SMD LED 17-21 Parlak Sarı Veri Sayfası - 1.6x0.8x0.6mm Paket - Gerilim 1.75-2.35V - Güç 60mW - Türkçe Teknik Dokümantasyon

1. Ürün Genel Bakışı

17-21 SMD LED, parlak sarı bir ışık kaynağı gerektiren yüksek yoğunluklu uygulamalar için tasarlanmış kompakt, yüzeye monte bir cihazdır. Temel avantajı, geleneksel kurşun çerçeveli LED'lere kıyasla önemli ölçüde azaltılmış kapladığı alandır; bu da daha küçük baskılı devre kartı (PCB) tasarımlarına, daha yüksek bileşen yoğunluğuna ve sonuçta daha kompakt son kullanıcı ekipmanlarına olanak tanır. Hafif yapısı, ağırlık ve alanın kritik kısıtlamalar olduğu minyatür ve taşınabilir uygulamalar için onu ideal kılar.

Bu LED, parlak sarı ışık yayan tek renkli bir tiptir. Yüksek verimliliği ve sarıdan kırmızı spektrumdaki renk saflığı ile bilinen AlGaInP (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfür) yarı iletken malzeme kullanılarak üretilmiştir. Cihaz, maksimum ışık çıkışı sağlayan su berraklığında bir reçine ile kapsüllenmiştir. RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması), AB REACH düzenlemelerine tam uyumludur ve halojensizdir, katı çevre standartlarını karşılar (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Ürün, otomatik yerleştirme montaj ekipmanları ve standart kızılötesi veya buhar fazı reflow lehimleme işlemleriyle tam uyumlu olacak şekilde, 7 inç çapında makaralar üzerinde 8mm şerit halinde tedarik edilir.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırlar altında veya bu sınırlarda çalışma garantili değildir ve güvenilir performans için kaçınılmalıdır.

• Ters Gerilim (VR):5 V. Ters öngerilimde bu voltajın aşılması, jonksiyon arızasına neden olabilir.
• Sürekli İleri Akım (IF):25 mA. Sürekli olarak uygulanabilen maksimum DC akım.
• Tepe İleri Akım (IFP):60 mA. Bu, maksimum palslı ileri akımdır ve yalnızca 1 kHz'de %10 görev döngüsü altında izin verilir. Bu değer, çoklama veya kısa süreli aşırı akım koşulları için kullanışlıdır.
• Güç Dağılımı (Pd):60 mW. Paketin dağıtabileceği maksimum güç, İleri Gerilim (VF) ile İleri Akım (IF) çarpılarak hesaplanır.
• Elektrostatik Deşarj (ESD) İnsan Vücudu Modeli (HBM):2000 V. Bu, cihazın statik elektriğe duyarlılığını gösterir. Uygun ESD işleme prosedürleri zorunludur.
• Çalışma Sıcaklığı (Topr):-40 ila +85 °C. Cihazın çalışması için belirtilen ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı (Tstg):-40 ila +90 °C.
• Lehimleme Sıcaklığı (Tsol):Reflow lehimleme için, maksimum 10 saniye süreyle 260°C'lik bir tepe sıcaklığı belirtilmiştir. El lehimlemesi için, havya ucu sıcaklığı her terminal için maksimum 3 saniye süreyle 350°C'yi aşmamalıdır.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bu parametreler, jonksiyon sıcaklığı (Tj) 25°C ve ileri akım 20 mA'de, standart test koşulunda ölçülür.

• Işık Şiddeti (Iv):Minimum 57.00 mcd ile maksimum 112.00 mcd arasında değişir. Tipik değer bu aralık içindedir. Işık şiddeti için ±%11 tolerans uygulanır.
• Görüş Açısı (2θ1/2):Yarım şiddetteki tipik tam görüş açısı 140 derecedir; arka aydınlatma ve gösterge uygulamaları için uygun geniş bir yayılım deseni sağlar.
• Tepe Dalga Boyu (λp):Spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyu. Tipik değer 591 nm'dir ve onu parlak sarı bölgeye yerleştirir.
• Baskın Dalga Boyu (λd):585.50 nm ile 591.50 nm arasında değişir. Bu, insan gözünün LED'in çıkış rengiyle eşleşen tek dalga boyudur. ±1 nm'lik sıkı bir tolerans belirtilmiştir.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):Yayım spektrumunun tipik yarı maksimum tam genişliği (FWHM) 15 nm'dir, bu nispeten dar ve saf bir renk yayımını gösterir.
• İleri Gerilim (VF):20 mA'de 1.75 V ile 2.35 V arasında değişir. ±0.1 V tolerans belirtilmiştir. Bu parametre, akım sınırlayıcı devre tasarımı için kritiktir.
• Ters Akım (IR):5V ters gerilim uygulandığında maksimum 10 µA. Bu cihazın ters öngerilimde çalışması için tasarlanmadığını not etmek çok önemlidir; bu test koşulu yalnızca karakterizasyon içindir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde tutarlılığı sağlamak için, LED'ler ana performans parametrelerine göre sınıflara ayrılır. Bu, tasarımcıların parlaklık, renk ve elektriksel özellikler için belirli gereksinimleri karşılayan parçaları seçmesine olanak tanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

IF=20mA'de sınıflandırılır. Üç sınıf tanımlanmıştır: P2 (57.00-72.00 mcd), Q1 (72.00-90.00 mcd) ve Q2 (90.00-112.00 mcd). Bu, gerekli parlaklık seviyelerine göre seçim yapmayı sağlar.

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

IF=20mA'de sınıflandırılır. İki sınıf tanımlanmıştır: D3 (585.50-588.50 nm) ve D4 (588.50-591.50 nm). Bu sıkı kontrol, bir uygulama içinde minimum renk değişimi sağlar.

3.3 İleri Gerilim Sınıflandırması

IF=20mA'de sınıflandırılır. Üç sınıf tanımlanmıştır: 0 (1.75-1.95 V), 1 (1.95-2.15 V) ve 2 (2.15-2.35 V). Sabit gerilim kaynağıyla sürüldüğünde daha düzgün parlaklık elde etmeye yardımcı olmak veya akım sınırlayıcı direnç hesaplamalarını basitleştirmek için aynı gerilim sınıfından LED'ler seçilebilir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Sağlanan metinde belirli grafiksel eğriler detaylandırılmamış olsa da, bu tür LED'ler için tipik elektro-optik karakteristikler birkaç ana ilişkiyi içerir.Akım - Gerilim (I-V) eğrisiüstel ilişkiyi gösterir, ileri gerilim akım ve sıcaklıkla artar.Işık Şiddeti - İleri Akım (I-L) eğrisigenellikle çalışma aralığında neredeyse doğrusaldır, ışık çıkışının akımla doğru orantılı olduğunu gösterir.Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığıeğrisi, sıcaklık yükseldikçe çıkışta bir düşüş gösterir; bu tüm LED'lerin bir özelliğidir.Spektral Dağılımgrafiği, yaklaşık 15 nm FWHM ile 591 nm civarında tek bir tepe gösterir, dar bantlı sarı yayımı doğrular. Bu eğrileri anlamak, çalışma sıcaklığı aralığı boyunca tutarlı performansı korumak için termal yönetim ve sürücü devre tasarımı için esastır.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

17-21 SMD LED, kompakt bir yüzeye monte pakete sahiptir. Ana boyutlar (aksi belirtilmedikçe standart tolerans ±0.1 mm) 1.6 mm uzunluk, 0.8 mm genişlik ve 0.6 mm yükseklik içerir. Paket, montaj sırasında doğru polarite tanımlaması için bir katot işareti içerir. Doğru lehimleme ve hizalama için, ayrıntılı ölçülendirilmiş çizimden türetilen kesin lehim yatağı (footprint) önerileri kullanılmalıdır.

5.2 Polarite Tanımlaması

Doğru polarite, cihazın çalışması için esastır. Paket, belirgin bir katot işareti içerir. LED'i ters polaritede yerleştirmek, ışık yaymasını engeller ve ters gerilim 5V'luk mutlak maksimum değeri aşarsa kalıcı hasara neden olabilir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Cihaz, kurşunsuz (Pb-free) reflow lehimleme işlemleriyle uyumludur. Önerilen sıcaklık profili şunları içerir: 150-200°C arasında 60-120 saniyelik bir ön ısıtma aşaması; likidüs üzerinde (217°C) 60-150 saniye süre; maksimum 10 saniye tutulan, 260°C'yi aşmayan bir tepe sıcaklığı; ve sırasıyla maksimum 6°C/sn ısınma ve 3°C/sn soğuma hızları. Reflow lehimleme iki kereden fazla yapılmamalıdır. Isıtma sırasında LED gövdesine gelen stres ve lehimleme sonrası PCB'nin eğilmesinden kaçınılmalıdır.

6.2 El Lehimlemesi

El lehimlemesi gerekliyse, aşırı dikkat gösterilmelidir. Havya ucu sıcaklığı 350°C'nin altında olmalı ve her terminalle temas süresi 3 saniyeyi aşmamalıdır. Düşük güçlü bir havya (<25W) önerilir. Her terminali lehimleme arasında en az 2 saniyelik bir aralık bırakın. El lehimlemesi, termal hasar riskini daha yüksek taşır.

6.3 Depolama ve Nem Hassasiyeti

LED'ler, nem geçirmez bariyer torbalarında nem alıcı ile paketlenmiştir. Bileşenler kullanıma hazır olana kadar torba açılmamalıdır. Açıldıktan sonra, kullanılmayan LED'ler 30°C veya daha düşük ve %60 bağıl nem veya daha düşük koşullarda saklanmalıdır. Açıldıktan sonraki "zemin ömrü" 168 saattir (7 gün). Bu süre aşılırsa veya nem alıcı göstergesi doygunluk gösteriyorsa, bileşenler kullanımdan önce 60 ± 5°C'de 24 saat boyunca pişirilerek (bake) emilen nemin giderilmesi ve reflow sırasında "patlamış mısır" (popcorning) etkisinin önlenmesi sağlanmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

Standart paketleme, her makara için 3000 adetten oluşur. Taşıyıcı şerit ve makara boyutları, otomatik montaj ekipmanlarıyla uyumluluğu sağlamak için belirtilmiştir. Paketleme etiketi, izlenebilirlik ve doğru uygulama için kritik bilgileri içerir: 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).

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Arka Aydınlatma:Geniş görüş açısı ve düzgün ışık çıkışı sayesinde, gösterge paneli göstergeleri, anahtar arka aydınlatması ve LCD'ler ile semboller için düz arka aydınlatma için idealdir.
• Telekomünikasyon Ekipmanları:Telefon ve faks makinelerinde durum göstergesi ve tuş takımı arka ışığı olarak uygundur.
• Genel Gösterge:Parlak sarı bir gösterge gerektiren çok çeşitli tüketici elektroniği, endüstriyel kontroller ve cihazlarda kullanılabilir.

8.2 Tasarım Hususları

Akım Sınırlama:Harici bir akım sınırlayıcı direnç kesinlikle zorunludur. LED'ler akım kontrollü cihazlardır ve ileri gerilimdeki küçük bir değişiklik, akımda büyük bir değişikliğe, potansiyel olarak termal kaçak ve arızaya yol açabilir. Direnç değeri (R), Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R = (Vbesleme - VF) / IF, burada VF, istenen IF akımındaki LED'in ileri gerilimidir. Akımın sınırı aşmamasını sağlamak için her zaman belirtilen maksimum VF için tasarım yapın.Termal Yönetim:Güç dağılımı düşük olsa da, düşük bir jonksiyon sıcaklığını korumak uzun vadeli güvenilirlik ve kararlı ışık çıkışı için anahtardır. Yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum akıma yakın çalışıyorsanız, yeterli PCB bakır alanı veya termal viyalar sağlayın.ESD Koruması:Cihaz 2000V HBM derecelendirmesine sahip olduğundan, devrede ve işleme sırasında uygun ESD koruma önlemleri uygulayın.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

17-21 LED'in temel farklılaşması, çok küçük form faktörü (1.6x0.8mm) ile AlGaInP teknolojisinin performans özelliklerini birleştirmesinde yatar. Eski delikli sarı LED'lere kıyasla, kart alanı ve ağırlıkta büyük bir azalma sunar. Diğer SMD sarı LED'lere kıyasla, ışık şiddeti (P2, Q1, Q2), baskın dalga boyu (D3, D4) ve ileri gerilim (0, 1, 2) için özel sınıflandırma yapısı, tasarımcılara nihai ürünlerinin görsel ve elektriksel performansının tutarlılığı üzerinde yüksek derecede kontrol sağlar. Geniş 140 derecelik görüş açısı, daha dar açılı cihazlara kıyasla arka aydınlatma uygulamaları için önemli bir avantajdır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Uygulamada LED arızasının birincil nedeni nedir?

C: En yaygın neden, yetersiz veya eksik akım sınırlayıcı devre veya LED'in regülesiz bir gerilim kaynağından sürülmesi nedeniyle aşırı akımdır. Aşırı lehim ısısı veya yüksek ortam sıcaklığında çalışmadan kaynaklanan termal aşırı yüklenme bir diğer ana faktördür.

S: Bu LED'i doğrudan 3.3V veya 5V mantık kaynağından sürebilir miyim?

C: Hayır. Her zaman seri bir akım sınırlayıcı direnç kullanmalısınız. Örneğin, 5V besleme ve 20mA'de tipik VF=2.0V ile gerekli direnç (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 Ohm olacaktır. Güvenli akımı sağlamak için her zaman maksimum VF için hesaplama yapın.

S: Depolama ve pişirme (bake) bilgisi neden bu kadar önemli?

C: SMD paketleri havadan nem emebilir. Yüksek sıcaklıktaki reflow lehimleme işlemi sırasında, hapsolmuş bu nem hızla buharlaşarak epoksi reçine paketini çatlatabilecek ("patlamış mısır" etkisi) iç basınç oluşturabilir ve bu da anında veya gizli arızaya yol açabilir.

S: Etiketteki sınıf kodlarını nasıl yorumlarım?

C: CAT kodu ışık şiddeti sınıfına (örn. Q1), HUE kodu baskın dalga boyu sınıfına (örn. D4) ve REF kodu ileri gerilim sınıfına (örn. 1) karşılık gelir. Aynı sınıf kodlarından parçalar seçmek, bir üretim partisi içinde minimum değişkenlik sağlar.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Örnek: Düzgün parlaklığa sahip bir durum göstergesi paneli tasarımı.Bir tasarımcı, 20 sarı LED göstergeli bir kontrol paneli oluşturmaktadır. Tüm LED'lerin eşit parlaklıkta görünmesini sağlamak için, aynı ışık şiddeti sınıfından LED'ler belirler (örn. hepsi Q1 sınıfından: 72-90 mcd). Sürücü devre tasarımını basitleştirmek ve tutarlı akım sağlamak için, aynı ileri gerilim sınıfından LED'ler de belirler (örn. hepsi 1 sınıfından: 1.95-2.15V). Besleme gerilimi toleransları olsa bile hiçbir LED'in 20mA'yi aşmamasını garanti etmek için, o sınıftaki maksimum VF'yi (2.15V) kullanarak tek bir akım sınırlayıcı direnç değeri hesaplar. Geniş 140 derecelik görüş açısı, göstergelerin çeşitli operatör pozisyonlarından görülebilmesini sağlar. Küçük 17-21 paketi, göstergeleri yoğun bir PCB üzerinde birbirine çok yakın yerleştirmelerine olanak tanır.

12. Çalışma Prensibi Giriş

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), elektrolüminesans yoluyla ışık yayan yarı iletken cihazlardır. P-n jonksiyonuna ileri gerilim uygulandığında, n-tipi malzemeden gelen elektronlar, aktif bölgede p-tipi malzemeden gelen boşluklarla yeniden birleşir. Bu özel parlak sarı LED için, yarı iletken malzeme AlGaInP'dir. Bu bileşik yarı iletkenin enerji bant aralığı, yayılan fotonların dalga boyunu (rengini) belirler. Bu durumda, bant aralığı, insan gözünün parlak sarı olarak algıladığı yaklaşık 591 nm merkezli dalga boyuna sahip fotonlar üretecek şekilde tasarlanmıştır. Su berraklığındaki epoksi reçine kapsül, yarı iletken çipi korur ve bir lens görevi görerek ışık çıkışını belirtilen 140 derecelik görüş açısına şekillendirir.

13. Teknoloji Trendleri

Gösterge ve arka aydınlatma LED'lerindeki trend, daha yüksek verimlilik (birim elektrik gücü başına daha fazla ışık çıkışı), giderek daha kompakt cihazlara olanak tanıyan daha küçük paket boyutları ve sıcaklık ve ömür boyunca gelişmiş renk tutarlılığı ve kararlılığı yönünde devam etmektedir. Bu ürünün RoHS, REACH ve halojensiz uyumluluğuyla kanıtlandığı gibi, çevre dostu malzemeler ve üretim süreçlerinin daha geniş benimsenmesine yönelik güçlü bir itici güç de vardır. Akım sınırlayıcı direnci veya koruma diyotlarını LED paketinin kendi içine entegre etmek gibi entegrasyon, devre tasarımını basitleştirmek ve kart alanından tasarruf etmek için devam eden bir başka trenddir. Sarı LED'ler için, AlGaInP, daha iyi verimlilik ve daha sıkı dalga boyu kontrolü sağlamak için epitaksiyel büyüme süreçlerinde devam eden iyileştirmelerle, baskın yüksek performanslı malzeme teknolojisi olarak kalmaktadır.