SMD LED 15-21/GHC-YR2U1/3T Veri Sayfası - 2.0x1.25x0.8mm - 3.3V - 95mW - Parlak Yeşil - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

15-21/GHC-YR2U1/3T, modern ve kompakt elektronik uygulamalar için tasarlanmış bir yüzeye montaj cihazı (SMD) ışık yayan diyottur (LED). Bu bileşen, geleneksel bacaklı tip LED'lere kıyasla önemli bir ilerleme sunarak, kart alanı kullanımı ve genel sistem küçültme açısından önemli avantajlar sağlar.

Bu LED'in temel avantajı, minyatür boyutudur. Delikli bileşenlere kıyasla çok daha küçük boyutu, tasarımcıların baskılı devre kartları (PCB) üzerinde daha yüksek paketleme yoğunluğu elde etmesini sağlar. Bu, doğrudan daha küçük kart boyutlarına, bileşen depolama gereksinimlerinin azalmasına ve nihayetinde daha küçük ve hafif son kullanıcı ekipmanlarının oluşturulmasına olanak tanır. SMD paketinin doğal hafif yapısı, ağırlık ve alanın kritik kısıtlamalar olduğu uygulamalar için ideal bir seçimdir.

Bu LED, tek renkli bir tiptir ve parlak yeşil bir ışık yayar. Çevre dostu malzemeler kullanılarak üretilmiştir; kurşunsuzdur ve RoHS, EU REACH ve halojensiz standartlarına (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm) uygundur. Endüstri standardı 8mm bant üzerinde, 7 inç çapında makaralar halinde tedarik edilir, bu da yüksek hızlı otomatik yerleştirme ekipmanlarıyla uyumluluğu garanti eder. Cihaz ayrıca standart kızılötesi ve buhar fazı reflow lehimleme işlemlerine dayanacak şekilde tasarlanmıştır.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak maksimum değerleri anlamak, uzun vadeli güvenilirliği sağlamak ve felaket arızasını önlemek için çok önemlidir. Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları belirtir.

• İleri Akım (IF):25 mA. Bu, normal çalışma koşullarında LED'e uygulanabilecek maksimum sürekli DC akımdır.
• Tepe İleri Akım (IFP):50 mA. Bu değer, %10 görev döngüsü ve 1 kHz frekansta darbe koşullarında geçerlidir. Sürekli akım değerinin aşılması yalnızca bu özel darbe koşullarında izin verilir.
• Güç Dağılımı (Pd):95 mW. Bu, cihazın 25°C ortam sıcaklığında (Ta) ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır. Bu değer, daha yüksek ortam sıcaklıklarında düşürülür.
• Elektrostatik Deşarj (ESD):150 V (İnsan Vücudu Modeli). Montaj ve taşıma sırasında statik elektrikten kaynaklanan hasarı önlemek için uygun ESD işlem prosedürleri izlenmelidir.
• Çalışma Sıcaklığı (Topr):-40°C ila +85°C. Cihazın bu ortam sıcaklığı aralığında çalışacağı garanti edilir.
• Depolama Sıcaklığı (Tstg):-40°C ila +90°C. Cihaz, güç verilmediğinde bu sıcaklık aralığında depolanabilir.
• Lehimleme Sıcaklığı (Tsol):Cihaz, 260°C tepe sıcaklığında 10 saniyeye kadar reflow lehimlemeye dayanabilir. El lehimlemesi için, havya ucu sıcaklığı 350°C'yi geçmemeli ve her terminal için temas süresi 3 saniye ile sınırlandırılmalıdır.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Elektro-optik karakteristikler, belirtilen test koşullarında (Ta=25°C, IF=20mA, aksi belirtilmedikçe) LED'in ışık çıkışını ve elektriksel davranışını tanımlar. Bunlar, tasarım ve performans doğrulaması için anahtar parametrelerdir.

• Işık Şiddeti (Iv):Minimum 140.0 mcd'den maksimum 565.0 mcd'ye kadar değişen bir aralıktır, tipik değer belirli sınıfa bağlıdır. Işık şiddeti toleransı ±%11'dir.
• Görüş Açısı (2θ1/2):130 derece (tipik). Bu geniş görüş açısı, Lambert veya yakın-Lambert yayılım modelini gösterir ve geniş alan aydınlatması gereken uygulamalar için uygundur.
• Tepe Dalga Boyu (λp):518 nm (tipik). Bu, spektral güç dağılımının maksimuma ulaştığı dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λd):520 nm ila 535 nm aralığındadır. Bu, insan gözünün yayılan ışığın rengiyle eşleşen tek dalga boyudur. Tolerans ±1 nm'dir.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):35 nm (tipik). Bu, maksimum yoğunluğun yarısında (Yarım Yükseklikte Tam Genişlik - FWHM) ölçülen yayılan spektrumun genişliğidir.
• İleri Gerilim (VF):2.7V (min) ila 3.7V (max) aralığındadır, 20mA'de tipik değeri 3.3V'dir. Bu parametre, akım sınırlayıcı devre tasarımı için çok önemlidir.
• Ters Akım (IR):5V ters gerilim (VR) uygulandığında maksimum 50 μA'dır. Bu cihazın ters öngerilimde çalışmak üzere tasarlanmadığını not etmek kritiktir; bu test koşulu yalnızca karakterizasyon içindir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler, anahtar parametrelere göre sınıflara ayrılır. 15-21/GHC-YR2U1/3T, iki boyutlu bir sınıflandırma sistemi kullanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Işık şiddeti, altı farklı sınıfa (R2, S1, S2, T1, T2, U1) ayrılır. Her biri, IF=20mA'de milikandela (mcd) cinsinden ölçülen belirli bir minimum ve maksimum yoğunluk aralığını tanımlar. Örneğin, U1 sınıfı 450.0 ila 565.0 mcd aralığındaki en yüksek yoğunluğu temsil ederken, R2 sınıfı 140.0 ila 180.0 mcd aralığındaki en düşük yoğunluğu temsil eder. Ürün kodu \"YR2U1\", baskın dalga boyu (Y) ve ışık şiddeti (U1) için belirli sınıfları gösterir.

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Algılanan rengi tanımlayan baskın dalga boyu, üç sınıfa (X, Y, Z) ayrılır. X sınıfı 520.0-525.0 nm'yi, Y sınıfı 525.0-530.0 nm'yi, Z sınıfı ise 530.0-535.0 nm'yi kapsar. Bu, aynı dalga boyu sınıfından LED'lerin görsel olarak tutarlı bir renkte görünmesini sağlar.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, cihazın değişen koşullar altındaki davranışını gösteren çeşitli karakteristik eğriler sağlar. Bunlar, gelişmiş termal ve optik tasarım için gereklidir.

• İleri Akım - İleri Gerilim (I-V Eğrisi):Bu eğri, akım ve gerilim arasındaki üstel ilişkiyi gösterir. Çalışma noktasını belirlemek ve uygun akım sınırlayıcı dirençler veya sürücüler tasarlamak için kullanılır.
• Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım:Bu grafik, ışık çıkışının sürücü akımıyla nasıl arttığını gösterir. Genellikle doğrusal altı bir ilişki gösterir, burada çok yüksek akımlarda verimlilik düşebilir.
• Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı:Bu kritik eğri, eklem sıcaklığı arttıkça ışık çıkışının düşürülmesini gösterir. Işık şiddeti genellikle sıcaklık arttıkça azalır, bu da yüksek ortam sıcaklıklarında çalışan tasarımlarda dikkate alınmalıdır.
• İleri Akım Düşürme Eğrisi:Bu grafik, ortam sıcaklığının bir fonksiyonu olarak izin verilen maksimum sürekli ileri akımı tanımlar. Sıcaklık arttıkça, cihazın güç dağılımı sınırları içinde kalmak için maksimum akım azaltılmalıdır.
• Spektrum Dağılımı:Bu çizim, 518 nm tepe dalga boyu etrafında merkezlenmiş ve tipik 35 nm bant genişliğine sahip, dalga boyunun bir fonksiyonu olarak bağıl optik gücü gösterir.
• Radyasyon Diyagramı:Bu kutupsal çizim, ışık yoğunluğunun uzaysal dağılımını göstererek 130 derecelik görüş açısını doğrular.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED'in kompakt bir SMD ayak izi vardır. Ana boyutlar arasında yaklaşık 2.0mm uzunluk, 1.25mm genişlik ve 0.8mm yükseklik bulunur. Veri sayfası, pad düzeni, genel boyut ve katot işaretinin konumu dahil detaylı bir boyut çizimi sağlar. Toleranslar, aksi belirtilmedikçe tipik olarak ±0.1mm'dir. Katot, doğru PCB yönlendirmesi için açıkça işaretlenmiştir.

5.2 Paketleme Özellikleri

Cihaz, depolama sırasında ortam neminden kaynaklanan hasarı önlemek için nem geçirmez paketleme ile tedarik edilir. Bileşenler, 15-21 paketi için boyutlandırılmış ceplere sahip taşıyıcı bantlara yüklenir. Bu taşıyıcı bant, standart 7 inç çapında bir makaraya sarılır. Her makarada 3000 adet bulunur. Paketleme, bir nem alıcı içerir ve alüminyum nem geçirmez bir torba içinde mühürlenir. Torba etiketi, ürün numarası (P/N), miktar (QTY), ışık şiddeti derecesi (CAT), renk tonu/dalga boyu derecesi (HUE), ileri gerilim derecesi (REF) ve parti numarası (LOT No) gibi kritik bilgileri içerir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Uygun taşıma ve lehimleme, güvenilirlik için hayati öneme sahiptir. Ana önlemler şunları içerir:

• Akım Sınırlama:Harici bir akım sınırlayıcı direnç zorunludur. LED'in üstel I-V karakteristiği, küçük bir gerilim değişikliğinin büyük bir akım dalgalanmasına neden olabileceği ve anında arızaya yol açabileceği anlamına gelir.
• Nem Hassasiyeti:Cihaz, nem bariyerli bir torbada paketlenmiştir. Açıldıktan sonra, LED'ler ≤30°C ve ≤%60 RH koşullarında depolanırsa 168 saat (7 gün) içinde kullanılmalıdır. Kullanılmayan parçalar nem alıcı ile yeniden torbalanmalıdır. Maruz kalma süresi aşılırsa veya nem alıcı göstergesi renk değiştirdiyse, reflow lehimlemeden önce 60±5°C'de 24 saat boyunca kurutma gereklidir.
• Reflow Lehimleme Profili:Kurşunsuz bir reflow profili belirtilmiştir. Ana parametreler arasında 150-200°C arasında 60-120 saniyelik bir ön ısıtma aşaması, likidüs üzeri süre (217°C) 60-150 saniye ve 10 saniyeyi geçmeyen 260°C'yi aşmayan bir tepe sıcaklığı bulunur. Maksimum ısıtma hızı 6°C/sn, maksimum soğutma hızı ise 3°C/sn'dir. Reflow işlemi iki kereden fazla yapılmamalıdır.
• El Lehimlemesi:Manuel onarım gerekliyse, uç sıcaklığı 350°C'nin altında olan bir lehim havyası kullanın. Her terminal için temas süresi 3 saniyeden az olmalıdır ve mekanik stresi önlemek için çift uçlu bir lehim havyası çıkarma için önerilir. Havya gücü 25W veya daha az olmalıdır.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Parlak yeşil rengi ve kompakt boyutu, bu LED'i çeşitli uygulamalar için uygun kılar:

• Arka Aydınlatma:Otomotiv gösterge panelleri, tüketici elektroniği ve endüstriyel kontrol panellerindeki semboller, anahtarlar ve göstergeler için arka aydınlatma için idealdir.
• Telekomünikasyon Ekipmanları:Telefonlarda, faks makinelerinde ve ağ donanımlarında durum göstergesi ve tuş takımı arka aydınlatması olarak kullanılır.
• LCD Düz Arka Aydınlatma:Küçük monokrom veya renkli LCD ekranlar için kenar aydınlatması veya doğrudan arka aydınlatma sağlamak üzere diziler halinde kullanılabilir.
• Genel Gösterge:Parlak, güvenilir ve kompakt bir durum göstergesi gerektiren herhangi bir uygulama.

7.2 Tasarım Hususları

• Termal Yönetim:Güç dağılımı düşük olsa da, düşük bir eklem sıcaklığını korumak, ışık çıkışını ve ömrü maksimize etmenin anahtarıdır. Yüksek ortam sıcaklıklarında veya yüksek sürücü akımlarında çalışıyorsanız, yeterli PCB bakır alanı veya termal viyalar sağlayın.
• Akım Sürücü Devresi:Her zaman bir sabit akım kaynağı veya seri bir akım sınırlayıcı dirençli bir gerilim kaynağı kullanın. Direnç değerini, besleme gerilimine (Vs), LED'in ileri gerilimine (VF, güvenlik için maks. değer kullanın) ve istenen ileri akıma (IF) göre hesaplayın: R = (Vs - VF) / IF.
• Optik Tasarım:Geniş 130 derecelik görüş açısı, geniş aydınlatma sağlar. Odaklanmış ışık için harici lensler veya ışık kılavuzları gerekebilir.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

15-21 SMD LED'in temel farklılaşması, çok küçük bir form faktörü (2.0x1.25mm) ile nispeten yüksek ışık şiddetini (U1 sınıfı için 565 mcd'ye kadar) birleştirmesinde yatar. Daha büyük SMD LED'lere (örn., 3528, 5050) kıyasla önemli ölçüde kart alanı tasarrufu sağlar. Daha küçük çip ölçekli paketlere kıyasla, lehimlenebilir terminallere sahip tanımlı paketi nedeniyle daha kolay taşıma ve lehimleme sunar. Parlak yeşil için InGaN teknolojisinin kullanılması, eski teknolojilere kıyasla daha yüksek verimlilik ve daha iyi renk doygunluğu sağlar. Katı çevre standartlarına (RoHS, REACH, Halojensiz) uygunluğu, onu sıkı düzenleyici gereksinimlere sahip küresel pazarlar için uygun kılar.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: 5V besleme ile hangi direnç değerini kullanmalıyım?

A: Maksimum VF değeri 3.7V ve hedef IF değeri 20mA kullanılarak: R = (5V - 3.7V) / 0.020A = 65 Ohm. Akımın 20mA'yi geçmemesini sağlamak için bir sonraki standart daha yüksek değeri, örneğin 68 Ohm kullanın.

S: Bu LED'i daha yüksek parlaklık için 30mA ile sürebilir miyim?

A: Hayır. Sürekli ileri akım (IF) için Mutlak Maksimum Değer 25 mA'dır. Bu değerin aşılması, cihaza anında veya uzun vadeli hasar riski taşır. Daha yüksek parlaklık için, daha yüksek ışık şiddeti sınıfından (örn., T2 veya U1) bir LED seçin.

S: Torba 10 gündür açık. LED'leri hala kullanabilir miyim?

A: Doğrudan reflow lehimleme için kullanılamaz. Öncelikle, emilen nemi gidermek ve reflow sırasında \"patlamış mısır\" hasarını önlemek için 60±5°C'de 24 saat boyunca bir kurutma işlemi yapmalısınız.

S: Katodu nasıl tanımlarım?

A: Paketin, boyut çiziminde gösterildiği gibi belirgin bir katot işareti vardır. PCB ayak izinde, katot pad'i tipik olarak ipek baskıda gösterilir.

10. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Örnek: Çok Gösterge Durum Paneli Tasarımı

Bir tasarımcı, 12 durum göstergeli kompakt bir kontrol paneli oluşturuyor. Alan son derece sınırlıdır. 15-21 LED'i seçerek, göstergeleri 0.1 inç (2.54mm) ızgara üzerine yerleştirebilirler. Yüksek görünürlük için U1 parlaklık sınıfını seçerler. PCB'yi ortak bir 5V rayı ile tasarlarlar. Her LED için seri olarak bir 68-ohm 0603 direnç yerleştirirler. Lehimlemeye yardımcı olmak için katot pad'inde bir termal rahatlama bağlantısı oluştururlar ancak ısı dağılımı için sağlam bir toprak düzlemi bağlantısı sağlarlar. Montaj sırasında nem işleme prosedürlerini izlerler ve belirtilen reflow profilini kullanırlar. Sonuç, tüm boyut ve performans gereksinimlerini karşılayan parlak, güvenilir ve yoğun paketlenmiş bir gösterge panelidir.

11. Teknik Prensip Tanıtımı

Bu LED, InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) yarı iletken teknolojisine dayanır. P-n eklemine ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir. Yeniden birleşmeleri, foton (ışık) şeklinde enerji salar. Aktif katmandaki InGaN alaşımının özel bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tanımlar—bu durumda, ~518 nm'de parlak yeşil. Su berraklığındaki reçine kapsül, yarı iletken çipi korur ve birincil lens görevi görerek 130 derecelik yayılım modelini şekillendirmeye yardımcı olur. SMD paketi, mekanik koruma, elektriksel bağlantılar ve çipten PCB'ye bir termal yol sağlar.

12. Teknoloji Trendleri ve Gelişmeler

15-21 gibi SMD LED'lerdeki trend, daha yüksek verimlilik (vat başına daha fazla lümen), daha sıkı sınıflandırma yoluyla geliştirilmiş renk tutarlılığı ve artırılmış güvenilirlik yönünde devam etmektedir. Ayrıca, optik performansı korurken veya iyileştirirken daha da küçük paket boyutlarına (örn., çip ölçekli paketler) doğru bir yönelim vardır. InGaN teknolojisinin yaygın benimsenmesi, tarihsel olarak kırmızı LED'lerden daha zor üretilen yüksek parlaklıklı yeşil ve mavi LED'leri mümkün kılmıştır. Gelecekteki gelişmeler, paket içinde entegre sürücüler veya kontrol devreleri ile yüksek sıcaklıklarda verimliliği daha da artırmak ve çalışma ömrünü uzatmak için malzeme gelişmelerini içerebilir. Çevresel uyumluluk ve sürdürülebilir üretim süreçlerine vurgu, sektör genelinde kalıcı ve büyüyen bir trenddir.