SMD LED 17-215/BHC-BP2Q2M/3T Mavi Çip Veri Sayfası - 2.0x1.25x0.8mm - 3.35V Tipik - 20mA - 75mW - İngilizce Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

17-215/BHC-BP2Q2M/3T, mavi ışık üretmek için InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) yarı iletken çip kullanan bir yüzey montaj cihazı (SMD) ışık yayan diyottur (LED). Bu bileşen, modern, otomatik elektronik üretim süreçleri için tasarlanmış olup, geleneksel lead-frame LED'lere kıyasla daha kompakt bir kaplama alanı sunarak daha yüksek kart yoğunluğu ve nihai ekipman küçültülmesi sağlar.

1.1 Temel Avantajlar ve Ürün Konumlandırması

Bu LED'in temel avantajları, SMD paketinden kaynaklanmaktadır. Önemli ölçüde daha küçük boyutu, baskılı devre kartı (PCB) alanının azalmasına, depolama alanı ihtiyacının düşmesine ve nihayetinde daha küçük ve hafif elektronik cihazların geliştirilmesine katkıda bulunur. Paketin hafif yapısı, onu özellikle minyatür ve taşınabilir uygulamalar için uygun kılar. Ürün, genel amaçlı bir gösterge ve arka aydınlatma çözümü olarak konumlandırılmıştır ve çağdaş çevre ve üretim standartlarına uygundur.

1.2 Uyumluluk ve Çevresel Şartnameler

Bu bileşen, birkaç önemli endüstri standardına uyar. Kurşunsuz (Pb-free) bir ürün olarak üretilmiştir. Kullanılan malzemeler AB REACH düzenlemesine uygundur. Ayrıca, halojensiz gereksinimlerini karşılar; Brom (Br) ve Klor (Cl) içeriği her biri 900 ppm'in altındadır ve toplamları 1500 ppm'in altındadır. Ürün aynı zamanda RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktifinin şartları dahilinde kalacak şekilde tasarlanmıştır.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine Nesnel Yorum

Aşağıdaki bölümler, veri sayfasında tanımlandığı şekliyle cihazın elektriksel, optik ve termal özelliklerinin ayrıntılı, nesnel bir analizini sunar. Aksi belirtilmedikçe, tüm parametreler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir.

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 (VR): 5 V. Ters öngerilimde bu voltajın aşılması, eklem çökmesine neden olabilir.
• Sürekli İleri Yön Akımı (IF): 20 mA. Güvenilir çalışma için önerilen maksimum DC akım değeridir.
• Tepe İleri Yön Akımı (IFP): 100 mA. Bu yalnızca darbe koşullarında (1 kHz'de görev döngüsü 1/10) izin verilir ve DC tasarım için kullanılmamalıdır.
• Güç Harcaması (Pd): 75 mW. Bu, paketin harcayabileceği maksimum güçtür ve İleri Gerilim (VF) * İleri Akım (IF) olarak hesaplanır.
• Elektrostatik Deşarj (ESD) İnsan Vücudu Modeli (HBM): 150 V. Bu, ESD'ye karşı orta düzeyde bir hassasiyeti gösterir; uygun kullanım prosedürleri gereklidir.
• Çalışma Sıcaklığı (Topr): -40°C ila +85°C. Cihaz bu ortam sıcaklığı aralığında çalışır durumdadır.
• Depolama Sıcaklığı (Tstg): -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 Özellikler

Bunlar, normal çalışma koşullarında (IF=20mA) tipik performans parametreleridir.

• Işık Şiddeti (Iv): 57.00 mcd ile 112.00 mcd arasında değişir. Spesifik değer, binning işlemi ile belirlenir (Bölüm 3'e bakınız).
• Görüş Açısı (2θ1/2): 130 derece (tipik). Bu, ışık şiddetinin 0 derecede (eksen üzerinde) ölçülen tepe şiddetinin yarısı olduğu açısal genişliği tanımlar.
• Tepe Dalga Boyu (λp): 468 nm (tipik). Bu, spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λd): 467.50 nm ile 473.50 nm arasında değişir. Bu, LED'in çıktısının rengiyle eşleşmek üzere insan gözü tarafından algılanan tek dalga boyudur ve aynı zamanda sınıflandırmaya tabidir.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ): 25 nm (tipik). Bu, emisyon spektrumunun yarı maksimum genişliğidir (FWHM).
• İleri Yönlü Gerilim (VF): 20mA'de 2.75 V ile 3.95 V arasında değişir, tipik değer yaklaşık 3.35V'dir. Bu parametre sınıflandırılmıştır (Bkz. Bölüm 3).
• Ters Yönlü Akım (IR): 5V ters voltaj uygulandığında maksimum 50 μA. Veri sayfası, cihazın ters çalışma için tasarlanmadığını açıkça belirtir; bu parametre yalnızca test amaçlıdır.

Toleranslarla İlgili Önemli Notlar: Veri sayfası, üretim toleranslarını belirtir: Işık Şiddeti (±%11), Baskın Dalga Boyu (±1nm) ve İleri Yönlü Voltaj (±0.1V). Sıkı parametre kontrolü gerektiren tasarımlarda bunlar dikkate alınmalıdır.

3. Binning Sistemi Açıklaması

Yarı iletken üretimindeki doğal varyasyonları yönetmek için, LED'ler performans gruplarına ayrılır. Bu, bir üretim partisi içinde tutarlılık sağlar. 17-215 modeli üç bağımsız gruplandırma kriteri kullanır.

3.1 Işık Şiddeti Binning

LED'ler, 20mA'deki ışık çıkışlarına göre üç sınıfa ayrılır:
P2: 57.00 - 72.00 mcd
Q1: 72.00 - 90.00 mcd
Q2: 90.00 - 112.00 mcd

3.2 Baskın Dalga Boyu Binning

Renk (mavi ton), iki dalga boyu grubuna ayrılarak kontrol edilir:
A10: 467.50 - 470.50 nm
A11: 470.50 - 473.50 nm

3.3 İleri Yönlü Gerilim Gruplandırma

Akım regülasyon tasarımına yardımcı olmak için, LED'ler 20mA'deki ileri yönlü gerilim düşüşlerine göre sınıflandırılır:
5: 2.75 - 3.05 V
6: 3.05 - 3.35 V
7: 3.35 - 3.65 V
8: 3.65 - 3.95 V

The specific product code 17-215/BHC-BP2Q2M/3T, belirli bir birim için bini kombinasyonunu belirtir (örneğin, B Mavi, P2/Q2 yoğunluk, M dalga boyu vb., etiket açıklamasına göre).

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası 5. sayfada tipik elektro-optik karakteristik eğrilerine atıfta bulunsa da, metin içeriğinde spesifik grafikler sağlanmamıştır. Tipik olarak, bu tür eğriler şunları içerir:

• Göreceli Işık Şiddeti - İleri Akım (I-I Eğrisi): Işık çıkışının akımla tipik olarak doğrusal olmayan bir şekilde nasıl arttığını ve sonunda doyuma ulaştığını gösterir.
• İleri Voltaj - İleri Akım (V-I Eğrisi): Diyotun üstel ilişkisini gösterir, akım sınırlama devreleri tasarımı için kritik öneme sahiptir.
• Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı: Kavşak sıcaklığı arttıkça ışık çıkışındaki azalmayı gösterir, termal yönetim için önemli bir husustur.
• Spektral Güç Dağılımı: Her dalga boyunda yayılan ışık yoğunluğunu gösteren, ~25nm bant genişliği ile 468nm tepe noktası merkezli bir grafik.

Tasarımcılar, standart olmayan koşullar (farklı akımlar, sıcaklıklar) altındaki performansı modellemek için bu eğriler için grafiksel veri sayfasına başvurmalıdır.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED, kompakt, dikdörtgen bir SMD paketine sahiptir. Ana boyutlar (mm cinsinden, belirtilmedikçe tolerans ±0.1mm) şunlardır:
- Toplam Uzunluk: 2.0 mm
- Toplam Genişlik: 1.25 mm
- Toplam Yükseklik: 0.8 mm
- Lead (terminal) boyutları ve aralıkları, standart 0603 (imperial) veya benzeri footprint uyumluluğu için tanımlanmıştır. Katot tipik olarak paket üzerindeki bir işaretleyici ile belirlenir.

5.2 Polarite Tanımlama

Doğru polarite esastır. Paket, katot ucunu belirtmek için görsel bir gösterge (çentik, nokta veya pahlı köşe gibi) içerir. PCB ayak izi tasarımı bu yönlendirmeyle eşleşmelidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

Bu kurallara uyulması, güvenilirlik ve montaj sırasında hasarın önlenmesi için kritik öneme sahiptir.

6.1 Kurşunsuz Reflow Lehimleme Profili

Önerilen sıcaklık profili çok önemlidir:
- Ön Isıtma: 150-200°C'de 60-120 saniye.
- Sıvı Hal Üstü Süresi (217°C): 60-150 saniye.
- Tepe Sıcaklığı: Maksimum 260°C.
- Tepe Sıcaklığın 5°C Yakınında Kalma Süresi: Maksimum 10 saniye.
- Isıtma Hızı: Maksimum 3°C/saniye.
- Soğutma Hızı: Maksimum 6°C/saniye.
Limit: Reflow lehimleme işlemi ikiden fazla kez yapılmamalıdır.

6.2 El Lehimleme

El ile lehimleme kaçınılmazsa:
- Iron tip temperature: < 350°C.
- Bağlantı noktası başına temas süresi: ≤ 3 saniye.
- Lehimleme demiri gücü: ≤ 25W.
- Her bir terminalin lehimlenmesi arasında en az 2 saniyelik aralık bırakın.
El lehimleme, termal hasar riskini daha yüksek oranda taşır.

6.3 Depolama ve Nem Hassasiyeti

LED'ler, nem geçirmez bariyer torbasında kurutucu ile paketlenmiştir.
1. Kullanıma hazır olana kadar torbayı açmayın.
2. Açıldıktan sonra, kullanılmayan LED'ler ≤ 30°C sıcaklıkta ve ≤ %60 Bağıl Nemde saklanmalıdır.
3. Açıldıktan sonraki "raf ömrü" 168 saattir (7 gün).
4. Bu süre aşılırsa veya kurutucu göstergesi renk değiştirdiyse, kullanımdan önce 60 ±5°C'de 24 saat süreyle kurutma işlemi gereklidir.

6.4 Kullanım Önlemleri

• Akım Sınırlama: Harici bir akım sınırlama direnci zorunluLED'in üstel V-I karakteristiği, küçük bir voltaj değişikliğinin büyük bir akım değişikliğine neden olduğu anlamına gelir; bu da bir direnç olmadan anında yanmaya yol açar.
• Stresten Kaçınma: Lehimleme sırasında paket üzerinde mekanik stres oluşturmaktan kaçının ve montajdan sonra PCB'yi bükmeyin.
• Onarım: Önerilmez. Kesinlikle gerekliyse, pad hasarını önlemek için her iki terminali aynı anda ısıtmak ve bileşeni kaldırmak üzere çift uçlu bir lehim havya kullanın. Onarım sonrası cihaz işlevselliğini doğrulayın.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Bant ve Makara Özellikleri

Bileşenler, 7 inç çapındaki makaralarda endüstri standardı kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir.
- Şerit Genişliği: 8 mm.
- Makara Başına Cep Sayısı: 3000 adet.
Veri sayfası çizimlerinde detaylı makara, taşıyıcı bant ve kapak bandı ölçüleri sağlanmıştır.

7.2 Etiket Açıklaması

Makara etiketi, izlenebilirlik ve doğrulama için kritik bilgileri içerir:
- CPN: Müşteri Parça Numarası.
- P/N: Üretici Parça Numarası (örn., 17-215/BHC-BP2Q2M/3T).
- ADET: Paketleme miktarı.
- KAT: Işık Şiddeti Sıralaması (örn., P2, Q1, Q2).
- RENK TONU: Kromatiklik/Baskın Dalga Boyu Sıralaması (örn., A10, A11).
- REF: İleri Voltaj Sıralaması (örn. 5, 6, 7, 8).
- LOT No: İzlenebilirlik için üretim lot numarası.

8. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Backlighting: Gösterge paneli kontrol panelleri, membran anahtarlar ve tuş takımları için.
• Telekomünikasyon Ekipmanları: Telefonlar, faks makineleri ve ağ ekipmanları için durum göstergeleri ve arka aydınlatma.
• LCD Ekranlar: Küçük tek renkli veya renkli LCD'ler için kenardan aydınlatmalı veya doğrudan arka aydınlatmalı.
• Genel Gösterge: Tüketici ve endüstriyel elektroniklerde güç durumu, mod göstergeleri ve diğer görsel sinyaller.

8.2 Devre Tasarımı Hususları

1. Current Drive: Her zaman bir seri direnç kullanın. Direnç değerini R = (Vbesleme - VF) / IF formülüyle hesaplayın. En kötü durum akım hesaplaması için kutudaki maksimum VF değerini (örn. 3.95V) kullanarak IF'nin asla 20mA'yi aşmamasını sağlayın.
2. Termal Yönetim: While power dissipation is low, ensure adequate PCB copper or ventilation if operating at high ambient temperatures (>70°C) to maintain light output and longevity.
3. ESD Koruması: LED kullanıcı tarafından erişilebilir ise giriş hatlarına ESD koruması uygulayın ve montaj sırasında ESD'ye karşı güvenli işlem prosedürlerini takip edin.

8.3 Uygulama Kısıtlamaları

Veri sayfası kritik bir sorumluluk reddi beyanı içermektedir. Bu ürün genel ticari ve endüstriyel uygulamalar için tasarlanmıştır. değil özellikle arızanın ciddi sonuçlara yol açabileceği yüksek güvenilirlik gerektiren uygulamalar için tasarlanmamış veya nitelendirilmemiştir. Bunlar aşağıdakilerle sınırlı olmamak üzere şunları içerir:
- Askeri, havacılık veya uçuş sistemleri.
- Otomotiv güvenlik veya emniyet sistemleri (örn., fren lambaları, hava yastığı göstergeleri).
- Yaşam destekleyici veya kritik tıbbi ekipman.
Bu tür uygulamalar için, uygun niteliklere ve güvenilirlik verilerine sahip bileşenler temin edilmelidir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

While a direct comparison requires specific competitor data, key differentiators of this LED platform can be inferred:\p>

• vs. Daha Büyük SMD LED'ler (örn., 3528, 5050): 17-215'in temel avantajı, en küçük kapladığı alandır (yaklaşık 0603 boyutu), bu da göstergeler veya arka ışık noktaları için en yüksek yoğunluğu sağlar.
• vs. Delikli (Through-Hole) LED'ler: Manuel lehimleme ve kurşun bükme stresini ortadan kırarak büyük alan tasarrufu, otomatik yerleştirme ve alma ile uyumluluk ve daha iyi güvenilirlik sunar.
• vs. Non-Binned LEDs: Üç yönlü sınıflandırma (Yoğunluk, Dalga Boyu, Voltaj), tasarımcılara öngörülebilir ve tutarlı performans sağlar; bu, paralel dizilerde tek tip görünüm veya hassas akım eşleştirmesi gerektiren uygulamalar için esastır.
• Compliance: RoHS, REACH ve Halojensiz uyumluluğu standart bir beklentidir ancak önemli bir pazar gerekliliği olmaya devam etmektedir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S1: Bu LED'i daha fazla parlaklık için 30mA'de sürebilir miyim?
A: Hayır. Sürekli ileri akım (IF) için Mutlak Maksimum Değer 20mA'dir. Bu değerin aşılması güvenilirliği tehlikeye atar ve anında veya erken arızaya neden olabilir. 100mA tepe değeri yalnızca çok kısa darbe süreleri içindir.

Q2: İleri voltaj aralığı geniş (2.75-3.95V). Devremi nasıl tasarlamalıyım?
A: En kötü durumdaki (en yüksek) VF'ye göre tasarım yapmalısınız; böylece akım sınırlama direnci tüm birimler için yeterli akım kontrolü sağlar. Direnç hesaplamanızda maksimum VF (3.95V) kullanmak, LED'in gerçek VF'i daha düşük olsa bile hiçbir LED'in 20mA sınırını aşmamasını garanti eder.

Q3: Bu LED'i ikiden fazla kez lehimlersem ne olur?
A: Datasheet açıkça reflow işleminin ikiden fazla yapılmaması gerektiğini belirtir. Ek termal döngüler, iç tel bağlantılarında gerilime yol açabilir, epoksi lensi bozabilir veya paket katmanlarının ayrılmasına neden olarak güvenilirliği azaltabilir veya ani arızaya sebep olabilir.

Q4: LED, -40°C ila +85°C arasında çalışma için derecelendirilmiştir. 90°C'de çalışır mı?
A: Çalışma sıcaklığı bir performans özelliği değil, bir derecelendirmedir. 90°C'de hemen arızalanmayabilir, ancak ışık şiddeti önemli ölçüde azalacak, ömrü büyük oranda kısalacak ve çalışması garanti edilmeyecektir. LED'in ortam sıcaklığını derecelendirilmiş aralıkta tutacak şekilde sistemi tasarlayın.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Senaryo: 10 adet düzgün mavi LED'li bir durum göstergesi paneli tasarlama.
1. Binning Selection: Görsel tekdüzeliği sağlamak için, hem Işık Şiddeti (örneğin, tüm Q2: 90-112 mcd) hem de Baskın Dalga Boyu (örneğin, tüm A10: 467.5-470.5 nm) için sıkı gruplar belirtin. Bu özel bir sipariş gereksinimi olabilir.
2. Devre Tasarımı: 5V besleme ve en kötü durum VF değeri olan 3.95V (grup 8'den) kullanılarak. Gerekli direnç R = (5V - 3.95V) / 0.020A = 52.5 Ohm. En yakın standart değer kullanın (örneğin, 56 Ohm). Tipik bir VF değeri olan 3.35V için gerçek akımı yeniden hesaplayın: I = (5V - 3.35V) / 56 = 29.5mA. Bu, 20mA derecesini aşıyor! Bu nedenle, mümkün olan maksimum akımı hesaplamak için minimum VF (2.75V) kullanmalısınız: I_maks = (5V - 2.75V) / 56 = 40.2mA. Bu tehlikelidir. Çözüm, daha büyük bir direnç kullanmaktır. Marj için 15mA hedeflenerek: R = (5V - 2.75V) / 0.015A ≈ 150 Ohm. Bu, akımın tüm gruplar için 20mA limitinin güvenli bir şekilde altında kalarak, 10mA (VF=3.95V için) ile 15mA (VF=2.75V için) arasında kalmasını sağlar.
3. Düzen: LED'leri tutarlı yönde yerleştirin. Gerekirse küçük termal rahatlatma pedleri sağlayın, ancak iyi lehim dolguları sağladığınızdan emin olun.
4. Montaj: Reflow profilini tam olarak takip edin. Açılan makaraları 7 gün içinde kullanılmayacaksa kuru bir dolapta saklayın.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Bu LED, bir yarı iletken p-n ekleminde elektrolüminesans ilkesiyle çalışır. Aktif bölge InGaN'den oluşur. Diyodun iletim eşiğini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden oyuklar aktif bölgeye enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerjilerini fotonlar (ışık) şeklinde salıverirler. InGaN alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler—bu durumda mavi (~468 nm). Epoksi reçine paketleme, yarı iletken çipi korumak, ışık çıkış hüzmesini şekillendirmek (130 derece görüş açısı) ve lehimleme için mekanik yapıyı sağlamak için kullanılır.

13. Teknoloji Trendleri ve Bağlam

17-215 LED, SMD LED teknolojisinde olgun bir aşamayı temsil eder. Bu sektördeki temel trendler şunları içerir:
- Artan Verimlilik: Epitaksiyel büyütme tekniklerinin süregelen gelişimi, watt başına daha fazla lümen (ışık etkinliği) üretmeyi ve belirli bir ışık çıktısı için güç tüketimini azaltmayı hedefliyor.
- Küçültme: Daha küçük paketlere (örneğin, 0402, 0201 imperial boyutları) yönelik çaba, daha yüksek yoğunluklu aydınlatma dizilerini ve giderek daha küçük cihazlara entegrasyonu mümkün kılmaya devam ediyor.
- Geliştirilmiş Renk Tutarlılığı: Binning algoritmaları ve wafer seviyesinde üretim kontrolündeki ilerlemeler, daha sıkı parametre dağılımlarına yol açarak, pahalı sıkı-binning seçimlerine olan ihtiyacı azaltmaktadır.
- Geliştirilmiş Güvenilirlik: Daha dayanıklı paket malzemeleri, die bağlama yöntemleri ve fosforlar (beyaz LED'ler için) üzerine yapılan araştırmalar, özellikle yüksek sıcaklık ve yüksek nem koşullarında çalışma ömrünü uzatmaya odaklanmaktadır.
- Akıllı Entegrasyon: Daha geniş bir eğilim, kontrol devrelerinin (örn. sabit akım sürücüleri, adreslenebilirlik) doğrudan LED çipi ile paket seviyesinde entegre edilmesini içerir, ancak bu küçük göstergelerden ziyade güç LED'lerinde daha yaygındır.

Bu bileşen, yerleşik üretim süreçlerinden yararlanarak temel gösterge ve arka aydınlatma ihtiyaçları için güvenilir, uygun maliyetli ve standartlaştırılmış bir çözüm olarak bu alandaki yerini almaktadır.