SMD LED 19-213/Y2C-CQ1 R2/3T Veri Sayfası - Parlak Sarı - 20mA - 2.2V Tip - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

19-213/Y2C-CQ1 R2/3T, yüksek yoğunluklu elektronik montajlar için tasarlanmış bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'dir. Tek renkli bir tiptir, parlak sarı ışık yayar ve su berraklığında reçine içinde kapsüllenmiş AlGaInP yarı iletken malzeme kullanılarak üretilmiştir. Bu bileşen, geleneksel bacaklı LED'lerden önemli ölçüde daha küçüktür; bu da PCB kapladığı alanda önemli azalmalar, artan paketleme yoğunluğu ve nihayetinde son ekipmanların küçültülmesine katkı sağlar. Hafif yapısı, özellikle alan ve ağırlığın kritik kısıtlamalar olduğu uygulamalar için oldukça uygundur.

1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar

Bu LED'in temel avantajları, SMD paketi ve malzeme bileşiminden kaynaklanmaktadır. Temel özellikler arasında, 7 inç çapında makaralarda standart 8mm şeritle uyumluluk yer alır; bu da otomatik yerleştirme montaj ekipmanlarıyla tam uyumlu olmasını sağlar. Hem kızılötesi hem de buhar fazı reflow lehimleme işlemleriyle kullanılmak üzere tasarlanmıştır ve modern yüksek hacimli üretim teknikleriyle uyumludur. Cihaz kurşunsuzdur (Pb-free) ve RoHS, EU REACH ve halojensiz standartlar (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm) dahil olmak üzere önemli çevre ve güvenlik düzenlemelerine uygundur. Ürünün kendisi RoHS uyumlu spesifikasyonlar dahilinde tutulmaktadır.

1.2 Hedef Uygulamalar

Bu LED çok yönlüdür ve çeşitli aydınlatma ve gösterge rollerinde kullanılır. Yaygın uygulamalar arasında gösterge paneli tabloları ve anahtarlar için arka aydınlatma yer alır. Telekomünikasyon ekipmanlarında, telefon ve faks makineleri gibi cihazlar için gösterge veya arka aydınlatma olarak hizmet eder. Ayrıca LCD'ler, anahtarlar ve semboller için düz arka aydınlatma sağlamak için uygundur. Genel amaçlı tasarımı, kompakt, parlak sarı bir gösterge gerektiren geniş bir tüketici ve endüstriyel elektronik ürün yelpazesi için güvenilir bir seçimdir.

2. Teknik Özellikler ve Nesnel Yorumlama

Bu bölüm, cihazın standart test koşulları (Ta=25°C) altındaki çalışma limitleri ve performans karakteristiklerinin ayrıntılı, nesnel bir analizini sağlar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini tanımlar. Bu limitler altında veya bu limitlerde çalışma garanti edilmez. Maksimum ters voltaj (VR) 5V'dur. Sürekli ileri akım (IF) 25 mA'yi geçmemelidir. Darbe çalışması için, %1/10 görev döngüsünde ve 1 kHz'de 60 mA'lik bir tepe ileri akımı (IFP) kabul edilebilir. Maksimum güç dağılımı (Pd) 60 mW'dır. 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 arasında biraz daha geniştir. Lehimleme sıcaklığı limitleri reflow (maksimum 10 saniye için 260°C) ve el lehimlemesi (uçta maksimum 3 saniye için 350°C) için belirtilmiştir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bu parametreler, tipik çalışma koşulları (IF=20mA, Ta=25°C) altındaki ışık çıkışını ve elektriksel performansı tanımlar. Işık şiddeti (Iv) tipik bir aralığa sahiptir ve belirli minimum ve maksimum değerler sınıflandırma sistemi tarafından tanımlanır. Görüş açısı (2θ1/2) tipik olarak 120 derecedir, bu da geniş bir radyasyon modelini gösterir. Tepe dalga boyu (λp) yaklaşık 591 nm civarındadır ve baskın dalga boyu (λd) 585.5 nm ile 591.5 nm arasında değişir, algılanan sarı rengi tanımlar. Spektral bant genişliği (Δλ) yaklaşık 15 nm'dir. İleri voltaj (VF) tipik olarak 2.20V ölçülür, 1.70V ila 2.40V arasında bir aralığa sahiptir. Ters akım (IR) çok düşüktür, VR=5V'da maksimum 10 μA'dır. Cihazın ters öngerilim altında çalışmak için tasarlanmadığını not etmek kritiktir; VR derecelendirmesi yalnızca IR test koşulu için geçerlidir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler sınıflara ayrılır. Bu cihaz iki bağımsız sınıflandırma parametresi kullanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Işık çıkışı, 20mA ile sürüldüğünde dört sınıfa (Q1, Q2, R1, R2) ayrılır. Q1 sınıfı 72.0 mcd ila 90.0 mcd aralığını kapsar. Q2, 90.0 mcd ila 112.0 mcd arasını kapsar. R1, 112.0 mcd ila 140.0 mcd'yi kapsar. En yüksek çıkış sınıfı olan R2, 140.0 mcd ila 180.0 mcd aralığındadır. Her sınıf içindeki ışık şiddeti için ±%11'lik bir tolerans uygulanır.

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Renk (baskın dalga boyu), ton varyasyonunu kontrol etmek için iki sınıfa (D3 ve D4) ayrılır. D3 sınıfı, baskın dalga boyu 585.5 nm ile 588.5 nm arasında olan LED'leri içerir. D4 sınıfı ise 588.5 nm ile 591.5 nm arasındakileri içerir. Baskın dalga boyu için ±1 nm'lik bir tolerans belirtilmiştir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, cihazın değişen koşullar altındaki davranışını gösteren çeşitli karakteristik eğriler içerir. Bunlar devre tasarımı ve termal yönetim için esastır.

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

Bu eğri, LED'den geçen akım ile üzerindeki voltaj düşüşü arasındaki ilişkiyi gösterir. Bir diyot için tipik olan doğrusal değildir. Eğri, tasarımcıların belirli bir sürücü akımı için çalışma voltajını belirlemelerine olanak tanır; bu, uygun akım sınırlayıcı dirençlerin seçilmesi veya sabit akım sürücülerinin tasarlanması için çok önemlidir.

4.2 Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı

Bu grafik, ışık çıkışının sıcaklığa bağımlılığını gösterir. Ortam sıcaklığı (Ta) arttıkça, ışık şiddeti tipik olarak azalır. Bu karakteristik, yüksek sıcaklık ortamlarında çalışan uygulamalar için hayati önem taşır, çünkü tutarlı parlaklığı korumak için optik veya elektriksel telafi gerektirebilir.

4.3 Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım

Bu çizim, ışık çıkışının sürücü akımıyla nasıl ölçeklendiğini gösterir. Akım arttıkça genellikle parlaklık artar, ancak ilişki mükemmel şekilde doğrusal değildir ve çok yüksek akımlarda verim düşebilir. Ayrıca, güç dağılımı limitleri içinde kalmak için ortam sıcaklığının bir fonksiyonu olarak izin verilen maksimum sürekli akımı gösteren ileri akım derecelendirme eğrisini de bilgilendirir.

4.4 Spektrum Dağılımı ve Radyasyon Modeli

Spektral dağılım eğrisi, bağıl yoğunluğu dalga boyuna karşı çizer, tepe ve baskın dalga boyu değerlerini doğrular ve yayılan ışık spektrumunun şeklini gösterir. Radyasyon diyagramı (polar çizim), 120 derecelik görüş açısını görsel olarak temsil eder ve ışık şiddetinin uzamsal olarak nasıl dağıldığını gösterir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

PCB düzeni ve montajı için hassas mekanik veriler gereklidir.

5.1 Paket Boyutları

Veri sayfası, LED paketinin ayrıntılı boyut çizimini sağlar. Belirtilmemiş tüm toleranslar ±0.1 mm'dir. Tasarımcılar, PCB üzerinde doğru lehim pedi modelini (footprint) oluşturmak için bu çizime başvurmalı, doğru lehimleme ve hizalamayı sağlamalıdır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Doğru kullanım güvenilirlik için kritiktir. Bu cihaz neme duyarlıdır ve belirli lehimleme profilleri gerektirir.

6.1 Depolama ve Nem Duyarlılığı

LED'ler, kurutucu ile birlikte nem geçirmez bir torbada paketlenmiştir. Torba, bileşenler kullanıma hazır olana kadar açılmamalıdır. Açıldıktan sonra kullanılmayan LED'ler ≤30°C ve ≤%60 bağıl nemde saklanmalıdır. Açıldıktan sonraki "zemin ömrü" 168 saattir (7 gün). Bu süre aşılırsa veya kurutucu göstergesi doygunluk gösteriyorsa, kullanımdan önce 60 ±5°C'de 24 saat boyunca bir kurutma işlemi gereklidir.

6.2 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz (Pb-free) bir reflow profili belirtilmiştir. Temel parametreler arasında 150-200°C arasında 60-120 saniye süren bir ön ısıtma aşaması, likidüs üzerindeki süre (217°C) 60-150 saniye, maksimum 10 saniye tutulan 260°C'yi geçmeyen bir tepe sıcaklığı ve kontrollü ısınma ve soğutma oranları (sırasıyla maksimum 6°C/sn ve 3°C/sn) yer alır. Reflow lehimleme ikiden fazla yapılmamalıdır. Isıtma sırasında LED gövdesi üzerindeki stres ve lehimleme sonrası kart eğilmesinden kaçınılmalıdır.

6.3 El Lehimlemesi ve Onarım

El lehimlemesi gerekliyse, lehimleme havya ucu sıcaklığı 350°C'nin altında olmalı ve her terminal için 3 saniyeden fazla uygulanmamalıdır. Düşük güçlü bir havya (<25W) önerilir ve her terminal lehimlendikten sonra en az 2 saniye ara verilmelidir. İlk lehimlemeden sonra onarım önerilmez. Kaçınılmazsa, termal stresi en aza indirmek için her iki terminali aynı anda ısıtmak için çift uçlu bir lehimleme havya kullanılmalıdır. Potansiyel hasar önceden değerlendirilmelidir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

Cihaz, otomatik montaj için endüstri standardı paketlemede tedarik edilir.

7.1 Makara ve Şerit Özellikleri

LED'ler, 7 inç çapında makaralara sarılmış 8mm genişliğinde taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Her makara 3000 adet içerir. Taşıyıcı şerit ve makara için ayrıntılı boyut çizimleri sağlanmıştır, aksi belirtilmedikçe standart toleranslar ±0.1 mm'dir.

7.2 Etiket Açıklaması

Paketleme etiketi birkaç temel tanımlayıcı içerir: CPN (Müşteri Ürün Numarası), P/N (Ürün Numarası), QTY (Paketleme Miktarı), CAT (Işık Şiddeti Derecesi/Sınıfı), HUE (Renk Koordinatları & Baskın Dalga Boyu Derecesi/Sınıfı), REF (İleri Voltaj Derecesi) ve LOT No (İzlenebilirlik için Parti Numarası).

8. Uygulama Tasarımı Dikkat Edilmesi Gerekenler

8.1 Devre Koruma

Temel bir tasarım kuralı, zorunlu bir seri akım sınırlayıcı direnç kullanılmasıdır. Bir LED'in ileri voltajı negatif bir sıcaklık katsayısına ve üretim varyasyonuna sahiptir. Besleme voltajındaki hafif bir artış, bir direnç veya sabit akım sürücü ile sınırlanmazsa, ileri akımda büyük ve potansiyel olarak yıkıcı bir artışa neden olabilir.

8.2 Termal Yönetim

Küçük bir SMD bileşeni olmasına rağmen, güç dağılımı (maks. 60 mW) ve ortam sıcaklığıyla ileri akımın derecelendirilmesi dikkate alınmalıdır. Yüksek sıcaklık veya yüksek akım uygulamalarında performansı ve ömrü korumak için termal pedlerin (varsa) etrafında yeterli PCB bakır alanı veya genel kart soğutması gerekli olabilir.

8.3 Optik Tasarım

Geniş 120 derecelik görüş açısı, bu LED'i geniş aydınlatma veya birden fazla açıdan görünürlük gerektiren uygulamalar için uygun kılar. Odaklanmış ışık için ikincil optikler (lensler) gerekli olacaktır. Su berraklığındaki reçine paketi, difüzyon olmadan gerçek çip renginin istendiği uygulamalar için optimaldir.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: 5V besleme ile hangi direnç değerini kullanmalıyım?

C: Ohm Kanunu'nu (R = (Vbesleme - Vf) / If) ve tipik değerleri (Vf=2.2V, If=20mA) kullanarak, R = (5 - 2.2) / 0.02 = 140 Ohm. Standart bir 150 Ohm direnç güvenli bir başlangıç noktası olacaktır, ancak akımın maksimum derecelendirmeyi aşmadığından emin olmak için minimum Vf (1.7V) kontrol edilmelidir.

S: Bu LED'i 3.3V mikrodenetleyici pini ile sürebilir miyim?

C: Evet, ancak verim daha düşük olacaktır. Vf tip=2.2V ve 3.3V besleme ile, direnç üzerindeki voltaj düşüşü sadece 1.1V'dur. 20mA elde etmek için, R = 1.1 / 0.02 = 55 Ohm. Mikrodenetleyici pininin gerekli akımı sağlayabileceğinden/sürebileceğinden emin olun.

S: Depolama sıcaklığı aralığı neden çalışma aralığından daha geniş?

C: Çalışma aralığı, aktif yarı iletken davranışını, ışık çıkışını ve elektriksel stres altında uzun vadeli güvenilirliği dikkate alır. Depolama aralığı, yalnızca malzeme bütünlüğü ve nem emiliminin endişe olduğu pasif bileşenler içindir, bu da biraz daha geniş bir sıcaklık penceresine izin verir.

S: "Parlak Sarı" rengi neyi ifade eder?

C: AlGaInP yarı iletken malzemesi tarafından üretilen spesifik tonu tanımlar, 585-592 nm aralığında bir baskın dalga boyuna karşılık gelir. Daha geniş spektrumlu veya fosfor dönüştürmeli sarılara kıyasla doygun, saf bir sarıdır.

10. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Senaryo: Bir tüketici cihazı için durum göstergesi paneli tasarlama.Bir tasarımcı, yoğun nüfuslu bir PCB üzerinde birden fazla parlak, tutarlı sarı göstergeye ihtiyaç duyar. 19-213 LED, küçük boyutu, otomatik yerleştirme ile uyumluluğu ve yoğunluk (yüksek parlaklık için seçilen R1 sınıfı) ve dalga boyu (tutarlı renk için D4 sınıfı) için net sınıflandırması nedeniyle seçilir. PCB düzeni, veri sayfasındaki tam paket boyutlarını kullanır. 5V hattı mevcuttur, bu nedenle her LED ile seri olarak, tipik Vf'ye dayalı hesaplanan 150-ohm 0805 direnç yerleştirilir. Montaj firmasına, belirtilen reflow profilini izlemesi ve nem bariyer torbası kullanımdan önce 48 saatten fazla açık kaldıysa makaraları kurutması talimatı verilir. Geniş görüş açısı, göstergelerin nihai üründe çeşitli açılardan görünür olmasını sağlar.

11. Teknik Prensip Tanıtımı

Bu LED, bir AlGaInP (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfit) yarı iletken çipine dayanmaktadır. İleri bir voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler yarı iletkenin aktif bölgesinde yeniden birleşir ve enerjiyi fotonlar şeklinde serbest bırakır. AlGaInP alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler; bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyuna (rengine) karşılık gelir - bu durumda sarı (~591 nm). Çip, iletken epoksi veya lehim ile yüzey montaj paketine monte edilir ve paket uçlarına tel bağlantısı yapılır. Daha sonra çipi koruyan, ışık çıkışını şekillendirmek için lens görevi gören ve mekanik stabilite sağlayan berrak bir epoksi veya silikon reçine ile kapsüllenir.

12. Teknoloji Trendleri ve Bağlam

19-213 gibi SMD LED'ler, üretim verimliliği ve boyutu nedeniyle büyük ölçüde delikli LED'lerin yerini alarak gösterge ve arka aydınlatma uygulamaları için endüstri standardını temsil etmektedir. AlGaInP malzemesinin kullanımı, kırmızı, turuncu ve sarı spektrumda yüksek verimlilik ve renk saflığı sağlar. Daha geniş LED endüstrisindeki mevcut trendler, ışık etkinliğini (lümen/vat) artırmaya, renk geri verimini iyileştirmeye, daha fazla küçültmeye (örneğin, çip ölçekli paketler) ve daha yüksek sıcaklık ve akım yoğunluğu altında güvenilirliği artırmaya odaklanmaya devam etmektedir. Standart gösterge uygulamaları için teknoloji olgundur; maliyet-optimize üretim, tutarlılık için katı sınıflandırma ve gelişen çevre düzenlemelerine (halojensiz, daha düşük karbon ayak izi) uyum üzerinde durulmaktadır.