SMD LED 19-213 Parlak Sarı Yeşil Veri Sayfası - 2.0x1.25x0.8mm Paket - 2.0V Gerilim - 60mW Güç - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

19-213, modern ve kompakt elektronik uygulamalar için tasarlanmış bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'dir. Parlak Sarı Yeşil ışık çıkışı üretmek için AlGaInP (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfür) yarı iletken çip kullanır. Bu bileşenin temel avantajı, baskılı devre kartı (PCB) boyutunda ve genel ekipman ölçülerinde önemli azalmalar sağlayan minyatür ayak izidir. Hafif yapısı, ayrıca, alan ve ağırlığın kritik kısıtlamalar olduğu uygulamalar için uygun hale getirir. LED, 7 inç çapında bir makaraya sarılmış 8mm bant üzerinde paketlenmiştir ve bu da onu yüksek hızlı otomatik yerleştirme montaj ekipmanlarıyla tam uyumlu hale getirir. Tek renkli, kurşunsuz (Pb-free) bir bileşendir ve RoHS, EU REACH ve halojensiz standartlar (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm) dahil olmak üzere önemli çevre düzenlemelerine uyar.

2. Teknik Özellikler Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu koşullar altında çalışma garanti edilmez. Mutlak maksimum değerler, 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir. Maksimum ters gerilim (VR) 5V'dur. Sürekli ileri akım (IF) 25 mA'yi aşmamalıdır. Darbe çalışması için, %1/10 görev döngüsü ve 1 kHz frekansta 60 mA'lik bir tepe ileri akımına (IFP) izin verilir. Maksimum güç dağılımı (Pd) 60 mW'dır. Cihaz, İnsan Vücudu Modeline (HBM) göre 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 olup biraz daha geniştir. Lehimleme için, 10 saniye boyunca 260°C tepe sıcaklığına sahip bir reflow profili veya maksimum 3 saniye boyunca 350°C'de el lehimlemesi belirtilmiştir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Tipik performans, Ta=25°C ve 20 mA ileri akım (IF) altında ölçülür. Işık şiddeti (Iv), bin kodlarıyla tanımlanan tipik bir aralığa sahiptir; minimum 45.0 mcd, maksimum 112.0 mcd'dir. Şiddetin eksenel değerin yarısı olduğu görüş açısı (2θ1/2), geniş 120 derecedir. Tepe dalga boyu (λp) tipik olarak 575 nm'dir ve baskın dalga boyu (λd) 569.5 nm'den 577.5 nm'ye kadar uzanır ve belirli bin'lere ayrılır. Spektral bant genişliği (Δλ) yaklaşık 20 nm'dir. İleri gerilim (VF) tipik olarak 2.0V, maksimum 2.35V'dur. 5V'luk bir ters gerilim (VR) uygulandığında, ters akım (IR) maksimum 10 μA'dır. Cihazın ters öngerilim altında çalışmak için tasarlanmadığını not etmek çok önemlidir; VR derecesi yalnızca IR ölçülürken test koşulları içindir.

3. Sınıflandırma (Binning) Sistemi Açıklaması

Parlaklık ve renk tutarlılığını sağlamak için LED'ler, ana parametrelere göre sınıflara ayrılır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Işık çıkışı, IF=20mA'de ölçüldüğünde dört sınıfa (P1, P2, Q1, Q2) ayrılır. P1 sınıfı 45.0 ila 57.0 mcd'yi, P2 sınıfı 57.0 ila 72.0 mcd'yi, Q1 sınıfı 72.0 ila 90.0 mcd'yi ve Q2 sınıfı 90.0 ila 112.0 mcd'yi kapsar. Işık şiddeti için ±%11'lik bir tolerans uygulanır.

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Baskın dalga boyu ile tanımlanan renk, IF=20mA'de dört sınıfa (C16, C17, C18, C19) ayrılır. C16 sınıfı 569.5 ila 571.5 nm, C17 sınıfı 571.5 ila 573.5 nm, C18 sınıfı 573.5 ila 575.5 nm ve C19 sınıfı 575.5 ila 577.5 nm aralığındadır. Baskın dalga boyu için ±1nm'lik sıkı bir tolerans korunur.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, devre tasarımı ve termal yönetim için gerekli olan çeşitli karakteristik eğriler sağlar.

4.1 Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım Grafiği

Bu eğri, ışık çıkışının ileri akımla nasıl arttığını gösterir. Doğrusal değildir ve tasarımcılar, istenen parlaklık için uygun çalışma akımını seçmek ve mutlak maksimum değerleri aşmadıklarından emin olmak için bu grafiğe başvurmalıdır.

4.2 Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı Grafiği

Bu grafik, ışık çıkışının termal düşüşünü gösterir. Ortam sıcaklığı arttıkça, ışık verimliliği azalır. Bu, yüksek sıcaklık ortamlarında çalışan uygulamalar için kritiktir, çünkü optik veya elektriksel telafi gerektirebilir.

4.3 İleri Gerilim - İleri Akım Grafiği

IV (Akım-Gerilim) karakteristik eğrisi, akım sınırlayıcı devre tasarımı için temeldir. Üstel ilişkiyi gösterir ve gerekli seri direnç değerinin veya sabit akım sürücü özelliklerinin hesaplanmasına yardımcı olur.

4.4 Spektrum Dağılımı

Spektral güç dağılım eğrisi, LED'in tek renkli doğasını doğrular ve 575 nm civarında merkezlenmiş tek bir tepe gösterir; bu da onun Parlak Sarı Yeşil rengini tanımlar.

4.5 Işınım Deseni

Polar diyagram, ışık şiddetinin uzaysal dağılımını tasvir eder. 120° görüş açısı burada doğrulanır ve geniş alan aydınlatması için uygun, neredeyse Lambert yayılım deseni gösterir.

4.6 İleri Akım Düşürme Eğrisi

Bu, güvenilirlik için tartışmasız en önemli grafiktir. Ortam sıcaklığının bir fonksiyonu olarak izin verilen maksimum sürekli ileri akımı gösterir. Sıcaklık yükseldikçe, cihazın güvenli çalışma alanı ve güç dağılımı limitleri içinde kalmak için maksimum akım azaltılmalıdır.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

LED, kompakt bir SMD paketine sahiptir. Ana boyutlar arasında gövde uzunluğu 2.0 mm, genişlik 1.25 mm ve yükseklik 0.8 mm bulunur. Anot ve katot terminalleri açıkça işaretlenmiştir. Belirtilmemiş tüm toleranslar ±0.1 mm'dir. Boyut çizimi, CAD yazılımında PCB pad deseninin (footprint) oluşturulması için gereklidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz lehimleme için belirli bir sıcaklık profili takip edilmelidir. Ön ısıtma bölgesi 60-120 saniye boyunca 150°C ile 200°C arasında olmalıdır. Lehim sıvılaşma sıcaklığının (217°C) üzerindeki süre 60-150 saniye olmalıdır. Tepe sıcaklığı 260°C'yi aşmamalıdır ve bu tepe noktasının 5°C içindeki süre maksimum 10 saniye olmalıdır. Maksimum ısıtma hızı 3°C/sn, maksimum soğutma hızı 6°C/sn'dir. Reflow lehimleme ikiden fazla yapılmamalıdır.

6.2 El Lehimlemesi

El lehimlemesi kaçınılmazsa, havya ucu sıcaklığı 350°C'nin altında olmalı ve her terminal için temas süresi 3 saniyeyi aşmamalıdır. Düşük güçlü bir lehim havya (≤25W) önerilir. Termal şoku önlemek için her terminal lehimlendikten sonra en az 2 saniyelik bir aralık bırakılmalıdır.

6.3 Depolama ve Nem Hassasiyeti

Bileşenler, nem geçirmez bir torbada kurutucu ile paketlenmiştir. Parçalar kullanıma hazır olana kadar torba açılmamalıdır. Açıldıktan sonra, kullanılmayan LED'ler ≤30°C ve ≤%60 Bağıl Nem (RH) koşullarında depolanmalı ve 168 saat (7 gün) içinde kullanılmalıdır. Bu süre aşılırsa veya kurutucu göstergesi renk değiştirirse, kullanımdan önce 60±5°C'de 24 saat boyunca bir kurutma (baking) işlemi gereklidir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Makara ve Bant Özellikleri

LED'ler, 7 inç (178 mm) çapında bir makarada kabartmalı taşıyıcı bant üzerinde tedarik edilir. Makara genişliği 13.0 mm, göbek çapı 44.4 mm'dir. Her makara 3000 adet içerir. Taşıyıcı bant cep boyutları, 2.0x1.25 mm'lik paketi güvenli bir şekilde tutacak şekilde tasarlanmıştır.

7.2 Etiket Bilgisi

Paketleme etiketi, izlenebilirlik ve doğru uygulama için kritik bilgileri içerir: Müşteri Ürün Numarası (CPN), Ürün Numarası (P/N), Paketleme Miktarı (QTY), Işık Şiddeti Derecesi (CAT), Renk/Baskın Dalga Boyu Derecesi (HUE), İleri Gerilim Derecesi (REF) ve Parti Numarası (LOT No).

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulamalar

Parlak Sarı Yeşil renk ve geniş görüş açısı, bu LED'i durum göstergesi ve arka aydınlatma için ideal kılar. Yaygın kullanımlar arasında gösterge paneli ve anahtarlar için arka aydınlatma, telefon ve faks makinesi gibi telekomünikasyon cihazlarında gösterge ve tuş takımı arka aydınlatması, küçük LCD'ler ve semboller için düz arka aydınlatma ve genel amaçlı gösterge uygulamaları bulunur.

8.2 Tasarım Hususları

Akım Sınırlama:Harici bir akım sınırlayıcı direnç zorunludur. Üstel IV karakteristiği, gerilimdeki küçük bir artışın, akımda büyük ve zarar verici bir artışa neden olabileceği anlamına gelir. Direnç değeri, besleme gerilimi, LED'in tipik ileri gerilimi (2.0V) ve istenen çalışma akımı (≤25 mA) temel alınarak hesaplanmalıdır.

Termal Yönetim:ESD Koruması:

2000V HBM için derecelendirilmiş olsa da, montaj sırasında standart ESD işleme önlemlerine uyulmalıdır.Optik Tasarım:

120° görüş açısı geniş bir kapsama sağlar. Odaklanmış ışık için ikincil optikler (lensler) gerekli olacaktır. Su berraklığındaki reçine lens, iyi bir ışık çıkarma sağlar.9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Eski delikli LED paketleriyle karşılaştırıldığında, bu SMD tipi, modern minyatürleştirilmiş tasarımları mümkün kılan büyük ölçüde azaltılmış bir ayak izi ve profil sunar. AlGaInP teknolojisi, sarı-yeşil spektrumunda yüksek verimlilik ve doymuş renk sağlar. Geniş 120° görüş açısı, geniş görünürlük gerektiren uygulamalar için dar açılı LED'lere göre önemli bir avantajdır. RoHS, REACH ve halojensiz standartlara uyum, elektronik ürünler için katı küresel çevre gereksinimlerini karşıladığını garanti eder.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Bu LED'i seri direnç olmadan sürebilir miyim?

C: Hayır. Veri sayfası açıkça uyarır: hafif bir gerilim kayması, büyük bir akım değişikliğine ve dolayısıyla yanmaya neden olacaktır. Bir akım sınırlayıcı direnç veya sabit akım sürücü şarttır.

S: Nem geçirmez torbayı açtıktan sonra 7 günlük raf ömrünü aşarsam ne olur?

C: LED'ler nem emebilir, bu da reflow lehimleme sırasında patlama çatlamasına veya tabakalanmaya neden olabilir. Kullanımdan önce 60±5°C'de 24 saat boyunca kurutulmaları (baking) gerekir.

S: Bunu ters gerilim göstergesi olarak kullanabilir miyim?

C: Hayır. Cihaz ters çalışma için tasarlanmamıştır. 5V ters gerilim derecesi, yalnızca sızıntı akımı (IR) ölçülürken test koşulları içindir.

S: Etiketteki sınıf kodlarını (P1, C17 vb.) nasıl yorumlamalıyım?

C: Bu kodlar, ışık şiddeti (P1, P2, Q1, Q2) ve baskın dalga boyu (C16-C19) için garanti edilen aralığı belirtir. Tasarımcılar, uygulamalarının parlaklık ve renk tutarlılığı gereksinimleri için uygun sınıfı seçmelidir.

11. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

3.3V hattından beslenen taşınabilir bir tüketici cihazı için durum göstergesi tasarlamayı düşünün. Amaç, net görülebilen Parlak Sarı Yeşil bir ışıktır.

Adım 1 - Akım Seçimi:

Orta seviye bir parlaklık hedeflenerek, 25 mA maksimumun oldukça altında olan 15 mA'lik bir çalışma akımı seçilir.Adım 2 - Direnç Hesaplama:

Ohm Kanunu kullanılır: R = (V_besleme - Vf_LED) / I_LED. V_besleme = 3.3V, Vf_tipik = 2.0V ve I_LED = 0.015 A ile, R = (3.3 - 2.0) / 0.015 = 86.67 Ω. 91 Ω veya 82 Ω'luk en yakın standart değer seçilebilir, bu da akımı hafifçe ayarlar.Adım 3 - Güç Derecesi:

Dirençte harcanan güç P_R = I²R = (0.015)² * 91 = 0.0205 W. Standart 1/10W (0.1W) direnç fazlasıyla yeterlidir.Adım 4 - Termal Kontrol:

Cihazın güç dağılımı P_LED = Vf * I = 2.0V * 0.015A = 30 mW. Düşürme eğrisine göre, beklenen maksimum ortam sıcaklığı 50°C'de, izin verilen akım hala 25 mA'nin üzerindedir, bu nedenle 15 mA güvenlidir.Adım 5 - PCB Yerleşimi:

2.0x1.25mm paketine uyan bir footprint oluşturulur. Pad'lere bağlanan küçük termal rahatlatma bağlantıları, reflow'u zorlaştırabilecek büyük bir soğutucu görevi görmeden, lehimlemeye ve ısı dağılımına yardımcı olabilir.12. Çalışma Prensibi

Bu LED, bir yarı iletken p-n ekleminde elektrolüminesans prensibiyle çalışır. Aktif bölge AlGaInP'den oluşur. 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 foton formunda salarlar. AlGaInP alaşımının spesifik bant aralığı enerjisi, yayılan ışığın dalga boyunu belirler; bu durumda Parlak Sarı Yeşil (~575 nm) karşılık gelir. Su berraklığındaki epoksi reçine kapsül, yarı iletken die'yi korur, mekanik stabilite sağlar ve ışık çıkış huzmesini belirtilen 120 derecelik görüş açısına göre şekillendirir.

13. Teknoloji Trendleri

19-213 gibi SMD LED'lerin gelişimi, elektronikte minyatürleşme, artan güvenilirlik ve otomatik montaj yönündeki daha geniş trendin bir parçasıdır. AlGaInP teknolojisi, yüksek parlaklıklı kırmızı, turuncu, sarı ve yeşil LED'ler üretmek için olgun ve verimli bir çözümü temsil eder. Epitaksiyel büyüme ve daha geniş spektrumlar için fosfor dönüşümü gibi yarı iletken malzemelerdeki devam eden araştırmalar, verimlilik, renk geri verimi ve güç yoğunluğu sınırlarını zorlamaya devam etmektedir. Ayrıca, paketleme yenilikleri, daha küçük ayak izlerinden daha yüksek sürüş akımlarına izin vermek ve zorlu çevre koşulları altında güvenilirliği artırmak için termal yönetimi iyileştirmeye odaklanmaktadır. Sürüş elektroniğinin ve çoklu renk çiplerinin tek paketlere entegrasyonu (örneğin, RGB LED'ler), gelişmiş SMD teknolojisi ile mümkün kılınan bir diğer önemli trenddir.

The development of SMD LEDs like the 19-213 is part of the broader trend in electronics towards miniaturization, increased reliability, and automated assembly. AlGaInP technology represents a mature and efficient solution for producing high-brightness red, orange, yellow, and green LEDs. Ongoing research in semiconductor materials, such as further refinements in epitaxial growth and phosphor conversion for broader spectra, continues to push the boundaries of efficiency, color rendering, and power density. Furthermore, packaging innovations focus on improving thermal management to allow higher drive currents from ever-smaller footprints, as well as enhancing reliability under harsh environmental conditions. The integration of drive electronics and multiple color chips into single packages (e.g., RGB LEDs) is another significant trend enabled by advanced SMD technology.