SMD LED 19-21/Y2C-CP1Q2B/3T Veri Sayfası - Boyut 2.0x1.25x0.8mm - Gerilim 1.75-2.35V - Renk Parlak Sarı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürüne Genel Bakış

19-21/Y2C-CP1Q2B/3T, kompakt boyut ve güvenilir performans gerektiren modern elektronik uygulamalar için tasarlanmış bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'dir. Bu bileşen, parlak sarı bir ışık çıktısı üretmek için AlGaInP (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfit) yarı iletken çip kullanır. LED, ışık çıkışını artıran ve çevresel koruma sağlayan su berraklığında bir reçine paket içine alınmıştır. Başlıca avantajları arasında, geleneksel kurşun çerçeveli LED'lere kıyasla önemli ölçüde azaltılmış ayak izi, baskılı devre kartları (PCB'ler) üzerinde daha yüksek paketleme yoğunluğu, depolama gereksinimlerinin azalması ve nihayetinde son ekipmanların küçültülmesine katkıda bulunması yer alır. Hafif yapısı, aynı zamanda taşınabilir ve minyatür uygulamalar için ideal kılar.

1.1 Temel Özellikler ve Uygunluk

• Otomatik yerleştirme montaj ekipmanları ile uyumluluk için 7 inç çapında bir makaraya sarılı 8mm şerit üzerinde paketlenmiştir.
• Standart kızılötesi (IR) ve buhar fazı reflow lehimleme işlemleri ile kullanım için tasarlanmıştır.
• Parlak sarı ışık yayan tek renk tipi.
• Kurşunsuz (Pb-free) malzemelerle üretilmiştir.
• Ürün, RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktifine uygundur.
• AB REACH (Kimyasalların Kaydı, Değerlendirilmesi, İzin Verilmesi ve Kısıtlanması) düzenlemelerine uygunluk.
• Halojensiz yapı, Brom (Br) ve Klor (Cl) için sınırlar ayrı ayrı <900 ppm ve toplamda <1500 ppm olarak belirlenmiştir.

2. Teknik Özellikler Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu koşullar altında çalışma garanti edilmez. Tüm değerler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir.

• Ters Gerilim (VR):5 V. Ters öngerilimde bu voltajın aşılması, eklem bozulmasına neden olabilir.
• Sürekli İleri Akım (IF):25 mA. Sürekli olarak uygulanabilecek maksimum DC akım.
• Tepe İleri Akım (IFP):60 mA. Bu, yalnızca 1 kHz frekansta 1/10 görev döngüsü altında izin verilen maksimum palslı ileri akımdır. Kısa, yüksek yoğunluklu flaşlar içeren uygulamalar için çok önemlidir.
• Güç Dağılımı (Pd):60 mW. Cihazın ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç, İleri Gerilim (VF) çarpı İleri Akım (IF) olarak hesaplanır.
• Elektrostatik Deşarj (ESD) İnsan Vücudu Modeli (HBM):2000 V. Bu değer, LED'in statik elektriğe duyarlılığını gösterir. Montaj ve taşıma sırasında uygun ESD işlem prosedürleri takip edilmelidir.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı (Topr):-40°C ila +85°C. Cihazın çalışması için tasarlandığı ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı (Tstg):-40°C ila +90°C.
• Lehimleme Sıcaklığı (Tsol):Reflow lehimleme için, maksimum 10 saniye için 260°C'lik bir tepe sıcaklığı belirtilmiştir. El lehimlemesi için, havya ucu sıcaklığı her terminal için maksimum 3 saniye boyunca 350°C'yi geçmemelidir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bu parametreler, LED'in normal çalışma koşulları altındaki performansını tanımlar, tipik olarak aksi belirtilmedikçe Ta=25°C ve IF=20mA'de ölçülür.

• Işık Şiddeti (Iv):Minimum 45.0 mcd ile maksimum 112.0 mcd arasında değişir. Tipik değer, sınıflandırma koduna bağlı olarak bu aralıkta yer alır (Bkz. Bölüm 3).
• Görüş Açısı (2θ1/2):Yaklaşık 100 derece. Bu, ışık şiddetinin 0 derecedeki (eksen üzeri) şiddetin yarısı olduğu tam açıdır.
• Tepe Dalga Boyu (λp):Tipik olarak yaklaşık 591 nm civarındadır. Bu, spektral güç dağılımının maksimuma ulaştığı dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λd):585.5 nm ile 591.5 nm arasında değişir. Bu, insan gözünün LED'in ışığının rengiyle eşleşen tek dalga boyudur.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):Tipik olarak 15 nm. Bu, maksimum yoğunluğun yarısındaki spektrum genişliğidir (Yarım Maksimum Tam Genişlik - FWHM).
• İleri Gerilim (VF):1.75 V ile 2.35 V arasında değişir. Belirtilen ileri akımda çalışırken LED üzerindeki voltaj düşüşü.
• Ters Akım (IR):5V ters gerilim uygulandığında maksimum 10 μA. Cihaz ters öngerilimde çalıştırılmak üzere tasarlanmamıştır.

Önemli Notlar:Toleranslar, Işık Şiddeti için ±%11, Baskın Dalga Boyu için ±1nm ve İleri Gerilim için ±0.1V olarak belirtilmiştir. Ters Gerilim değeri yalnızca IR test koşulu için geçerlidir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde tutarlı renk ve parlaklık sağlamak için, LED'ler temel parametrelere göre sınıflara ayrılır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Sınıflar, IF=20mA'deki minimum ve maksimum ışık şiddetini tanımlar.

P1: 45.0 - 57.0 mcd

P2: 57.0 - 72.0 mcd

Q1: 72.0 - 90.0 mcd

Q2: 90.0 - 112.0 mcd

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Sınıflar, renk tutarlılığını tanımlar.

D3: 585.5 - 588.5 nm

D4: 588.5 - 591.5 nm

3.3 İleri Gerilim Sınıflandırması

Sınıflar, akım regülasyonu için devre tasarımına yardımcı olur.

0: 1.75 - 1.95 V

1: 1.95 - 2.15 V

2: 2.15 - 2.35 V

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, tasarım için gerekli olan birkaç karakteristik eğri sağlar.

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

Bu eğri, akım ve gerilim arasındaki üstel ilişkiyi gösterir. Açma eşiğinin ötesindeki küçük bir gerilim artışı, büyük bir akım artışına neden olur. Bu, uygulama devresinde termal kaçak ve cihaz arızasını önlemek için bir akım sınırlayıcı direnç veya sabit akım sürücüsünün kritik ihtiyacını vurgular.

4.2 Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı

Bir LED'in ışık çıktısı, eklem sıcaklığı arttıkça azalır. Eğri tipik olarak, düşük sıcaklıklardan yaklaşık 25°C'ye kadar yoğunlukta kademeli bir düşüş, ardından daha yüksek ortam sıcaklıklarında daha belirgin bir azalma gösterir. Bu, LED'in yüksek sıcaklık ortamlarında çalıştığı tasarımlarda yeterli parlaklığı sağlamak için dikkate alınmalıdır.

4.3 Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım

Bu eğri, ışık çıktısının ileri akımla arttığını, ancak doğrusal olmadığını gösterir. Verimlilik (vat başına lümen) genellikle mutlak maksimum değerden daha düşük bir akımda zirve yapar. Bu optimal noktanın üzerinde çalışmak verimliliği azaltır ve daha fazla ısı üretir.

4.4 Spektrum Dağılımı

Grafik, bağıl yoğunluğu dalga boyuna karşı çizer, tipik 15 nm bant genişliği ile sarı bölgede (~591 nm) tek bir tepe gösterir ve tek renkli doğasını doğrular.

4.5 Radyasyon Deseni

Bir polar diyagram, ışığın uzaysal dağılımını gösterir. 19-21 paketi tipik olarak lambertiyen veya yakın lambertiyen bir desen sergiler, gösterge ve arka aydınlatma uygulamaları için uygun geniş, eşit bir görüş açısı sağlar.

4.6 İleri Akım Düşürme Eğrisi

Bu eğri, ortam sıcaklığının bir fonksiyonu olarak izin verilen maksimum sürekli ileri akımı belirler. Ortam sıcaklığı yükseldikçe, eklem sıcaklığını sınırlar içinde tutmak ve hızlanmış bozulmayı önlemek için maksimum güvenli akım azaltılmalıdır.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

19-21 SMD LED, kompakt dikdörtgen bir ayak izine sahiptir. Ana boyutlar (mm cinsinden, belirtilmediği sürece tolerans ±0.1mm) yaklaşık 2.0 mm gövde uzunluğu, 1.25 mm genişlik ve 0.8 mm yükseklik içerir. Paket, lehimleme için altta iki anot ve katot terminaline sahiptir. Paket üzerinde, doğru PCB yönlendirmesi için çok önemli olan bir katot tanımlama işareti açıkça belirtilmiştir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Akım Koruması

Harici bir akım sınırlayıcı mekanizma (direnç veya sürücü IC) zorunludur. LED'in üstel I-V karakteristiği, küçük besleme voltajı dalgalanmalarının büyük akım dalgalanmalarına neden olabileceği ve anlık arızaya yol açabileceği anlamına gelir.

6.2 Depolama ve Nem Duyarlılığı

LED'ler, nem geçirmez bariyer torbalarında nem alıcı ile paketlenmiştir.

- Kullanıma hazır olana kadar torbayı açmayın.

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

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

- Zemin ömrü aşılırsa veya nem alıcı nem girişini gösteriyorsa, reflow lehimlemeden önce "patlamış mısır" hasarını önlemek için 60±5°C'de 24 saat boyunca kurutma gereklidir.

6.3 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz (Pb-free) bir reflow profili belirtilmiştir:

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

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

- Tepe Sıcaklığı: Maksimum 260°C, 10 saniyeden fazla değil.

- Isıtma Oranı: 255°C'ye kadar maksimum 6°C/saniye.

- Soğutma Oranı: Maksimum 3°C/saniye.

- Reflow işlemi ikiden fazla yapılmamalıdır.

6.4 El Lehimleme ve Yeniden İşleme

El lehimleme gerekliyse, uç sıcaklığı ≤350°C olan bir lehim havya kullanın, her terminale ≤3 saniye ısı uygulayın ve güç derecesi ≤25W olan bir havya kullanın. Terminaller arasında en az 2 saniyelik bir soğutma aralığı bırakın. Yeniden işleme kesinlikle tavsiye edilmez. Kaçınılmazsa, paket üzerindeki mekanik stresi önlemek için çıkarma sırasında her iki terminali aynı anda ısıtmak için çift uçlu bir lehim havya kullanılmalıdır. Herhangi bir yeniden işlemeden sonra cihaz işlevselliğini her zaman doğrulayın.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

Bileşenler, 8 mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde, standart 7 inç (178 mm) çapında bir makaraya sarılı olarak tedarik edilir. Her makara 3000 adet içerir. Otomatik besleyicilerle uyumluluğu sağlamak için taşıyıcı şerit cepleri ve makaranın detaylı boyutları sağlanmıştır.

7.2 Etiket Açıklaması

Makara etiketi, izlenebilirlik ve doğru uygulama için kritik bilgiler içerir:

- CPN:Müşteri Parça Numarası (atanmışsa).

- P/N:Üretici Parça Numarası (örn., 19-21/Y2C-CP1Q2B/3T).

- QTY:Makara üzerindeki parça miktarı.

- CAT:Işık Şiddeti sınıf kodu (örn., P1, Q2).

- HUE:Renklilik/Baskın Dalga Boyu sınıf kodu (örn., D3, D4).

- REF:İleri Gerilim sınıf kodu (örn., 0, 1, 2).

- LOT No:Kalite takibi için üretim parti numarası.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Arka Aydınlatma:Gösterge panelleri, kontrol panelleri ve tüketici elektroniğindeki semboller, anahtarlar ve küçük alanların arka aydınlatması için idealdir.
• Durum Göstergeleri:Telekomünikasyon ekipmanlarında (telefonlar, faks), ağ donanımında ve endüstriyel kontrollerde güç, bağlantı veya işlev durumu göstergeleri için mükemmeldir.
• Genel Amaçlı Gösterge:Kompakt, parlak, sarı bir görsel sinyal gerektiren herhangi bir uygulama için uygundur.

8.2 Tasarım Hususları

• Akım Sürücü:Her zaman bir seri direnç veya sabit akım sürücü kullanın. Direnç değerini R = (Vsupply - VF) / IF kullanarak hesaplayın, burada VF, en kötü durum koşullarında akımın sınırları aşmamasını sağlamak için sınıf veya veri sayfasındaki maksimum değerden seçilmelidir.
• Termal Yönetim:Paket küçük olsa da, özellikle maksimum değerlere yakın çalışırken veya yüksek ortam sıcaklıklarında, ısıyı dağıtmak için yeterli PCB bakır alanı veya termal ped altında termal viyalar (varsa) sağlayın.
• ESD Koruması:LED kullanıcı tarafından erişilebilir bir konumdaysa, giriş hatlarında ESD koruması uygulayın. Taşıma ve montaj sırasında, topraklanmış çalışma istasyonları ve bileklikler kullanın.
• Optik Tasarım:Geniş görüş açısı, geniş görünürlük gerektiren uygulamalar için uygun kılar. Odaklanmış ışık için harici lensler veya ışık kılavuzları gerekli olabilir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

19-21/Y2C-CP1Q2B/3T, kategorisinde birkaç avantaj sunar:

Boyut Avantajı:2.0x1.25mm ayak izi, geleneksel 3mm veya 5mm delikli LED'lerden önemli ölçüde daha küçüktür, daha yoğun PCB düzenleri sağlar.

Malzeme Teknolojisi:AlGaInP yarı iletken malzemenin kullanımı, eski teknolojilere kıyasla sarı/turuncu/kırmızı spektrumda yüksek verimlilik ve mükemmel renk saflığı sağlar.

Güvenilirlik:SMD yapısı ve sağlam paketleme, iyi mekanik stabilite ve titreşime karşı direnç sağlar.

Uygunluk:RoHS, REACH ve halojensiz standartlara tam uyum, katı çevre düzenlemelerine sahip küresel pazarlar için uygun kılar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S1: Sınıflandırma kodlarının amacı nedir?

C1: Sınıflandırma, bir üretim partisi içinde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlar. Tekdüze görünüm gerektiren uygulamalar için (örn., çoklu LED dizileri), sıkı sınıflar belirtmek veya aynı partiden sipariş vermek önerilir.

S2: Bu LED'i doğrudan 3.3V veya 5V mantık kaynağından sürebilir miyim?

C2: Hayır. Her zaman bir akım sınırlayıcı direnç kullanmalısınız. Örneğin, 3.3V besleme ve 20mA'de tipik VF=2.0V ile direnç değeri (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 Ohm olur. Standart 68 Ohm'luk bir direnç uygun olur.

S3: Nem bariyer torbası açıldıktan sonra neden katı bir 7 günlük zemin ömrü var?

C3: SMD paketleri atmosferden nem emebilir. Yüksek sıcaklıklı reflow lehimleme işlemi sırasında, hapsolmuş bu nem hızla buharlaşarak iç katman ayrılmasına veya çatlamaya ("patlamış mısır etkisi") neden olabilir ve bu da cihazı yok eder.

S4: Katodu nasıl tanımlarım?

C4: Paketin belirgin bir katot işareti vardır. 19-21 paketinde, bu tipik olarak katot terminalinin yanında yeşil bir şerit, bir çentik veya pahlı bir köşedir. Spesifik işaretleme için her zaman paket boyut çizimine başvurun.

11. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

Senaryo:Taşınabilir bir tıbbi cihaz için 10 sarı LED'li kompakt bir durum göstergesi paneli tasarlama.

Tasarım Adımları:

1. Devre Tasarımı:Ortak bir 3.3V rayı kullanın. En kötü durum seri direncini hesaplayın: R = (3.3V - 2.35V_{maks VF}) / 0.020A = 47.5 Ohm. Standart 47 Ohm, 1/10W'luk bir direnç seçin. Bu, LED minimum VF'ye sahip olsa bile akımın asla 20.2 mA'yi aşmamasını sağlar.

2. PCB Yerleşimi:LED'leri, bireysel görünürlük için en az 5mm merkezden merkeze aralıkla yerleştirin. Isı dağılımına yardımcı olmak için katot pedlerine bağlı küçük bir bakır döküm ekleyin. Montaj netliği için şerit çizgisi ana hatları ve polarite işaretleri (anot için +, katot için - veya katot sembolü) ekleyin.

3. Montaj:Tüm LED'leri aynı ışık şiddeti (örn., Q1 sınıfı) ve baskın dalga boyu (örn., D4 sınıfı) sınıfından sipariş ederek tekdüze parlaklık ve renk sağlayın. PCB montajını, LED'lerin nem bariyer torbası açıldıktan hemen sonra kullanılacak şekilde planlayın.

4. Test:Tasarlanan çalışma koşulları altında panelden bir numunenin ileri gerilimini ve ışık çıktısını doğrulayın.

12. Çalışma Prensibi

Bu LED'de ışık yayılımı, AlGaInP'den yapılmış bir yarı iletken p-n ekleminde elektrolüminesansa dayanır. Eklemin dahili potansiyelini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler aktif bölgeye enjekte edilir. Orada, yeniden birleşirler ve enerjiyi fotonlar şeklinde serbest bırakırlar. AlGaInP alaşımının spesifik bant aralığı enerjisi, yayılan ışığın dalga boyunu belirler, bu durumda sarı spektrumdadır (~591 nm). Su berraklığındaki epoksi reçine kapsülleyici, çipi korur, mekanik destek sağlar ve ışık çıktı desenini şekillendirir.

13. Teknoloji Trendleri

19-21 serisi gibi SMD LED'lerdeki trend şu yönde devam etmektedir:

Artırılmış Verimlilik:Epitaksiyel büyüme ve çip tasarımındaki sürekli iyileştirmeler, aynı ışık çıktısı için güç tüketimini azaltarak vat başına daha yüksek lümen (lm/W) sağlar.

Küçültme:Ultra kompakt cihazlar için daha da küçük paket boyutları (örn., 1.0x0.5mm) geliştirilmektedir.

Geliştirilmiş Güvenilirlik:Geliştirilmiş paketleme malzemeleri ve süreçleri, daha uzun çalışma ömrü ve yüksek sıcaklık ve nem altında daha iyi performans sağlar.

Akıllı Entegrasyon:Daha geniş pazar, entegre sürücülü veya kontrol devreli LED'lerde büyüme görüyor, ancak 19-21 gibi standart ayrık bileşenler, uygun maliyetli, yüksek hacimli gösterge ve arka aydınlatma uygulamaları için temel kalıyor.