SMD LED 19-223/R7G6C-A01/2T Veri Sayfası - 2.0x1.25x0.8mm Paket - 2.0-2.4V Gerilim - Çok Renkli - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

19-223, yüksek yoğunluklu paketleme ve güvenilir performans gerektiren modern elektronik uygulamalar için tasarlanmış, kompakt, çok renkli bir Yüzey Montaj Cihazı (SMD) LED'dir. Bu bileşen, geleneksel bacaklı LED'lere kıyasla önemli bir ilerlemeyi temsil ederek daha küçük, daha hafif ve daha verimli nihai ürünlerin geliştirilmesini mümkün kılar.

1.1 Temel Avantajlar ve Ürün Konumlandırması

19-223 SMD LED'in birincil avantajı minyatür boyutudur. Bacaklı bileşenlere kıyasla önemli ölçüde küçültülmüş boyutu, daha küçük baskılı devre kartı (PCB) tasarımlarına, daha yüksek bileşen paketleme yoğunluğuna, azaltılmış depolama alanı ihtiyacına ve nihayetinde daha kompakt ekipmanların oluşturulmasına olanak tanır. Hafif yapısı, ağırlığın kritik bir faktör olduğu taşınabilir ve minyatür uygulamalar için onu ideal kılar.

1.2 Hedef Pazarlar ve Uygulamalar

Bu LED çok yönlüdür ve birkaç önemli uygulama alanını hedefler:

• Otomotiv & Enstrümantasyon:Gösterge paneli göstergeleri ve anahtarlar için arka aydınlatma.
• Telekomünikasyon:Telefonlarda, faks makinelerinde ve diğer iletişim cihazlarında durum göstergeleri ve arka aydınlatma.
• Tüketici Elektroniği:Sıvı kristal ekranlar (LCD'ler) için düz arka aydınlatma, anahtar aydınlatması ve sembol aydınlatması.
• Genel Amaçlı Gösterge:Çeşitli endüstrilerdeki geniş bir yelpazedeki durum gösterme ihtiyaçları için güvenilir bir çözüm.

2. Teknik Özellikler Derinlemesine İnceleme

Bu bölüm, veri sayfasında tanımlandığı şekilde LED'in temel teknik parametrelerinin detaylı, nesnel bir analizini sağlar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu koşullar altında veya bu koşullarda çalışma garanti edilmez.

• Ters Gerilim (V_R):5V. Bu nispeten düşük bir değerdir ve bu LED'in ters öngerilimli çalışma için tasarlanmadığını ve ters gerilimin oluşabileceği devrelerde koruma gerektirdiğini vurgular.
• Sürekli İleri Akım (I_F):Hem R7 (Koyu Kırmızı) hem de G6 (Parlak Sarı Yeşil) çipleri için 25 mA.
• Tepe İleri Akımı (I_FP):60 mA (görev döngüsü 1/10 @ 1kHz). Bu, daha yüksek akımın kısa darbelerine izin verir, çoğullama veya daha yüksek anlık parlaklık elde etmek için kullanışlıdır.
• Güç Dağılımı (P_d):60 mW. Bu parametre, ileri gerilimle birleştiğinde, belirli termal koşullar altında maksimum sürdürülebilir ileri akımı belirler.
• Elektrostatik Deşarj (ESD) İnsan Vücudu Modeli (HBM):2000V. Bu, orta düzeyde bir ESD dayanıklılığını gösterir, ancak montaj sırasında standart ESD işleme önlemleri hala gereklidir.
• Çalışma & Depolama Sıcaklığı:-40°C ila +85°C (çalışma), -40°C ila +90°C (depolama). Bu geniş aralık, zorlu ortamlarda güvenilirliği sağlar.
• Lehimleme Sıcaklığı:Reflow lehimlemeye (maksimum 10 saniye için 260°C tepe) ve el lehimlemeye (maksimum 3 saniye için 350°C) uyumludur.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bunlar, aksi belirtilmedikçe Ta=25°C ve I_F=20mA'de ölçülen tipik performans parametreleridir.

• Işık Şiddeti (I_v):18.0 - 72.0 mcd (Min - Maks aralık). Tipik değer bu sınıflandırma aralığı içine düşer (Bölüm 3'e bakınız). ±%11 tolerans uygulanır.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):130 derece (tipik). Bu geniş görüş açısı, geniş görünürlük gerektiren uygulamalar için uygundur.
• Tepe Dalga Boyu (λ_p):R7: 639 nm (tipik), G6: 575 nm (tipik). Yayılan ışığın spektral tepe noktasını tanımlar.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):R7: 631 nm (tipik), G6: 573 nm (tipik). Bu, insan gözü tarafından algılanan tek dalga boyudur ve renkle yakından ilişkilidir.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):Her ikisi için 20 nm (tipik). Yayılan rengin spektral saflığını gösterir.
• İleri Gerilim (V_F):2.00V (tipik), 2.40V (maks). Bu düşük ileri gerilim, düşük güçlü ve pil ile çalışan cihazlar için faydalıdır.
• Ters Akım (I_R):V_R=5V'de 10 μA (maks).

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

LED'lerin ışık çıkışı birimden birime değişir. Temel performans parametrelerine göre parçaları kategorize etmek için bir sınıflandırma sistemi kullanılır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Hem R7 hem de G6 çipleri, I_F=20mA'de sürüldüğünde üç yoğunluk sınıfına (M, N, P) ayrılır:

• Sınıf M:18.0 - 28.5 mcd
• Sınıf N:28.5 - 45.0 mcd
• Sınıf P:45.0 - 72.0 mcd

Bu, tasarımcıların uygulamaları için tutarlı parlaklık seviyelerine sahip LED'leri seçmelerine olanak tanır, böylece çoklu LED dizilerinde tekdüze bir görünüm sağlanır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, LED'in farklı çalışma koşulları altındaki davranışını anlamak için çok önemli olan tipik karakteristik eğrileri sağlar.

4.1 Işık Şiddeti - İleri Akım İlişkisi

Eğri doğrusal olmayan bir ilişki gösterir. Yoğunluk genellikle akımla artarken, verimlilik (vat başına lümen) daha yüksek akımlarda artan ısı üretimi nedeniyle azalabilir. Maksimum sürekli akım (25mA) yakınında çalışmak dikkatli termal yönetim gerektirir.

4.2 Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı İlişkisi

Işık şiddeti, ortam sıcaklığı yükseldikçe azalır. Bu termal düşürme, özellikle yüksek sıcaklık ortamlarındaki veya LED'in yüksek akımlarla sürüldüğü uygulamalar için kritik bir tasarım hususudur. İleri akım düşürme eğrisi, güç dağılımı limitini aşmayı önlemek için yüksek sıcaklıklarda izin verilen maksimum akımı sağlar.

4.3 İleri Akım - İleri Gerilim İlişkisi (I-V Eğrisi)

Bu üstel eğri temeldir. LED, belirli bir eşik geriliminde (~1.8V bu cihazlar için) iletmeye ve ışık yaymaya başlar. Bu noktanın ötesindeki küçük bir gerilim artışı, akımda büyük bir artışa neden olur. Bu, termal kaçakları önlemek için bir akım sınırlayıcı direnç veya sabit akım sürücüsü kullanma gerekliliğini vurgular.

4.4 Spektrum Dağılımı

Grafikler, göreceli spektral güç dağılımını gösterir. R7 çipi kırmızı bölgede (~639nm tepe) yayılırken, G6 çipi sarı-yeşil bölgede (~575nm tepe) yayılır. 20nm bant genişliği, orta derecede doygun renkleri gösterir.

4.5 Radyasyon Deseni

Kutupsal diyagram, 130 derecelik görüş açısını doğrular ve yoğunluğun 0°'de (çipe dik) en yüksek olduğu ve kenarlara doğru azaldığı neredeyse Lambertian bir yayılım deseni gösterir.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED, kompakt bir SMD paketine sahiptir. Ana boyutlar (mm cinsinden, belirtilmedikçe tolerans ±0.1mm) yaklaşık 2.0mm uzunluk, 1.25mm genişlik ve 0.8mm yükseklikte bir gövde boyutunu içerir. Veri sayfası, PCB ayak izi tasarımı için gerekli olan pad düzeni de dahil olmak üzere detaylı bir boyut çizimi sağlar.

5.2 Polarite Tanımlama

Katot tipik olarak paket üzerinde bir işaretleme veya pahlı bir köşe ile tanımlanır, boyut diyagramında gösterildiği gibi. Montaj sırasında doğru polariteye dikkat edilmelidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Bileşen, kızılötesi ve buhar fazlı reflow işlemleriyle uyumludur. Önerilen kurşunsuz profil şunları içerir: bir ön ısıtma aşaması (150-200°C, 60-120s), likidüs üzerinde geçirilen süre (217°C, 60-150s), maksimum 10 saniye için maksimum 260°C tepe sıcaklığı ve kontrollü soğutma oranları. Reflow işlemi ikiden fazla kez yapılmamalıdır.

6.2 Depolama ve Nem Hassasiyeti

LED'ler, nem geçirmez torbalarda nem alıcı ile paketlenmiştir. Önlemler kritiktir:

• Kullanıma hazır olana kadar torbayı açmayın.
• Açtıktan sonra, ≤30°C ve ≤%60 RH'de saklanırsa 168 saat (7 gün) içinde kullanın.
• Maruz kalma süresi aşılırsa, reflow sırasında "patlamış mısır" hasarını önlemek için lehimlemeden önce bir kurutma işlemi (60±5°C, 24 saat) gereklidir.

6.3 Tasarım Önlemleri

• Akım Sınırlama:Çalışma akımını ayarlamak için harici bir seri direnç zorunludur. Dik I-V eğrisi, küçük bir gerilim artışının yıkıcı bir akım dalgalanmasına neden olabileceği anlamına gelir.
• Mekanik Stres:Lehimleme veya kart işleme sırasında LED gövdesine stres uygulamaktan kaçının. Montajdan sonra PCB'yi bükmeyin.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

Ürün, standart otomatik pick-and-place ekipmanlarıyla uyumlu, 7 inç çapında makaralarda 8mm şerit üzerinde tedarik edilir. Her makara 2000 parça içerir. Detaylı taşıyıcı şerit ve makara boyutları veri sayfasında sağlanmıştır.

7.2 Etiket Açıklaması

Makara etiketi şunlar için kodlar içerir:

• Ürün Numarası (P/N)
• Paketleme Miktarı (QTY)
• Işık Şiddeti Derecesi (CAT)
• Renklilik & Baskın Dalga Boyu Derecesi (HUE)
• İleri Gerilim Derecesi (REF)
• Parti Numarası (LOT No.)

8. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Devreleri

En temel sürücü devresi, bir gerilim kaynağı (V_CC), bir akım sınırlayıcı direnç (R_S) ve seri bağlı LED'den oluşur. R_S= (V_CC- V_F) / I_F. Sıcaklık ve besleme gerilimi değişimleri üzerinde sabit parlaklık için, sabit akım sürücüsü önerilir.

8.2 Termal Yönetim

Küçük olmasına rağmen, güç dağılımı (60mW'ye kadar) dikkate alınmalıdır. Özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında veya yüksek akımlarda çalışırken, LED'in termal pad'ine (varsa) veya çevreleyen toprak düzlemine bağlı PCB üzerinde yeterli bakır alan olduğundan emin olun, bu bir ısı emici görevi görecektir.

8.3 Optik Tasarım

Geniş 130 derecelik görüş açısı, daha odaklanmış bir ışın demeti gerekiyorsa ikincil optikler (mercekler, ışık kılavuzları) gerektirebilir. Paketin su berraklığındaki reçine rengi, gerçek çip renginin istendiği uygulamalar için uygundur.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

19-223 LED, çok küçük form faktörü, aynı paket ayak izinden iki farklı renkte (kırmızı ve sarı-yeşil) bulunabilirliği ve modern çevre standartlarına (RoHS, REACH, Halojensiz) uyumu kombinasyonuyla kendini farklılaştırır. Daha büyük LED'lere kıyasla önemli alan tasarrufu sağlar. Her iki renk için de AlGaInP malzemesinin kullanılması iyi ışık verimliliği sağlar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Neden bir akım sınırlayıcı direnç kesinlikle gereklidir?

C: İleri gerilim nispeten stabildir, ancak akım, eşiğin üzerindeki küçük gerilim artışlarıyla üstel olarak artar. Direnç olmadan, akım hızla maksimum derecelendirmeyi (25mA) aşabilir ve LED'i tahrip edebilir.

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

C: Evet, ancak uygun seri direnci hesaplamanız gerekir. Örneğin, 3.3V besleme ve 20mA hedef I_F ile, tipik V_F=2.0V kullanarak: R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 Ohm. Standart 68 Ohm'luk bir direnç uygun olacaktır.

S: Işık şiddetindeki "±%11 tolerans" tasarımım için ne anlama geliyor?

C: Bu, bireysel LED'lerin, aynı sınıftan olsalar bile, parlaklıklarının nominal sınıf değerinden %11'e kadar değişebileceği anlamına gelir. Tekdüze görünüm gerektiren uygulamalar için (örn., arka aydınlatma dizileri), daha dar sınıflar seçmeniz veya akım kalibrasyonu uygulamanız gerekebilir.

11. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

Senaryo:3.7V Li-ion pil ile çalışan taşınabilir bir cihaz için dört LED'li (iki kırmızı, iki yeşil) kompakt bir durum göstergesi paneli tasarlama.

Tasarım Adımları:

1. Akım Seçimi:İyi parlaklık ve daha düşük güç tüketimi dengesi için I_F= 15 mA seçin, böylece pil ömrü uzar.
2. Direnç Hesaplama:En kötü durum V_F= 2.4V varsayarak. R_S= (3.7V - 2.4V) / 0.015A ≈ 86.7 Ohm. Standart 91 Ohm veya 100 Ohm'luk bir direnç kullanın.
3. PCB Yerleşimi:LED'leri doğru polarite ile yerleştirin. Isı dağılımına yardımcı olmak için katot pad'lerine bağlı küçük bir bakır döküm alanı ekleyin.
4. Termal Kontrol:LED başına güç: P = V_F* I_F≈ 2.0V * 0.015A = 30mW, 60mW maksimumun oldukça altında. Dört LED için toplam 120mW'dir, bu küçük bir kartta yönetilebilir.
5. Depolama/Montaj:PCB montajını, nem geçirmez torbalar açıldıktan sonra 7 gün içinde LED makaralarını kullanacak şekilde planlayın.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), elektrolüminesans yoluyla ışık yayan yarı iletken cihazlardır. P-n eklemine ileri gerilim uygulandığında, n-tipi malzemeden gelen elektronlar, aktif bölgede p-tipi malzemeden gelen deliklerle yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme süreci, fotonlar (ışık) şeklinde enerji salar. Yayılan ışığın belirli dalga boyu (rengi), kullanılan yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. 19-223, kırmızıdan sarı-yeşil spektrumda verimli yayıcılar olan AlGaInP (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfit) malzeme sistemlerini kullanır.

13. Teknoloji Trendleri

19-223 gibi SMD LED'lerin evrimi, birkaç net endüstri trendini takip eder: giderek daha küçük nihai ürünleri mümkün kılmak için sürekli küçültme, ışık verimliliğinde iyileştirmeler (elektriksel girişin vat başına daha fazla ışık çıkışı), gelişmiş güvenilirlik ve uzun ömürlülük ve çevre düzenlemelerine sıkı bağlılık (halojensiz, RoHS). Daha yüksek yoğunluklu paketlemeye yönelik itici güç, paket seviyesinde termal yönetimde ilerlemeler ve otomatik yüksek hacimli üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için daha hassas sınıflandırma sistemlerinde ilerlemeleri teşvik eder.