SMD LED 19-218/BHC-ZL1M2QY/3T Veri Sayfası - Mavi - 5mA - 120° Görüş Açısı - Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

19-218/BHC-ZL1M2QY/3T, modern kompakt elektronik uygulamalar için tasarlanmış bir yüzey montaj cihazı (SMD) ışık yayan diyottur (LED). Bu bileşen, geleneksel kurşun çerçeveli LED'lere kıyasla önemli bir ilerleme kaydederek, nihai ürünün boyutunu önemli ölçüde küçültebilir. Temel değeri, daha küçük baskılı devre kartı (PCB) tasarımı, daha yüksek bileşen montaj yoğunluğu sağlaması ve cihazın genel boyutunu ve ağırlığını azaltmasıdır. Bu da onu, alan ve ağırlığın kritik kısıtlayıcı faktörler olduğu uygulamalar için ideal bir seçim haline getirir.

该 LED 为单色型，发射蓝光，采用环保材料制造。它完全符合主要的国际法规，包括欧盟的《有害物质限制指令》(RoHS)、《化学品注册、评估、授权和限制法规》(REACH) 以及无卤素要求 (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm)。产品以卷带形式供货，兼容标准的自动化贴片组装设备，简化了大规模制造流程。

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu SMD LED'in temel avantajı, minyatür paketlemesi ve hafif yapısından kaynaklanmaktadır. Hantal bacakları ortadan kaldırarak, PCB alanını çok daha verimli kullanabilir. Bu doğrudan daha küçük nihai ürün kasalarına, daha düşük malzeme maliyetlerine ve daha hafif son kullanıcı cihazlarına dönüşür. SMD bileşenlerinin sağladığı yüksek montaj yoğunluğu, modern, zengin özellikli elektronik ürünler için çok önemlidir.

Bu LED'in hedef uygulamaları çeşitlidir ve ağırlıklı olarak gösterge ışığı ve arka aydınlatma işlevlerine odaklanır. Anahtar pazarlar arasında otomotiv iç donanımı (örneğin, gösterge paneli ve düğme arka aydınlatması), telekomünikasyon ekipmanları (örneğin, telefon ve faks makinelerindeki durum göstergeleri ve klavye arka aydınlatması) ve tüketici elektroniği (örneğin, sıvı kristal ekranlar (LCD), düğmeler ve semboller için düz panel arka aydınlatma) bulunur. Çok yönlülüğü, onu endüstriyel ve tüketici alanlarındaki çok çeşitli diğer gösterge ışığı uygulamaları için de uygun kılar.

2. Mutlak Maksimum Değerler ve Teknik Özellikler

Güvenilir çalışmayı sağlamak ve bileşenin erken arızalanmasını önlemek için mutlak maksimum değerlerin anlaşılması çok önemlidir. Bu değerler, kalıcı hasara yol açabilecek gerilim sınırlarını tanımlar.

• Ters Gerilim (V_R):5 V. Bu voltajın ters yönde aşılması, eklem delinmesine neden olabilir.
• Sürekli ileri akım (I_F):25 mA. Bu, sürekli olarak uygulanabilecek maksimum doğru akımdır.
• Tepe ileri akım (I_FP):100 mA. Bu darbe akımı derecesi (%10 görev döngüsü, 1 kHz frekans) kısa süreli yüksek parlaklık çalışmasına izin verir, ancak sürekli çalıştırma için kullanılmamalıdır.
• Güç Tüketimi (P_d):95 mW. Bu, ileri voltaj ile ileri akımın çarpımı olarak hesaplanan, cihazın ısı olarak dağıtabileceği maksimum güçtür.
• Elektrostatik Deşarj (ESD) İnsan Vücudu Modeli (HBM):150 V. Elektrostatik hasarı önlemek için montaj ve işleme sırasında doğru ESD işlem prosedürlerine uyulmalıdır.
• Çalışma Sıcaklığı (T_opr):-40°C ila +85°C. Cihazın bu ortam sıcaklığı aralığında normal çalışması garanti edilir.
• Depolama sıcaklığı (T_stg):-40°C ila +90°C.
• Lehimleme Sıcaklığı:Cihaz, 260°C'de en fazla 10 saniye süreyle reflow lehimleme veya her bir terminal için 350°C'de en fazla 3 saniye süreyle elle lehimlemeye dayanabilir.

3. Optoelektronik Özellikler

Optoelektronik özellikler, aksi belirtilmedikçe, ortam sıcaklığının (T_a) 25°C ve ileri akımın (I_F) 5 mA olduğu standart test koşullarında ölçülür. Bu parametreler LED'in ışık çıkışını ve elektriksel davranışını tanımlar.

• Işık şiddeti (I_v):Aralık, minimum 11.5 milikandela (mcd) ile maksimum 28.5 mcd arasındadır. Özet tabloda tipik bir değer belirtilmemiştir, ancak sınıflandırma sistemi belirli aralıklar sağlar.
• Görüş açısı (2θ_1/2):120 derece. Bu, ışık şiddetinin 0 derece (eksenel) şiddetinin yarısına düştüğü tam açıdır. Bu kadar geniş bir görüş açısı, geniş açılı aydınlatma veya çoklu açılardan görülebilirlik gerektiren uygulamalar için uygundur.
• Tepe Dalga Boyu (λ_p):468 nm. Bu, spektral güç dağılımının maksimum değerine ulaştığı dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):465 nm ile 475 nm aralığındadır. Bu, LED ışığının rengiyle eşleşen ve insan gözü tarafından algılanan tek dalga boyudur. Rengi tanımlayan temel parametredir.
• Spektral Radyasyon Bant Genişliği (Δλ):25 nm (tipik değer). Bu, tepe yoğunluğun yarısındaki emisyon spektrum genişliğini tanımlar.
• İleri yönlü voltaj (V_F):I_F= 5mA'de, 2.7 V ile 3.2 V arasında değişir. Bu, LED'den iletim akımı geçerken üzerindeki voltaj düşüşüdür.
• Ters akım (I_R):5V ters voltaj (V_R) uygulandığında, maksimum 50 μA.

Tolerans açıklaması:Işık şiddeti toleransı ±%11, baskın dalga boyu toleransı ±1 nm, ileri voltaj toleransı ±0.05 V'dir. Bu toleranslar sınıflandırma sisteminde dikkate alınmıştır.

4. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için, LED'ler kritik parametrelere göre farklı sınıflara ayrılır. Bu, tasarımcıların belirli uygulama düzgünlük gereksinimlerini karşılayan bileşenleri seçmelerine olanak tanır.

4.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

I_F= 5mA'de ölçülen ışık şiddetine göre, LED'ler dört sınıfa ayrılır (L1, L2, M1, M2).

• L1 Sınıfı:11.5 mcd ila 14.5 mcd
• Kademe L2:14.5 mcd ila 18.0 mcd
• Vites M1:18.0 mcd ila 22.5 mcd
• Vites M2:22.5 mcd ila 28.5 mcd

4.2 Ana Dalga Boyu Sınıflandırması

LED'ler, mavi tonunu kontrol etmek için ana dalga boylarına göre gruplandırılır.

• Grup Z:Bu grup, mavi LED'li vitesleri içerir.
• Vites X:465 nm ila 470 nm (dalga boyu biraz daha kısa, yeşilimsi mavi olabilir)
• Seviye Y:470 nm ila 475 nm (dalga boyu biraz daha uzun, daha saf veya daha koyu mavi olabilir)

4.3 İleri Yönlü Gerilim Sınıflandırması

LED'ler ayrıca ileri yönlü gerilime (V_F) göre sınıflandırılır; bu, özellikle akım sınırlama direnci hesaplamaları ve güç kaynağı tasarımı için devre tasarımına yardımcı olur.

• Grup Q:Bu grup ileri yönlü voltaj kademelerini içerir.
• Kademe 29:2.7 V ila 2.8 V
• Kademe 30:2.8 V ila 2.9 V
• Kademe 31:2.9 V ila 3.0 V
• Vites 32:3.0 V ila 3.1 V
• Vites 33:3.1 V ila 3.2 V

Tam ürün model numarası (örneğin BHC-ZL1M2QY/3T), belirli bir cihazın ait olduğu ışık şiddeti, ana dalga boyu ve ileri voltaj sınıfı kodlarını içerir.

5. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, LED'in farklı çalışma koşulları altındaki performans değişimini gösteren birkaç karakteristik eğri sağlar. Bunlar sağlam bir tasarım için çok önemlidir.

5.1 Işık Şiddeti vs. İleri Akım

Bu eğri, ışık şiddetinin ileri akım arttıkça arttığını gösterir, ancak ilişki tamamen doğrusal değildir, özellikle daha yüksek akımlarda. Önerilen sürekli akımın üzerinde çalışmak ışık çıkışını artırır, ancak aynı zamanda daha fazla ısı üretir, bu da ömrü kısaltabilir ve renk kaymasına neden olabilir.

5.2 Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı

Ortam sıcaklığı arttıkça, LED'in ışık şiddeti azalır. Bu, yarı iletken ışık kaynaklarının temel bir özelliğidir. Eğri, sıcaklık -40°C'den +100°C'ye yükseldikçe bağıl ışık şiddetinin düştüğünü göstermektedir. Yüksek sıcaklık ortamlarındaki tasarımlar bu düşürme faktörünü dikkate almalıdır.

5.3 İleri Akım Azaltma Eğrisi

Aşırı ısınmayı önlemek için, izin verilen maksimum sürekli ileri yönlü akım, ortam sıcaklığındaki artışla birlikte azaltılmalıdır. Bu eğri, daha yüksek T_Fdeğerlerinde daha düşük I_asınırlamaları belirleyerek, güç tüketimi değerleri dahilinde kalmak için azaltma bilgilerini sağlar.

5.4 İleri Yönlü Gerilim vs. İleri Yönlü Akım

Bu, LED diyodunun akım-gerilim (I-V) karakteristiğidir. Üstel ilişkiyi gösterir; yani açma eşiğini aşan gerilimdeki küçük bir artış, akımda büyük bir artışa yol açar. Bu, LED ile seri bağlı bir akım sınırlayıcı cihazın (direnç veya sabit akım sürücü gibi) mutlak gerekliliğini vurgular.

5.5 Spektral Dağılım

Bu grafik, 468 nm tepe dalga boyunda merkezlenmiş, tipik 25 nm bant genişliğine sahip, görünür spektrum aralığında yayılan bağıl ışınım gücünü betimlemektedir. Bu, mavi ışığın saflığını ve belirli tonunu tanımlar.

5.6 Radyasyon Diyagramı

Bu kutupsal grafik, ışığın uzaysal dağılımını görsel olarak temsil eder ve 120 derecelik görüş açısını doğrular. Yoğunluğun merkez eksenden sapma açısına göre nasıl azaldığını gösterir.

6. Mekanik ve Paketleme Bilgisi

SMD LED paketinin fiziksel boyutları detaylı çizimlerde sağlanmıştır. Anahtar boyutlar toplam uzunluk, genişlik, yükseklik ve lehimlenebilir terminallerin konumu ile boyutlarını içerir. Güvenilir bir lehim bağlantısı ve reflow işlemi sırasında doğru hizalama sağlamak için önerilen pad düzeni de belirtilmiştir. Pad tasarımı yalnızca referans amaçlıdır, tasarımcılar kendi spesifik PCB üretim kabiliyetlerine ve termal yönetim ihtiyaçlarına göre değişiklik yapabilirler. Aksi belirtilmedikçe, paket boyutları için tolerans genellikle ±0.1 mm'dir.

Bu bileşen, InGaN (indiyum galyum nitrür) yarı iletken çipinden gelen mavi ışığın renk filtresi olmadan yayılmasına izin veren şeffaf (renksiz) reçine lens kullanır. Polarite, paket üzerindeki işaretle gösterilir ve doğru elektriksel bağlantıyı sağlamak için montaj sırasında dikkat edilmelidir.

7. Lehimleme, Montaj ve Depolama Kılavuzu

Bu yönergelere uymak, montaj verimi ve uzun vadeli güvenilirlik için hayati öneme sahiptir.

7.1 Akım Sınırlama Gereksinimleri

Harici bir akım sınırlama direnci kullanılmalıdır. LED'in üstel I-V karakteristiği, besleme voltajındaki küçük bir değişikliğin, ileri akımda büyük ve potansiyel olarak yıkıcı bir değişikliğe yol açabileceği anlamına gelir. Direnç, çalışma akımını güvenilir bir şekilde belirler.

7.2 Depolama ve Nem Duyarlılığı

LED'ler, atmosferik nemi emmeyi önlemek için kurutuculu nem bariyerli torbalarda paketlenmiştir. Torba, üretimde kullanılmaya hazır olana kadar açılmamalıdır. Açılmadan önce depolama koşulları ≤30°C ve ≤%90 BA olmalıdır. Açıldıktan sonra, ≤30°C ve ≤%60 BA koşullarında muhafaza edilirse, bileşenin 1 yıllık bir "atölye ömrü" vardır. Kullanılmayan parçalar nem bariyerli ambalajda yeniden mühürlenmelidir. Kurutucu indikatör renk değiştirirse veya depolama süresi belirtileni aşarsa, nemi gidermek için reflow lehimlemeden önce 60 ±5°C'de 24 saat pişirme gereklidir.

7.3 Lehimleme Koşulları

Bu cihaz, kızılötesi (IR) ve buhar fazlı reflö kaynak işlemleriyle uyumludur. Kurşunsuz reflö sıcaklık profili sağlanmış olup, ön ısıtma, likidüs üzeri süre (217°C), tepe sıcaklığı (maksimum 260°C, en fazla 10 saniye) ve soğutma hızı belirtilmiştir. Aynı LED üzerinde reflö kaynak işlemi iki defadan fazla uygulanmamalıdır. Kaynak sırasında bileşene mekanik stres uygulanmamalı ve işlem sonrasında PCB bükülmemelidir.

7.4 El ile Lehimleme ve Tamirat

如果必须进行手工焊接，烙铁头温度必须低于 350°C，每个端子的接触时间不应超过 3 秒。建议使用低功率烙铁 (<25W)，焊接每个端子之间至少间隔 2 秒。强烈不建议在 LED 焊接后进行返修。如果绝对不可避免，必须使用专用的双头烙铁同时加热两个端子，并且必须事先验证对 LED 特性的影响。

8. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

Ürün, 7 inç çapındaki makaralarda standart 8mm taşıma bandı formunda tedarik edilir. Her makara 3000 adet içerir. Taşıma bandı ve makara boyutları, otomatik montaj ekipmanlarıyla uyumluluğu sağlamak için belirlenmiştir. Paketleme, alüminyum folyo nem önleyici torba, kurutucu ve etiket içerir. Makara üzerindeki etiket, ürün numarasını (P/N), müşteri parça numarasını (CPN), paketleme miktarını (QTY), ışık şiddeti (CAT), ana dalga boyu/renk tonu (HUE) ve ileri voltaj (REF) için belirli seviye kodlarını ve üretim parti numarasını (LOT No) içeren temel bilgileri sağlar.

9. Uygulama Tasarımı Hususları

9.1 Devre Tasarımı

Temel tasarım adımı uygun bir akım sınırlama direnci seçmektir. Değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (V_{Güç Kaynağı}- V_F) / I_F. Veri sayfasındaki (veya belirli bir derecedeki) maksimum V'yi kullanın_F, en kötü durumda akımın gerekli I'yi aşmamasını sağlamak için_F. Direncin güç derecesi de yeterli olmalıdır: P_R= (I_F)² * R. Sıcaklık aralığında veya birden fazla LED arasında parlaklık tutarlılığı gerektiren tasarımlar için, basit bir direnç yerine sabit akım sürücüsü kullanmayı düşünün.

9.2 Termal Yönetim

SMD LED'ler yüksek verimli olmalarına rağmen, yine de ısı üretirler. Maksimum derecelendirilmiş akımda veya bu akıma yakın çalışmak, eklem sıcaklığını artırır. Yüksek sıcaklık, ışık çıktısını (ışık azalması) düşürür ve uzun vadeli performans bozulmasını hızlandırabilir. Özellikle LED'ler yüksek akımla sürüldüğünde veya yüksek ortam sıcaklığı ortamlarında kullanıldığında, PCB düzeninin yeterli ısı dağılımı sağladığından emin olun. Veri sayfasında sağlanan ileri akım düşürme eğrisine uyun.

9.3 Optik Entegrasyonu

120 derecelik görüş açısı geniş bir yayılım açısı sağlar. Daha odaklanmış bir ışık demeti gerektiren uygulamalar için lens veya ışık yönlendirici plaka gibi ikincil optik elemanlar gerekebilir. Şeffaf reçine paketleme, harici optik elemanlarla birlikte kullanıma uygundur. Bir ışık yönlendirici plaka veya difüzör tasarlarken, LED'in uzaysal ışınım modeli ve spektral çıktısı dikkate alınmalıdır.

10. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Geleneksel bacaklı delikli LED'lere kıyasla, bu SMD LED modern üretime belirleyici avantajlar sunar: önemli ölçüde azaltılmış devre kartı alanı, tam otomatik montaja uygunluk ve daha düşük profil yüksekliği ile ürünleri daha ince hale getirir. SMD LED kategorisinde, bu özel modelin temel farklılaştırıcı faktörleri arasında nispeten yüksek ışık şiddeti sınıflandırma aralığı (5mA'de 28.5 mcd'ye kadar), çok geniş 120 derece görüş açısı ve katı halojensiz ve RoHS standartlarına uyumluluk bulunur. Yoğunluk, dalga boyu ve voltaj için ayrıntılı sınıflandırma sistemi, tasarımcılara çoklu LED arka aydınlatma dizileri veya renk ve parlaklık eşlemesinin görsel olarak önemli olduğu durum göstergesi kümeleri gibi yüksek tutarlılık gerektiren uygulamalar için gereken detay seviyesini sağlar.

11. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

Soru: Akım sınırlama direnci neden kesinlikle gereklidir?
Cevap: LED'ler, doğrusal olmayan, üstel bir akım-gerilim ilişkisine sahip diyotlardır. Akımı sınırlayacak bir direnç olmadan, çok küçük bir aşırı gerilim bile kontrolsüz bir akım artışına neden olarak LED'in aşırı ısınma nedeniyle neredeyse anında hasar görmesine yol açar.

Soru: Bu LED'i 3.3V güç kaynağı ile direnç kullanmadan sürebilir miyim?
Cevap: Hayır. İleri yönlü voltaj aralığı 2.7V ila 3.2V'dir. 3.3V güç kaynağı minimum V_F, ek 0.1V ila 0.6V voltajı düşürmek için bir direnç olmadan, akım regüle edilmeyecek ve büyük olasılıkla maksimum derecelendirmeyi aşarak LED'e zarar verecektir.

Soru: "Kurşunsuz" etiketi lehimleme için ne anlama gelir?
Cevap: Bu, cihaz terminallerinin kurşun içermediği anlamına gelir. Bu, montaj sırasında, genellikle geleneksel kalay-kurşun lehiminden daha yüksek erime noktasına sahip kurşunsuz (Pb-free) lehim alaşımlarının kullanılmasını gerektirir. Sağlanan reflow profili, özellikle bu daha yüksek sıcaklıktaki kurşunsuz işlemler için tasarlanmıştır.

Soru: Model numarasındaki sınıflandırma kodları (örneğin ZL1M2QY) nasıl yorumlanır?
Cevap: Bu kodlar, sınıflandırma gruplarına karşılık gelir. Örneğin, 'L1' veya 'M2' ışık şiddeti sınıfını, 'Y' ana dalga boyu sınıfını (470-475nm) belirtir, 'QY' ise ileri yönlü voltaj sınıfı grubunu ifade ediyor olabilir. Kesin eşleştirme, üreticinin detaylı sınıflandırma kodu belgesine başvurularak doğrulanmalıdır.

12. Tasarım ve Kullanım Senaryosu Örnekleri

Örnek 1: Araç Gösterge Paneli Anahtar Arka Aydınlatması:Çeşitli düğme ve düğmeler için arka aydınlatma sağlamak amacıyla 5-10 adet bu tür LED kümesi kullanılır. Tüm anahtarların renk ve parlaklık düzgünlüğünü sağlamak için tasarımcılar, aynı ışık şiddeti sınıfından (örneğin M1) ve ana dalga boyu sınıfından (örneğin Y) LED'ler seçer. 120° geniş görüş açısı, arka aydınlatmanın sürücü bakış açısından görülebilmesini sağlar. LED'ler, araç 12V elektrik sistemindeki dalgalanmalar sırasında sabit bir parlaklık sağlamak için, gösterge paneli kontrol modülüne entegre edilmiş sabit akım regülatörleri ile düşük 10mA akımda sürülür.

Örnek 2: Endüstriyel Durum Gösterge Paneli:Fabrika ekipmanlarında "güç açık" göstergesi olarak tek bir LED kullanılmaktadır. 5V güç hattı, 15mA çalışma akımı için hesaplanmış bir akım sınırlama direnci (maksimum V_F3.2V: R = (5-3.2)/0.015 = 120Ω) ve LED. Parlak mavi ışık, aydınlık endüstriyel ortamlarda oldukça dikkat çekicidir. SMD paketi, ana kontrol PCB'sine doğrudan yerleştirilmesine olanak tanıyarak, panel montajlı delikli LED'lere kıyasla alandan ve montaj maliyetlerinden tasarruf sağlar.

13. Çalışma Prensibi

Bu LED, bir yarı iletken fotonik cihazdır. Çekirdeği, InGaN (indiyum galyum nitrür) malzemesinden yapılmış bir çiptir. Diyotun açma eşiğini aşan ileri bir voltaj uygulandığında, elektronlar ve boşluklar yarı iletkenin aktif bölgesine enjekte edilir. Bu taşıyıcılar yeniden birleşir ve yeniden birleşme sırasında açığa çıkan enerji, foton (ışık) formunda yayılır. InGaN alaşımının spesifik bileşimi, yarı iletkenin bant aralığı enerjisini belirler; bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler - bu örnekte mavi. Şeffaf epoksi kapsülasyon, hassas yarı iletken çipi korur, ışık çıktısını şekillendirmek için lens görevi görür ve mekanik stabilite sağlar.

14. Teknoloji Trendleri

19-218 serisi gibi SMD LED'lerin gelişimi, elektronik endüstrisindeki daha geniş bir eğilimin parçasıdır: minyatürleştirme, birim alan başına artan işlevsellik ve otomatik, seri üretim. Yarı iletken malzemelerdeki, özellikle InGaN tabanlı mavi ve beyaz LED'lerin verimliliği ve renk gamı aralığındaki ilerlemeler, başlıca itici güç olmuştur. Bu tür bileşenlerin gelecekteki eğilimleri, ışık yayma verimliliğinde daha fazla artış (watt başına elektrik enerjisinden daha fazla ışık çıktısı), renk tutarlılığı ve renksel geriverim iyileştirmeleri, üzerinde kontrol devrelerinin entegrasyonu ("akıllı" LED olma) ve daha yüksek güç yoğunluğu ile daha iyi termal yönetim için tasarlanmış paketlemeleri içerebilir. Sürdürülebilirliğe yönelik itiş, zararlı maddelerin ortadan kaldırılmasını ve tüm yaşam döngüsü boyunca enerji verimliliğinin artırılmasını sürdürmektedir.