansiyelini aşan bir ileri voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerjilerini foton (ışık) formunda salarlar. InGaN alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler; bu da yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler, bu durumda mavi. Su berraklığındaki reçine kapsülleme, yarı iletken çipi korur ve ışık çıkış hüzmesini şekillendiren bir mercek görevi görür.

13. Teknoloji Trendleri

15-21 paketi gibi SMD LED'lerin gelişimi, elektronik cihazlarda süregelen küçülme ve artan işlevsellik trendi tarafından yönlendirilmektedir. Bu sektördeki temel trendler arasında ışık çıkışını korurken veya artırırken (daha yüksek verimlilik) paket boyutunun sürekli azaltılması, gelişmiş sınıflandırma ve çip teknolojisi yoluyla geliştirilmiş renk oluşturma ve tutarlılık ve zorlu ortamlarda (daha yüksek sıcaklık, nem) çalışma için geliştirilmiş güvenilirlik yer alır. Ayrıca, akıllı sürücülerle entegrasyon ve ekran uygulamaları için mikro-LED dizilerinin geliştirilmesi, katı hal aydınlatma teknolojisinde önemli gelecek yönlerini temsil etmektedir.