SMD LED 17-21 Parlak Turuncu Veri Sayfası - 2.0x1.25x0.8mm Paket - Gerilim 1.75-2.35V - Güç 60mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

17-21/S2C-AP1Q2B/3T, yüksek yoğunluklu elektronik montajlar için tasarlanmış bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'dir. Temel işlevi, parlak turuncu bir gösterge veya arka aydınlatma sağlamaktır. Bu bileşenin temel avantajı, yaklaşık 2.0mm x 1.25mm ölçülerindeki minyatür boyutudur; bu boyut, geleneksel bacaklı LED'lere kıyasla baskılı devre kartları (PCB'ler) üzerinde önemli yer tasarrufu sağlar. Bu boyut küçültmesi, doğrudan daha küçük nihai ürün tasarımlarına, bileşenler için daha az depolama gereksinimine ve montaj makaraları ile PCB'lerde daha yüksek paketleme yoğunluğuna katkıda bulunur. Cihaz, su berraklığında reçine bir lens içinde kapsüllenmiş bir AIGaInP (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfür) yarı iletken çip kullanılarak üretilmiştir. Bu malzeme kombinasyonu, karakteristik parlak turuncu yayılan rengini üretmekten sorumludur. Ürün, modern çevre düzenlemelerine tam uyumludur: kurşunsuz, RoHS uyumlu, AB REACH uyumlu ve halojensizdir (Brom <900ppm, Klor <900ppm, Br+Cl < 1500ppm). 7 inç çapındaki makaralara sarılı 8mm şerit üzerinde tedarik edilir ve bu da onu yüksek hızlı otomatik yerleştirme montaj ekipmanlarıyla tam uyumlu hale getirir.

2. Teknik Spesifikasyonların Derinlemesine İncelenmesi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Cihaz, belirtilen elektriksel ve termal limitler dahilinde güvenilir bir şekilde çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Bu Mutlak Maksimum Değerlerin aşılması kalıcı hasara neden olabilir. Maksimum ters gerilim (VR) 5V'dur. Sürekli ileri akım (IF) 25mA'yı aşmamalıdır. Darbe çalışması için, %10 görev döngüsünde ve 1kHz frekansta 60mA'lık bir tepe ileri akımı (IFP) kabul edilebilir. Paketin toplam güç dağılımı (Pd) 60mW ile sınırlıdır. Cihaz, İnsan Vücudu Modeli (HBM) başına 2000V'luk bir elektrostatik deşarja (ESD) dayanabilir. Çalışma sıcaklığı aralığı (Topr) -40°C ila +85°C arasındadır, depolama sıcaklığı aralığı (Tstg) ise -40°C ila +90°C ile biraz daha geniştir. Lehimleme için, 260°C tepe sıcaklığında 10 saniyeye kadar dayanabilen yeniden akış profillerine veya her terminal için maksimum 3 saniye boyunca 350°C'de el lehimine dayanabilir.

2.2 Elektro-Optik Özellikler

Temel performans parametreleri, 25°C ortam sıcaklığı (Ta) ve 20mA ileri akım (IF) standart test koşulunda ölçülür. Işık şiddeti (Iv), belirli sınıflara ayrılmış olarak tipik olarak 45.00 mcd ila 112.00 mcd aralığındadır. Yarı şiddetteki tam açı olarak tanımlanan görüş açısı (2θ1/2) tipik olarak 140 derecedir ve birçok gösterge uygulaması için uygun geniş bir yayılım deseni sağlar. Spektral özellikler, 611 nm tepe dalga boyu (λp) ve 600.50 nm ila 612.50 nm aralığında baskın dalga boyu (λd) ile tanımlanır. Spektral bant genişliği (Δλ) yaklaşık 17 nm'dir. LED'i 20mA'da sürmek için gereken ileri gerilim (VF) 1.75V ila 2.35V aralığındadır ve bu da sınıflara ayrılmıştır. 5V ters gerilim uygulandığında ters akım (IR) 10 μA'dan az olması garanti edilir, ancak cihaz ters çalışma için tasarlanmamıştır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler, üç temel parametreye göre sınıflandırılır: Işık Şiddeti, Baskın Dalga Boyu ve İleri Gerilim.

3.1 Işık Şiddeti Sınıfları

IF=20mA'da sürüldüğünde ışık çıkışı dört sınıfa (P1, P2, Q1, Q2) ayrılır. P1 sınıfı 45.00 mcd ila 57.00 mcd aralığını kapsar. P2, 57.00 mcd ila 72.00 mcd'yi kapsar. Q1, 72.00 mcd ila 90.00 mcd'yi kapsar. En yüksek çıkış sınıfı olan Q2, 90.00 mcd ila 112.00 mcd'yi kapsar. Her sınıf içinde ±%11 tolerans uygulanır.

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıfları

Algılanan rengi tanımlayan baskın dalga boyu, dört sınıfa (D8, D9, D10, D11) ayrılır. D8, 600.50 nm ila 603.50 nm aralığındadır. D9, 603.50 nm ila 606.50 nm aralığındadır. D10, 606.50 nm ila 609.50 nm aralığındadır. D11, 609.50 nm ila 612.50 nm aralığındadır. ±1nm tolerans belirtilmiştir.

3.3 İleri Gerilim Sınıfları

İleri gerilim düşüşü, özellikle akım sınırlayıcı direnç hesaplaması için devre tasarımına yardımcı olmak üzere üç sınıfa (0, 1, 2) ayrılır. Sınıf 0, 1.75V ila 1.95V'yi kapsar. Sınıf 1, 1.95V ila 2.15V'yi kapsar. Sınıf 2, 2.15V ila 2.35V'yi kapsar. ±0.1V tolerans belirtilmiştir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, LED'in farklı koşullar altındaki davranışını anlamak için gerekli olan çeşitli karakteristik eğriler sağlar.

4.1 Işınım Deseni

Işınım diyagramı, ışık şiddetinin uzaysal dağılımını gösterir. Desen tipik olarak Lambert veya Lambert benzeridir; göreceli şiddet, görüş açısına karşı çizilir. 140 derecelik görüş açısı, alan aydınlatması veya geniş görünürlük gerektiren göstergeler için uygun geniş, dağınık bir yayılımı doğrular.

4.2 Göreceli Işık Şiddeti - İleri Akım Grafiği

Bu eğri, sürücü akımı ile ışık çıkışı arasındaki doğrusal olmayan ilişkiyi gösterir. Işık şiddeti akımla artar ancak sonunda doyuma ulaşır. Önerilen 20mA'nın önemli ölçüde üzerinde çalışmak, verimliliğin azalmasına ve hızlanmış yaşlanmaya yol açabilir.

4.3 Göreceli Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı Grafiği

Bu grafik, termal yönetim için kritiktir. Ortam sıcaklığı yükseldikçe ışık çıkışı azalır. Örneğin, +85°C maksimum çalışma sıcaklığında, çıkış 25°C'dekinden önemli ölçüde düşük olabilir. Bu, bir sıcaklık aralığında tutarlı parlaklık gerektiren tasarımlarda dikkate alınmalıdır.

4.4 İleri Akım Düşürme Eğrisi

Bu eğri, ortam sıcaklığının bir fonksiyonu olarak izin verilen maksimum ileri akımı tanımlar. Sıcaklık arttıkça, 60mW güç dağılımı limitini aşmayı önlemek ve eklem sıcaklığını yönetmek için maksimum güvenli akım azalır, böylece uzun vadeli güvenilirliği sağlar.

4.5 İleri Gerilim - İleri Akım Grafiği

Bu IV (Akım-Gerilim) karakteristiği, bir diyot için tipik olan üstel ilişkiyi gösterir. Bu eğriyi bilmek, uygun bir akım sınırlayıcı devre tasarlamaya yardımcı olur.

4.6 Spektrum Dağılımı

Spektral güç dağılım grafiği, 611nm tepe noktası etrafında merkezlenmiş, dalga boyları boyunca yayılan ışığın şiddetini gösterir. Dar bant genişliği (~17nm), nispeten saf bir turuncu rengi gösterir.

5. Mekanik & Paketleme Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

LED kompakt, dikdörtgen bir pakete sahiptir. Ana boyutlar arasında toplam uzunluk, genişlik ve yükseklik bulunur. Katot, paket gövdesi üzerinde belirli bir işaretle tanımlanır; bu, montaj sırasında doğru yönlendirme için çok önemlidir. Belirtilmemiş tüm toleranslar tipik olarak ±0.1mm'dir.

5.2 Makara, Şerit ve Neme Duyarlı Paketleme

Bileşenler, neme dayanıklı paketleme içinde tedarik edilir. Belirli yuva boyutlarına sahip bir taşıyıcı şerit içine yerleştirilir ve 7 inç çapında bir makaraya sarılır. Her makara 3000 adet içerir. Paketleme, bir kurutucu içerir ve alüminyum bir nem geçirmez torba içinde mühürlenir. Torba üzerindeki etiketler şu kritik bilgileri sağlar: Müşteri Ürün Numarası (CPN), Ürün Numarası (P/N), Paketleme Miktarı (QTY), Işık Şiddeti Sınıfı (CAT), Renk/Baskın Dalga Boyu Sınıfı (HUE), İleri Gerilim Sınıfı (REF) ve Parti Numarası (LOT No).

6. Lehimleme & Montaj Kılavuzları

6.1 Depolama ve Taşıma Önlemleri

LED'ler neme duyarlı cihazlardır (MSD). Açılmamış nem geçirmez torba, bileşenler kullanıma hazır olana kadar açılmamalıdır. Açıldıktan sonra, kullanılmayan LED'ler 30°C veya daha düşük ve %60 bağıl nem veya daha düşük koşullarda saklanmalıdır. Torba açıldıktan sonraki "zemin ömrü" 168 saattir (7 gün). Bileşenler bu süreyi aşarsa veya kurutucu göstergesi renk değiştirdiyse, kullanımdan önce 60 ±5°C'de 24 saat boyunca bir kurutma işlemi gereklidir; bu işlem, emilen nemi uzaklaştırır ve yeniden akış lehimleme sırasında "patlamayı" önler.

6.2 Yeniden Akış Lehimleme Profili

Kurşunsuz bir yeniden akış lehimleme profili belirtilmiştir. Ana parametreler şunlardır: 150-200°C arasında 60-120 saniyelik bir ön ısıtma aşaması; sıvılaşma üstü süresi (217°C) 60-150 saniye; 260°C'yi aşmayan bir tepe sıcaklığı, maksimum 10 saniye tutulur; maksimum ısıtma ve soğutma oranları. Aynı bileşen üzerinde yeniden akış lehimleme işlemi ikiden fazla yapılmamalıdır.

6.3 El Lehimleme & Yeniden İşleme

El lehimlemesi gerekliyse, son derece dikkatli olunmalıdır. Lehimleme havya ucu sıcaklığı 350°C'den az olmalı ve her terminale 3 saniyeden fazla uygulanmamalıdır. Lehimleme havya gücü 25W veya daha az olmalıdır. Her terminali lehimleme arasında en az 2 saniyelik bir aralık bırakılmalıdır. Yeniden işleme kesinlikle tavsiye edilmez. Kaçınılmazsa, her iki terminali aynı anda ısıtmak ve lehim bağlantıları üzerindeki mekanik stresi önlemek için çift uçlu bir lehimleme havya kullanılmalıdır. Yeniden işleme sırasında LED'e zarar verme potansiyeli yüksektir.

6.4 Devre Tasarımı Düşünceleri

Harici bir akım sınırlayıcı direnç zorunludur. LED'in ileri gerilimi negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir, yani sıcaklık arttıkça azalır. Seri bir direnç olmadan, besleme gerilimindeki küçük bir artış veya VF'deki bir düşüş, ileri akımda büyük ve potansiyel olarak yıkıcı bir artışa neden olabilir. Direnç değeri, besleme gerilimi, LED'in ileri gerilim sınıfı ve istenen çalışma akımına (tipik olarak 20mA veya daha az) göre hesaplanmalıdır.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Parlak turuncu rengi ve küçük boyutu, bu LED'i çeşitli uygulamalar için uygun kılar: Gösterge paneli tabloları, anahtarlar ve semboller için arka aydınlatma; Telefon ve faks makineleri gibi telekomünikasyon ekipmanlarında durum göstergeleri; Tüketici elektroniği, endüstriyel kontroller ve otomotiv iç mekanlarında genel amaçlı gösterge ışıkları; Küçük LCD paneller için düz arka aydınlatma.

7.2 Tasarım Düşünceleri

Bu LED'i entegre ederken, tasarımcılar birkaç faktörü dikkate almalıdır:Akım Sürücüsü:Daima bir sabit akım kaynağı veya seri dirençli bir gerilim kaynağı kullanın.Termal Yönetim:Yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum akıma yakın çalışırken eklem sıcaklığını yönetmek için yeterli PCB bakır alanı veya termal geçiş delikleri sağlayın.Optik Tasarım:Geniş görüş açısı, belirli uygulamalar için ışığı şekillendirmek üzere ışık kılavuzları veya difüzörler gerektirebilir.ESD Koruması:Taşıma ve montaj sırasında standart ESD önlemlerini uygulayın, çünkü 2000V HBM derecesi sağlam olsa da kontrolsüz ortamlarda aşılabilir.

8. Teknik Karşılaştırma & Farklılaşma

Eski delikli LED teknolojileriyle karşılaştırıldığında, bu SMD LED önemli avantajlar sunar: kart alanında %70'ten fazla azalma, tam otomatik montajla uyumluluk sayesinde işçilik maliyetlerinin düşürülmesi ve bükülmüş bacakların olmaması nedeniyle gelişmiş güvenilirlik. SMD LED pazarı içinde, temel farklılaştırıcıları şunlardır: yüksek verimli turuncu ışık için AIGaInP teknolojisinin kullanımı (filtreli veya boyalı LED'lerden üstün), halojensiz gereksinimlere özel uyumluluk ve üretim serilerinde hassas renk ve parlaklık eşleştirmesine olanak tanıyan detaylı bir sınıflandırma yapısı. Boyutuna göre nispeten yüksek bir ışık şiddeti ve düşük bir ileri gerilim kombinasyonu, genel güç verimliliğine katkıda bulunur.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: 5V besleme ile hangi direnç değerini kullanmalıyım?

C: Değer, LED'in ileri gerilim (VF) sınıfına bağlıdır. En kötü durum (en düşük VF) olan 1.75V ve 20mA hedef akımı kullanılarak: R = (Vbesleme - Vf) / If = (5V - 1.75V) / 0.02A = 162.5 Ohm. Standart 160 veya 180 Ohm'luk bir direnç uygun olacaktır. Her zaman kullandığınız belirli VF sınıfı için hesaplama yapın ve dirençteki güç dağılımını doğrulayın.

S: Bu LED'i karartma için bir PWM sinyali ile sürebilir miyim?

C: Evet, darbe genişlik modülasyonu (PWM), LED'leri karartmak için etkili bir yöntemdir. Her darbe içindeki tepe akımının 60mA derecesini aşmadığından ve zaman içindeki ortalama akımın 25mA sürekli derecesini aşmadığından emin olun. 100Hz ila 1kHz frekansı tipiktir.

S: Torba açıldıktan sonra depolama süresi neden 7 günle sınırlıdır?

C: Plastik paketleme malzemesi havadan nem emebilir. Yüksek sıcaklıktaki yeniden akış lehimleme işlemi sırasında, hapsolmuş bu nem hızla buhara dönüşerek iç katman ayrılmasına veya çatlamaya ("patlama") neden olabilir ve bu da bileşeni tahrip eder. 7 günlük sınır, paketin nem duyarlılık seviyesine (MSL) dayanmaktadır.

S: Sıcaklık ışık çıkışını nasıl etkiler?

C: Işık çıkışı negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir. Eklem sıcaklığı arttıkça, ışık verimliliği azalır ve aynı sürücü akımı için daha düşük ışık çıkışı ile sonuçlanır. Bölüm 4'teki performans eğrileri bu ilişkiyi nicelendirir; bu, sıcak ortamlarda çalışan uygulamalar için kritiktir.

10. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Senaryo: Bir endüstriyel kontrolör için çoklu gösterge durum paneli tasarımı.Panel, çeşitli sistem durumlarını göstermek için 20 adet aynı parlak turuncu LED gerektirir. Tekdüze bir görünüm sağlamak için, aynı ışık şiddeti sınıfından (örneğin, Q1) ve aynı baskın dalga boyu sınıfından (örneğin, D10) LED'ler belirtmek esastır. PCB düzeni, paket çizimine göre doğru boyutlandırılmış pedleri ve sistemin 3.3V mantık beslemesi ile seçilen VF sınıfına göre hesaplanan her LED için bir akım sınırlayıcı direnç içermelidir. Montajı basitleştirmek için, tasarım otomatik yerleştirme ekipmanıyla doğrudan şerit ve makara formatını kullanmalıdır. Üretim süreci, yeniden akış profilini takip etmeli ve açılan makaranın 7 günlük zemin ömrünü yöneterek nemle ilgili verim kaybını önlemelidir. Termal analiz, 20 LED'in yakın mesafeye yerleştirilmesinin, maksimum izin verilen akımın düşmesine neden olacak yerel ısınmaya yol açmadığını doğrulamalıdır.

11. Çalışma Prensibi Girişi

Bu LED'deki ışık yayılımı, AIGaInP (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfür) yapılmış bir yarı iletken p-n ekleminde elektrolüminesansa dayanır. Eklemin iç potansiyelini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler aktif bölgeye enjekte edilir. Burada yeniden birleşirler ve enerjiyi fotonlar şeklinde serbest bırakırlar. AIGaInP alaşımının spesifik bant aralığı enerjisi, yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler; bu durumda turuncu spektrumdadır (~611 nm). Su berraklığındaki epoksi reçine kapsül, yarı iletken çipi korur, mekanik stabilite sağlar ve ışık çıkış desenini şekillendirmek için bir lens görevi görür.

12. Teknoloji Trendleri

SMD gösterge LED'lerindeki genel eğilim, daha yüksek verimlilik (vat başına daha fazla lümen veya milikandela), artan yoğunluk için daha küçük paket boyutları ve daha sıkı sınıflandırma yoluyla gelişmiş renk tutarlılığı yönünde devam etmektedir. Ayrıca, otomotiv ve endüstriyel uygulamalar için daha yüksek sıcaklık çalışması da dahil olmak üzere daha geniş bir çevre koşulları yelpazesinde daha yüksek güvenilirlik ve daha uzun ömür için güçlü bir itici güç vardır. Aynı paket içinde yerleşik akım sınırlayıcı dirençler veya koruma diyotları gibi özelliklerin entegrasyonu, devre tasarımını basitleştirmek ve kart alanını daha da tasarruf etmek için devam eden bir başka gelişmedir. Halojensiz malzemeler ve tam RoHS uyumu dahil olmak üzere çevresel uyumluluk, bir farklılaştırıcı olmaktan ziyade standart bir gereklilik haline gelmiştir.