SMD LED 12-22/R6GHC-A30/2C Veri Sayfası - Çok Renkli - Kırmızı/Yeşil - 2.0V/3.3V - 60mW/95mW - İngilizce Teknik Belge

1. Ürün Genel Bakışı

12-22 SMD LED, yüksek yoğunluklu PCB uygulamaları için tasarlanmış kompakt, yüzeye montajlı bir ışık yayan diyottur. Çok renkli bir tiptir; parlak kırmızı (AlGaInP çip teknolojisi kullanılarak) ve parlak yeşil (InGaN çip teknolojisi kullanılarak) renklerinde mevcuttur. Bu bileşenin temel avantajı, geleneksel lead-frame LED'lere kıyasla önemli ölçüde azaltılmış kapladığı alandır; bu da nihai ürünlerin küçültülmesini, devre kartları üzerinde daha yüksek paketleme yoğunluğunu ve depolama gereksinimlerinin azaltılmasını sağlar. Hafif yapısı, özellikle taşınabilir ve minyatür elektronik cihazlar için uygun kılar.

1.1 Temel Özellikler ve Uygunluk

• Otomatik seç ve yerleştir montajı için 7 inç çapında makaralarda 8mm şerit içinde paketlenmiştir.
• Standart kızılötesi ve buhar fazı reflow lehimleme prosesleri ile tamamen uyumludur.
• Kurşunsuz malzemelerle üretilmiştir, çevre düzenlemelerine uygunluğu sağlar.
• Ürün, AB RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktifine uygundur.
• AB REACH (Kimyasalların Kaydı, Değerlendirilmesi, İzin Verilmesi ve Kısıtlanması) yönetmeliklerine uygundur.
• Halogen-free construction: Bromine (Br) < 900 ppm, Chlorine (Cl) < 900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm.

1.2 Hedef Uygulamalar

Bu LED çok yönlüdür ve çeşitli aydınlatma ve gösterge rollerinde kullanım alanı bulur:

• Arka Aydınlatma: Gösterge paneli göstergeleri, anahtar arka aydınlatması ve sembol aydınlatması için idealdir.
• Telekomünikasyon Ekipmanları: Telefon ve faks makineleri gibi cihazlarda durum göstergesi ve tuş takımı arka ışığı olarak işlev görür.
• Görüntüleme Teknolojisi: LCD panellerde düz arka aydınlatma için kullanılır.
• Genel Amaçlı Gösterge: Kompakt, güvenilir durum ışıkları gerektiren geniş bir tüketici ve endüstriyel elektronik yelpazesi için uygundur.

2. Teknik Özelliklerin Derinlemesine İncelenmesi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu koşullar altında çalışma garantisi verilmez.

Anahtar Analiz: GH (Yeşil) varyantı daha yüksek bir tepe akımı toleransına sahiptir, ancak önemli ölçüde daha düşük bir ESD dayanım voltajına sahiptir (Kırmızı için 2000V'a karşı 150V). Bu, InGaN çipinin elektrostatik deşarja karşı daha hassas olduğunu ve daha katı işleme önlemleri gerektirdiğini gösterir. Her iki varyant da geniş bir endüstriyel sıcaklık aralığını destekler.

2.2 Elektro-Optik Özellikler

Ortam sıcaklığında (T_a) 25°C'de ölçülen bu parametreler tipik performansı tanımlar.

Anahtar Analiz: Yeşil LED (GH) tipik olarak daha yüksek ışık şiddeti sunar ancak daha yüksek bir ileri gerilimde (~3.3V, kırmızı için ~2.0V'a karşı). Bu, güç kaynağı tasarımı üzerinde doğrudan etkilere sahiptir. Geniş 120 derecelik görüş açısı, alan aydınlatması için uygun geniş bir yayılım deseni sağlar. Üretim partileri arasında tutarlı parlaklığı sağlamak için akım sınırlama devreleri tasarlanırken ileri gerilim aralıkları dikkate alınmalıdır.

3. Binning Sistemi Açıklaması

Parlaklık tutarlılığını sağlamak için, LED'ler 20mA'de ölçülen ışık şiddetlerine göre gruplara ayrılır.

3.1 Işık Şiddeti Binning

R6 (Kırmızı AlGaInP):

• Bin Q: 72.0 mcd (Min) ila 112.0 mcd (Max)
• Bin R: 112.0 mcd (Min) ila 180.0 mcd (Max)

GH (Yeşil InGaN):

• Bin R: 112.0 mcd (Min) ila 180.0 mcd (Max)
• Bin S: 180.0 mcd (Min) ila 285.0 mcd (Max)

Not: Veri sayfası, ışık şiddeti için ±%11'lik bir tolerans belirtir. Bu sınıflandırma, tasarımcıların uygulamaları için belirli parlaklık gereksinimlerini karşılayan bileşenleri seçmelerine olanak tanıyarak, çoklu LED dizilerinde veya eşleştirilmiş gösterge çiftlerinde görsel tutarlılığı sağlar.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, R6 (Kırmızı) varyantı için tipik karakteristik eğriler sağlar ve temel parametreler arasındaki ilişkiyi gösterir.

4.1 Ortam Sıcaklığına Karşı Bağıl Işık Şiddeti

LED'in çıkışı ortam sıcaklığı arttıkça azalır. Bu, yüksek sıcaklık ortamlarında çalışan veya LED'in kendi kendine ısınmasının önemli olduğu uygulamalar için kritik bir husustur. Tasarımcılar, beklenen ışık çıkışını eklem sıcaklığına göre düşürmelidir.

4.2 Relative Luminous Intensity vs. Forward Current

Bu eğri, ışık çıkışının akımla doğrusal orantılı olmadığını, özellikle daha yüksek akımlarda bunu gösterir. Önerilen sürekli ileri akımın (20mA) üzerinde çalışmak, parlaklıkta azalan verim getirirken güç dağılımını önemli ölçüde artırır ve ömrü kısaltır.

4.3 Forward Voltage vs. Forward Current

IV eğrisi, diyodun karakteristik üstel ilişkisini gösterir. İleri voltajdaki küçük bir değişiklik, akımda büyük bir değişikliğe neden olabilir. Bu, termal kaçak ve tahribatı önlemek için LED ile seri olarak bir akım sınırlayıcı direnç veya sabit akım sürücüsü kullanmanın mutlak gerekliliğini vurgular.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

12-22 SMD LED, kompakt dikdörtgen bir gövdeye sahiptir. Kritik boyutlar arasında toplam uzunluk, genişlik ve yüksekliğin yanı sıra lehim pedi yerleşim deseni önerileri bulunur. Katot tipik olarak paket üzerinde yeşil bir işaret veya bir çentik ile belirtilir. Güvenilir lehimleme ve reflow sırasında doğru hizalama için belirtilen ped düzenine uyulması esastır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Bileşen kurşunsuz yeniden akış lehimlemesi için derecelendirilmiştir. Önerilen sıcaklık profili kritik öneme sahiptir:

• Ön ısıtma: 60–120 saniye boyunca 150–200°C.
• Sıvı Faz Üstü Süresi (217°C): 60–150 saniye.
• Tepe Sıcaklığı: Maksimum 260°C, 10 saniyeden fazla tutulmamalıdır.
• Isıtma Hızı: Maksimum 6°C/saniye.
• Soğutma Hızı: Maksimum 3°C/saniye.

Kritik Kural: Aynı LED montajı üzerinde reflow lehimleme işlemi ikiden fazla kez yapılmamalıdır.

6.2 El İle Lehimleme Önlemleri

El ile lehimleme kaçınılmaz ise:

• Uç sıcaklığı 350°C'nin altında olan bir lehim havya kullanın.
• Her terminal için temas süresini 3 saniye ile sınırlayın.
• Güç derecesi 25W veya daha az olan bir demir kullanın.
• Her terminalin lehimlenmesi arasında en az 2 saniyelik bir soğuma aralığı bırakın.
• Isıtma sırasında LED gövdesine mekanik stres uygulamaktan kaçının.

6.3 Depolama ve Nem Hassasiyeti

LED'ler nem geçirmez torbalarda kurutucu ile paketlenmiştir.

• Açmadan Önce: ≤30°C ve ≤%90 Bağıl Nem (BN) koşullarında saklayınız.
• Açıldıktan Sonra (Kullanım Ömrü): ≤30°C ve ≤%60 BN koşullarında 168 saat (7 gün).
• Baking: Zemin ömrü aşılırsa veya nem giderici nem gösteriyorsa, kullanmadan önce 60 ±5°C'de 24 saat fırınlayın.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Şerit ve Makara Özellikleri

LED'ler, 7 inç çapındaki makaralara sarılmış kabartmalı taşıyıcı bant içinde tedarik edilir.

• Taşıyıcı Bant Genişliği: 8 mm.
• Cep Aralığı: Boyut çiziminde belirtilmiştir.
• Makara Başına Miktar: 2000 adet.

7.2 Etiket Açıklaması

Makara etiketleri, izlenebilirlik ve spesifikasyon için kodlar içerir:

• P/N: Product Number (e.g., 12-22/R6GHC-A30/2C).
• QTY: Paketleme Miktarı.
• KAT: Işık Şiddeti Sınıfı (Bin Kodu: Q, R, S).
• HUE: Chromaticity Coordinates & Dominant Dalga Boyu Rank.
• REF: İleri Yönlü Gerilim Sıralaması.
• LOT No: İzlenebilirlik için Üretim Parti Numarası.

8. Uygulama Tasarımı Hususları

8.1 Devre Tasarımı Zorunluluğu

Akım Sınırlama Zorunludur. Bir LED, akım kontrollü bir cihazdır. Doğrudan bir voltaj kaynağına bağlamak, aşırı akım çekmesine ve anında arızalanmasına neden olur. Seri bir direnç, besleme voltajı (V_s), LED'in ileri voltajı (V_f) ve istenen ileri akım (I_f) temel alınarak hesaplanmalıdır: R = (V_s - V_f) / I_f. Her zaman muhafazakâr bir tasarım için veri sayfasındaki maksimum V_f değerini kullanın.

8.2 Termal Yönetim

Küçük olsa da, güç dağılımı (yeşil varyant için 95mW'ye kadar) dikkate alınmalıdır, özellikle kapalı muhafazalarda veya yüksek yoğunluklu dizilerde. LED'in bağlantı sıcaklığının maksimum çalışma limitini aşmasını, ışık çıkışını ve ömrünü azaltmasını önlemek için, ısıyı dağıtmak amacıyla PCB'nin yeterli bakır alanına veya termal geçiş deliklerine sahip olduğundan emin olun.

8.3 ESD Koruması

Özellikle düşük 150V HBM ESD derecesine sahip GH (yeşil) varyantı için, elleçleme ve montaj sırasında ESD koruma önlemleri uygulayın. Bu, üretim ortamlarında topraklanmış çalışma istasyonları, bilek kayışları ve iyonizerlerin kullanılmasını içerir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaştırma

12-22 paketi, boyut ve performans arasında bir denge sunar. Daha büyük SMD LED'lerle (örn. 3528, 5050) karşılaştırıldığında, daha az toplam ışık çıktısı sağlar ancak ultra-minyatürleştirmeye olanak tanır. Daha küçük çip LED'lerle (örn. 0402, 0603) karşılaştırıldığında, gerektiğinde elle işlenmesi ve lehimlenmesi daha kolaydır ve kalıplanmış lensi sayesinde genellikle daha iyi görüş açıları ve yoğunluğa sahiptir. Tek bir paket ayak izinde çok renkli (kırmızı/yeşil) yetenek, iki renkli göstergeler için tasarım esnekliği sağlar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

10.1 Bu LED'i dirençsiz sürebilir miyim?

Hayır. Bu neredeyse kesinlikle LED'i tahrip edecektir. Üstel IV karakteristiği, hafif bir aşırı gerilimin büyük bir aşırı akıma neden olacağı anlamına gelir.

10.2 Tepe Dalga Boyu ile Baskın Dalga Boyu arasındaki fark nedir?

Tepe Dalga Boyu (λ_p): Emisyon spektrumunun maksimum yoğunluğa sahip olduğu tek dalga boyu.
Baskın Dalga Boyu (λ_d): LED'in algılanan rengiyle eşleşen tek renkli ışığın dalga boyu. İnsan gözünün renk tepkisine (CIE çizelgesi) dayanarak hesaplanır. Renk spesifikasyonu için baskın dalga boyu daha alakalıdır.

10.3 Kırmızı ve Yeşil için ESD Derecelendirmesi Neden Farklıdır?

Farklı yarı iletken malzemeler (AlGaInP vs. InGaN) ve çip yapıları, elektrostatik deşarja karşı duyarlılıklarında doğal farklılıklara sahiptir. InGaN tabanlı LED'ler (mavi, yeşil, beyaz) genellikle AlGaInP tabanlı LED'lere (kırmızı, kehribar) göre daha ESD duyarlıdır.

10.4 Bunu otomotiv iç aydınlatması için kullanabilir miyim?

Teknik olarak bazı iç mekan uygulamaları (anahtar arka aydınlatması gibi) için uygun olsa da, veri sayfasında, daha fazla nitelendirme olmadan yüksek güvenilirlikli otomotiv güvenlik/güvenlik sistemlerinde kullanılmamasını tavsiye eden bir "Uygulama Kısıtlamaları" notu bulunmaktadır. Kritik olmayan iç aydınlatma için kabul edilebilir olabilir, ancak geniş çalışma sıcaklığı aralığı (-40°C ila +85°C) olumlu bir faktördür.

11. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

11.1 Çift Renkli Durum Göstergesi Tasarımı

Senaryo: "Arıza" için kırmızı ve "Normal" için yeşil gösteren kompakt bir PCB durum ışığı oluşturun.
Çözüm: Yan yana yerleştirilmiş bir adet 12-22/R6 (kırmızı) ve bir adet 12-22/GH (yeşil) LED kullanın.
Devre: 5V besleme için iki bağımsız sürücü devresi tasarlayın.
Kırmızı (V_f maks = 2.4V, I_f = 20mA): R_kırmızı = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ω. Standart 130Ω veya 150Ω direnç kullanın.
Yeşil için (V_f maks = 3.7V, I_f = 20mA): R_yeşil = (5V - 3.7V) / 0.020A = 65 Ω. Standart 68Ω direnç kullanın.
Yerleşim: Paket çizimindeki önerilen pad yerleşimini takip edin. Katot işaretlerinin doğru yönlendirildiğinden emin olun. El ile lehimleme yapılması öngörülüyorsa, PCB padlerinde küçük bir termal rahatlama sağlayın.

12. Çalışma Prensibi

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), elektrolüminesans yoluyla ışık yayan yarı iletken cihazlardır. P-n eklemine ileri yönde bir voltaj uygulandığında, n-tipi bölgedeki elektronlar, aktif katman içinde (çip malzemesi: kırmızı için AlGaInP, yeşil için InGaN) p-tipi bölgedeki oyuklarla yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme, enerjiyi foton (ışık) formunda salar. Yayılan ışığın belirli dalga boyu (rengi), aktif katmanda kullanılan yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. Kalıplanmış epoksi reçine paketi, ışık çıktısını şekillendirmek ve hassas yarı iletken çipi korumak için bir lens görevi görür.

13. Teknoloji Trendleri

12-22 gibi SMD LED'lerin gelişimi, endüstrinin küçülme, artan verimlilik (lümen/vat) ve daha yüksek güvenilirlik yönündeki genel eğilimlerini takip etmektedir. AlGaInP ve InGaN malzemeler için epitaksiyel büyütme tekniklerindeki ilerlemeler, dahili kuantum verimliliğini ve renk saflığını iyileştirmeye devam etmektedir. Paketleme teknolojisi, artan güç yoğunluklarını yönetmek için daha iyi termal yönetime ve kontrollü ışın desenleri için geliştirilmiş optik tasarımlara odaklanmaktadır. Halojensiz ve RoHS/REACH uyumluluğu çabaları, endüstrinin küresel çevre düzenlemelerine verdiği yanıtı yansıtmaktadır. Tek bir paket içinde birden fazla renk çipinin (örn. RGB) entegrasyonu, bu veri sayfasında sunulan çok renkli konseptin mantıklı bir uzantısıdır.