SMD LED 15-21/B6C-ZQ1R1N/2T Veri Sayfası - Mavi - 2.0x1.25x0.8mm - Maks. 3.7V - 40mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

15-21/B6C-ZQ1R1N/2T, yüksek yoğunluklu bileşen yerleşimi ve güvenilir performans gerektiren modern elektronik uygulamalar için tasarlanmış kompakt, yüzey montajlı bir mavi LED'dir. Bu cihaz, tipik tepe dalga boyu 468 nm olan mavi ışık yayılımı üretmek için InGaN çip teknolojisini kullanır. Minyatür boyutu ve hafif yapısı, alan kısıtlı tasarımlar için ideal bir seçimdir.

1.1 Temel Avantajlar

Bu LED'in birincil avantajı, geleneksel bacaklı tip bileşenlere kıyasla önemli ölçüde küçültülmüş boyutudur. Bu, daha küçük baskılı devre kartı (PCB) tasarımlarına, daha yüksek paketleme yoğunluğuna, azaltılmış depolama alanı gereksinimlerine ve nihayetinde daha kompakt son kullanıcı ekipmanlarının geliştirilmesine olanak tanır. Standart otomatik yerleştirme ve lehimleme süreçleriyle uyumluluğu, yüksek hacimli üretim için uygunluğunu daha da artırır.

1.2 Hedef Pazar ve Uygulamalar

Bu LED, geniş bir tüketici, endüstriyel ve telekomünikasyon uygulamaları yelpazesini hedeflemektedir. Tipik kullanım alanları arasında gösterge panelleri, anahtarlar ve semboller için arka aydınlatma; telefon ve faks makineleri gibi telekomünikasyon cihazlarında gösterge ve arka aydınlatma işlevleri; LCD'ler için düz arka aydınlatma; ve genel amaçlı gösterge uygulamaları yer alır.

2. Teknik Özellikler ve Derinlemesine Yorumlama

Bu bölüm, cihazın elektriksel, optik ve termal karakteristiklerinin detaylı bir analizini sağlar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak maksimum değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini tanımlar. Bunlar normal çalışma için tasarlanmamıştır.

• Ters Gerilim (VR):5 V. Ters öngerilimde bu voltajın aşılması, eklem bozulmasına neden olabilir.
• İleri Akım (IF):20 mA. Bu, maksimum sürekli DC ileri akımdır.
• Tepe İleri Akım (IFP):40 mA. Bu değer, 1 kHz'de %10 görev döngüsü ile darbe koşullarında geçerlidir.
• Güç Harcaması (Pd):40 mW. Bu, paketin 25°C ortam sıcaklığında dağıtabileceği maksimum güçtür. Daha yüksek sıcaklıklarda güç azaltımı gereklidir.
• Çalışma Sıcaklığı (Topr):-40°C ila +85°C. Cihazın bu ortam sıcaklığı aralığında çalışacağı garanti edilir.
• Depolama Sıcaklığı (Tstg):-40°C ila +90°C.
• Lehimleme Sıcaklığı (Tsol):Reflö lehimleme için, maksimum 10 saniye süreyle 260°C tepe sıcaklığı belirtilmiştir. El lehimlemesi için, her terminal için maksimum 3 saniye süreyle havya ucu sıcaklığı 350°C'yi geçmemelidir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bu parametreler, tipik çalışma koşullarını temsil eden 20 mA ileri akım (IF) ve 25°C ortam sıcaklığında (Ta) ölçülür.

• Işık Şiddeti (Iv):Minimum 72.0 mcd ile maksimum 140.0 mcd arasında değişir, tipik tolerans ±%11'dir. Gerçek değer, sınıf koduna (Q1, Q2, R1) göre belirlenir.
• Görüş Açısı (2θ1/2):Tipik olarak 130 derece. Bu geniş görüş açısı, LED'i geniş aydınlatma gerektiren uygulamalar için uygun kılar.
• Tepe Dalga Boyu (λp):Tipik olarak 468 nm.
• Baskın Dalga Boyu (λd):465.0 nm ila 475.0 nm arasında değişir, tolerans ±1 nm'dir. Belirli sınıf, X (465-470 nm) veya Y (470-475 nm) olarak kodlanır.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):Tipik olarak 25 nm, tepe yoğunluğunun yarısında (FWHM) ölçülür.
• İleri Gerilim (VF):20 mA'de 2.70 V ila 3.70 V arasında değişir, tolerans ±0.1V'dir. Belirli sınıf, 10 (2.7-2.9V) ila 14 (3.5-3.7V) arasında kodlanır.
• Ters Akım (IR):5V ters gerilim (VR) uygulandığında maksimum 50 μA'dır. Cihazın ters öngerilimde çalışması için tasarlanmadığını not etmek önemlidir; bu parametre sadece sızıntı akımı testi içindir.

2.3 Termal Karakteristikler

Ayrı bir tabloda açıkça listelenmese de, termal yönetim kritiktir. 40 mW'lık güç harcama derecesi ve çalışma sıcaklığı aralığı termal limitleri tanımlar. Tasarımcılar, özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum akıma yakın çalışırken, eklem sıcaklığını güvenli limitler içinde tutmak için yeterli PCB düzeni ve gerekirse termal geçişler veya soğutucular sağlamalıdır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Ürün, bir üretim partisi içinde tutarlılığı sağlamak için temel performans parametrelerine göre sınıflara ayrılır. Bu, tasarımcıların belirli uygulama gereksinimlerini karşılayan LED'leri seçmesine olanak tanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Işık şiddeti üç sınıfa ayrılır:

- Q1:72.0 - 90.0 mcd

- Q2:90.0 - 112.0 mcd

- R1:112.0 - 140.0 mcd

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Renk (baskın dalga boyu) iki sınıfa ayrılır:

- X:465.0 - 470.0 nm

- Y:470.0 - 475.0 nm

3.3 İleri Gerilim Sınıflandırması

İleri gerilim, akım regülasyon devresi tasarımına yardımcı olmak için beş sınıfa ayrılır:

- 10:2.7 - 2.9 V

- 11:2.9 - 3.1 V

- 12:3.1 - 3.3 V

- 13:3.3 - 3.5 V

- 14:3.5 - 3.7 V

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, cihazın değişen koşullar altındaki davranışını gösteren birkaç tipik karakteristik eğri içerir.

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

Bu eğri, ileri gerilim ve akım arasındaki üstel ilişkiyi gösterir. Uygun akım sınırlayıcı direnci seçmek için çok önemlidir. Eğri tipik olarak, açılma noktasının ötesindeki küçük bir gerilim artışının büyük bir akım artışına yol açtığını gösterir ve bu da akım regülasyonunun gerekliliğini vurgular.

4.2 Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım

Bu grafik, ışık çıkışının ileri akımla nasıl arttığını gösterir. Genellikle bir aralıkta doğrusaldır, ancak termal ve verimlilik etkileri nedeniyle daha yüksek akımlarda doyuma ulaşır. Maksimum dereceli akıma yakın çalışmak, parlaklıkta orantılı artış sağlamayabilir ve cihaz ömrünü azaltır.

4.3 Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı

Bu eğri, ortam sıcaklığı arttıkça ışık çıkışının azalmasını gösterir. Işık şiddeti tipik olarak sıcaklık arttıkça azalır. Güvenilir performans için, uygulama tasarımında termal yönetim dikkate alınmalıdır.

4.4 Spektrum Dağılımı

Spektral çizim, tipik FWHM'si 25 nm olan 468 nm tepe dalga boyu etrafında merkezlenmiş emisyon profilini gösterir. Bu bilgi, renk hassasiyeti olan uygulamalar için hayati önem taşır.

4.5 Radyasyon Deseni

Radyasyon diyagramı, ışık şiddetinin uzaysal dağılımını göstererek tipik 130 derecelik görüş açısını doğrular. Bu tür bir paket için desen tipik olarak lambertiyen veya yakın lambertiyendir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

15-21 SMD LED'in kompakt bir ayak izi vardır. Ana boyutlar (mm cinsinden, belirtilmedikçe tolerans ±0.1mm) gövde uzunluğu 2.0 mm, genişlik 1.25 mm ve yükseklik 0.8 mm'dir. Detaylı çizim, PCB pad deseni tasarımı için pad aralığını ve genel hatları belirtir.

5.2 Polarite Tanımlama

Katot, paket üzerinde açıkça işaretlenmiştir. Cihaz hasarını önlemek için montaj sırasında doğru polariteye uyulmalıdır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflö Lehimleme Profili

Cihaz, kızılötesi ve buhar fazlı reflö işlemleriyle uyumludur. Kurşunsuz lehimleme profili önerilir:

- Ön ısıtma: 150-200°C, 60-120 saniye.

- Likidüs üzeri süre (217°C): 60-150 saniye.

- Tepe sıcaklığı: Maksimum 260°C, 10 saniyeden fazla tutulmamalı.

- Maksimum ısıtma hızı: 6°C/sn, maksimum soğutma hızı: 3°C/sn.

Reflö lehimleme işlemi ikiden fazla kez yapılmamalıdır.

6.2 El Lehimlemesi

El lehimlemesi gerekliyse, uç sıcaklığı 350°C'nin altında olan bir lehim havya kullanın. Her terminal için temas süresi 3 saniyeyi geçmemeli ve her terminalin lehimlenmesi arasında en az 2 saniyelik bir aralık olmalıdır. Termal şoku önlemek için lehim havya gücü 25W veya daha az olmalıdır.

6.3 Depolama ve Nem Hassasiyeti

LED'ler, kurutucu ile birlikte nem geçirmez bariyer torbalarında paketlenmiştir.

- Kullanıma hazır olana kadar torbayı açmayın.

- Açıldıktan sonra, kullanılmayan LED'ler ≤30°C ve ≤%60 RH'de saklanmalıdır.

- Torba açıldıktan sonraki "zemin ömrü" 168 saattir (7 gün).

- Zemin ömrü aşılırsa veya kurutucu nem girişini gösteriyorsa, kullanımdan önce 60±5°C'de 24 saat boyunca kurutma gereklidir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Paketleme Özellikleri

LED'ler, 7 inç çapında makaralara sarılmış 8 mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı bant üzerinde tedarik edilir. Her makarada 2000 adet bulunur. Otomatik besleyici kurulumu için detaylı makara ve taşıyıcı bant boyutları sağlanır.

7.2 Etiket Bilgisi

Makara etiketi, izlenebilirlik ve tanımlama için kritik bilgiler içerir: Müşteri Ürün Numarası (CPN), Ürün Numarası (P/N), Paketleme Miktarı (QTY) ve Işık Şiddeti (CAT), Baskın Dalga Boyu (HUE) ve İleri Gerilim (REF) için belirli sınıf kodları ile birlikte Parti Numarası.

8. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

8.1 Akım Sınırlama

Kritik:LED ile seri olarak her zaman harici bir akım sınırlayıcı direnç kullanılmalıdır. İleri gerilimin negatif bir sıcaklık katsayısı ve üretim toleransı vardır. Bir voltaj kaynağına doğrudan bağlantı, tipik VF'den biraz yüksek olsa bile, büyük, kontrolsüz bir akım dalgalanmasına neden olarak anında arızaya yol açabilir.

8.2 PCB Düzeni

PCB pad deseninin önerilen ayak iziyle eşleştiğinden emin olun. Özellikle yüksek akımlarda veya yüksek ortam sıcaklıklarında çalışırken, ısı dağılımı için yeterli bakır alanı sağlayın. Lehimleme sırasında ve sonrasında LED gövdesi üzerinde mekanik stres oluşturmaktan kaçının.

8.3 ESD Önlemleri

Cihazın ESD hassasiyet derecesi 150V'dur (İnsan Vücudu Modeli). Montaj ve kullanım sırasında standart ESD işleme önlemlerine uyulmalıdır.

9. Uygunluk ve Çevresel Bilgi

Ürün, temel çevre düzenlemelerine uygundur:

- RoHS:Ürün kurşunsuzdur ve Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması direktifine uyar.

- REACH:AB'nin Kimyasalların Kaydı, Değerlendirilmesi, İzni ve Kısıtlanması yönetmeliğine uygundur.

- Halojensiz:Halojensiz gereksinimlere uygundur (Brom <900 ppm, Klor <900 ppm, Br+Cl <1500 ppm).

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

10.1 LED'im neden enerji verilir verilmez hemen arızalandı?

En yaygın neden, seri akım sınırlayıcı direncin olmamasıdır. LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Bunları doğrudan bir voltaj kaynağına bağlamak aşırı akım akışına neden olur. Besleme voltajına, LED'in ileri gerilimine (güvenlik için maksimum sınıf değerini kullanın) ve istenen çalışma akımına göre hesaplanan bir direnci her zaman kullanın.

10.2 Bu LED'i dış mekanda kullanabilir miyim?

Çalışma sıcaklığı aralığı -40°C ila +85°C'dir ve bu birçok dış mekan koşulunu kapsar. Ancak, dış mekan kullanımı için birincil sınırlama genellikle paketin neme ve UV radyasyona dayanımıdır ve bu standart ticari sınıf bileşen için belirtilmemiştir. Zorlu ortamlar için, özellikle dış mekan veya otomotiv kullanımı için derecelendirilmiş cihazları düşünün.

10.3 Etiket üzerindeki sınıf kodlarını nasıl yorumlarım?

Sınıf kodları (örneğin, ZQ1R1N) belirli performans sınıflandırmasına karşılık gelir. "Q1" ışık şiddeti sınıfını (72-90 mcd) gösterir, "R1" dahili ürün kodunun bir parçasıdır ve "N" diğer karakteristiklerle ilgili olabilir. Etiket alanları CAT, HUE ve REF sırasıyla Işık Şiddeti, Baskın Dalga Boyu ve İleri Gerilim sınıflarını açıkça belirtir.

10.4 Lehimlemeden sonra onarım/tekrar işlem yapılmasına izin verilir mi?

Onarım önerilmez. Kesinlikle gerekliyse, lehim bağlantıları veya LED gövdesi üzerinde mekanik stres oluşturmamak için her iki terminali aynı anda ısıtmak için çift uçlu bir lehim havya kullanın. Herhangi bir tekrar işlemden sonra LED'in karakteristiklerinin bozulmadığını her zaman doğrulayın.

11. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

11.1 Durum Göstergesi Paneli Tasarlama

Birden fazla mavi durum göstergesi gerektiren bir kontrol paneli düşünün. 15-21 LED kullanarak, tasarımcılar yüksek yoğunluklu düzenler elde edebilir. 5V sistem için bir seri direnç değeri hesaplanır. 14. sınıftan maksimum VF (3.7V) ve 15 mA hedef akım (daha uzun ömür için 20 mA maksimumun altında) kullanılarak, direnç değeri R = (5V - 3.7V) / 0.015A ≈ 87 ohm'dur. Standart 91-ohm veya 100-ohm'luk bir direnç uygun olacaktır. Geniş 130 derecelik görüş açısı, çeşitli açılardan görünürlüğü sağlar. PCB'ler torba açıldıktan hemen sonra lehimlenmezse, montaj sırasında nem hassasiyeti prosedürlerine uyulmalıdır.

12. Teknik Prensip Tanıtımı

Bu LED, İndiyum Galyum Nitrür (InGaN) yarı iletken çipine dayanır. İleri bir gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler yarı iletkenin aktif bölgesinde yeniden birleşerek enerjiyi fotonlar şeklinde serbest bırakır. InGaN alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler ve bu da yayılan ışığın dalga boyunu tanımlar—bu durumda mavi. Çip, die'i koruyan, mekanik stabilite sağlayan ve ışık çıkış hüzmesini şekillendiren şeffaf bir reçine lens içinde kapsüllenmiştir.

13. Endüstri Trendleri ve Bağlam

15-21 paketi, SMD LED pazarında olgun bir form faktörünü temsil eder. Mevcut endüstri trendleri, ultra-minyatürizasyon, daha yüksek verimlilik (vat başına daha fazla lümen) ve geliştirilmiş renk tutarlılığı (daha sıkı sınıflandırma) için daha da küçük paketlere (örneğin, 0402, 0201 metrik boyutlar) doğru yönelmektedir. Ayrıca, otomotiv ve endüstriyel uygulamalar için daha yüksek sıcaklık ve nem koşullarında geliştirilmiş güvenilirlik üzerine güçlü bir odaklanma vardır. Bu cihaz, kanıtlanmış, uygun maliyetli ve kolayca bulunabilen bir mavi ışık kaynağının gerekli olduğu, boyut, performans ve üretim kolaylığını dengeleyen uygulamalara iyi uyar.