SMD LED 19-218/GHC-YR1S2M/3T Veri Sayfası - Parlak Yeşil - 20mA - 3.2V Tipik - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, parlak yeşil ışık yayan bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'in teknik özelliklerini detaylandırır. Bileşen, baskılı devre kartları (PCB'ler) üzerinde yüksek yoğunluklu montaj için tasarlanmış olup, küçültme ve otomatik montaj süreçlerinde avantajlar sunar.

1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar

LED, 7 inç çapında bir makaraya sarılı 8mm bant üzerinde tedarik edilir ve bu da standart otomatik yerleştirme ekipmanlarıyla uyumlu olmasını sağlar. Hem kızılötesi hem de buhar fazı reflow lehimleme süreçlerine uygundur. Bu, tek renkli bir LED tipidir. Ürün çevre düzenlemelerine uygundur: kurşunsuzdur (Pb-free), RoHS direktifine uyar, AB REACH düzenlemelerine uyumludur ve halojensiz gereksinimlerini karşılar (Brom <900 ppm, Klor <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

Kompakt SMD paketi, geleneksel bacaklı bileşenlere kıyasla önemli tasarım avantajları sağlar. Bunlar arasında daha az kart alanı, daha yüksek bileşen yoğunluğu, en aza indirilmiş depolama gereksinimleri ve nihayetinde daha küçük nihai ürün ekipmanı potansiyeli yer alır. Paketin hafif yapısı, aynı zamanda minyatür ve taşınabilir uygulamalar için idealdir.

1.2 Hedef Uygulamalar

Bu LED, aşağıdakiler dahil çeşitli gösterge ve arka aydınlatma işlevleri için uygundur:

• Otomotiv veya endüstriyel kontrollerde gösterge paneli ve anahtar arka aydınlatması.
• Telefon ve faks makineleri gibi telekomünikasyon cihazlarında durum göstergeleri ve tuş takımı arka aydınlatması.
• Sıvı kristal ekranlar (LCD'ler), anahtarlar ve semboller için düz arka aydınlatma.
• Genel amaçlı gösterge uygulamaları.

2. Teknik Özellikler

2.1 Cihaz Seçimi ve Malzeme

LED çipi, parlak yeşil yayılan renk üreten İndiyum Galyum Nitrür (InGaN) yarı iletken malzeme kullanılarak yapılmıştır. Kapsülleyici reçine su berraklığındadır.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler

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

• Ters Gerilim (V_R):5 V
• İleri Akım (I_F):25 mA (Sürekli)
• Tepe İleri Akım (I_FP):100 mA (Görev Döngüsü 1/10 @ 1 kHz)
• Güç Dağılımı (P_d):110 mW
• Elektrostatik Deşarj (ESD) İnsan Vücudu Modeli (HBM):150 V
• Çalışma Sıcaklığı (T_opr):-40°C ila +85°C
• Depolama Sıcaklığı (T_stg):-40°C ila +90°C
• Lehimleme Sıcaklığı (T_sol):
  • Reflow Lehimleme: Maksimum 10 saniye için 260°C tepe.
  • El Lehimlemesi: Maksimum 3 saniye için 350°C.

2.3 Elektro-Optik Karakteristikler

Bu parametreler, 25°C ortam sıcaklığında belirtilmiştir ve tipik çalışma performansını temsil eder.

• Işık Şiddeti (I_v):112 - 285 mcd (I_F= 20 mA'de ölçülmüştür). Tolerans ±%11'dir.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):120 derece (tipik).
• Tepe Dalga Boyu (λ_p):518 nm (tipik).
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):520 - 535 nm. Tolerans ±1 nm'dir.
• Spektrum Radyasyon Bant Genişliği (Δλ):20 nm (tipik).
• İleri Gerilim (V_F):2.75 - 3.95 V (I_F= 20 mA'de). Tolerans ±0.05 V'dir.
• Ters Akım (I_R):Maksimum 50 μA (V_R= 5 V'de).

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler, ana parametrelere göre sınıflara ayrılır. Bu, tasarımcıların belirli uygulama gereksinimlerine uyan bileşenleri seçmelerine olanak tanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

LED'ler, 20 mA'de ölçülen ışık şiddetlerine göre dört sınıfa (R1, R2, S1, S2) ayrılır.

• R1:112 - 140 mcd
• R2:140 - 180 mcd
• S1:180 - 225 mcd
• S2:225 - 285 mcd

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Algılanan renkle ilişkili olan baskın dalga boyu, üç gruba (X, Y, Z) ayrılır.

• X:520 - 525 nm
• Y:525 - 530 nm
• Z:530 - 535 nm

3.3 İleri Gerilim Sınıflandırması

İleri gerilim, M grubu içinde dört koda (5, 6, 7, 8) ayrılır. Bu, akım sınırlama devresi tasarımı için önemlidir.

• 5:2.75 - 3.05 V
• 6:3.05 - 3.35 V
• 7:3.35 - 3.65 V
• 8:3.65 - 3.95 V

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, cihazın değişen koşullar altındaki davranışını gösteren çeşitli karakteristik eğriler sağlar. Bunlar, sağlam devre tasarımı için çok önemlidir.

4.1 Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı

Bu eğri, ortam sıcaklığı yükseldikçe ışık çıkışının nasıl azaldığını gösterir. Tasarımcılar, özellikle yüksek sıcaklık ortamlarında veya yüksek güç uygulamalarında, yeterli parlaklığın korunduğundan emin olmak için bu termal düşümü hesaba katmalıdır.

4.2 İleri Akım Düşüm Eğrisi

Bu grafik, maksimum izin verilen sürekli ileri akımı ortam sıcaklığının bir fonksiyonu olarak tanımlar. Sıcaklık arttıkça, aşırı ısınmayı önlemek ve uzun vadeli güvenilirliği sağlamak için maksimum güvenli akım azalır. 25 mA'lik mutlak maksimum değer yalnızca 25°C veya altındaki ortam sıcaklıklarında geçerlidir.

4.3 Işık Şiddeti - İleri Akım

Bu eğri, sürücü akımı ile ışık çıkışı arasındaki doğrusal olmayan ilişkiyi gösterir. Akımı artırmak parlaklığı artırırken, aynı zamanda güç dağılımını ve bağlantı sıcaklığını artırarak verimliliği ve ömrü etkiler.

4.4 Spektrum Dağılımı

Spektral çıkış eğrisi, yaklaşık 518 nm'lik tepe dalga boyu etrafında merkezlenmiş, farklı dalga boylarında yayılan ışığın şiddetini gösterir. Dar bant genişliği, InGaN tabanlı yeşil LED'lerin karakteristiğidir.

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

Bu temel eğri, bir diyotta gerilim ve akım arasındaki üstel ilişkiyi gösterir. "Diz" gerilimi, iletimin önemli ölçüde başladığı noktadır. Çalışma bölgesindeki eğim dinamik direnci gösterir.

4.6 Radyasyon Deseni

Polar diyagram, ışık şiddetinin uzaysal dağılımını gösterir. 120 derecelik görüş açısı, alan aydınlatması ve geniş görüşlü göstergeler için uygun, geniş, lambert benzeri bir yayılım desenini gösterir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

Veri sayfası, LED paketinin detaylı bir boyut çizimini içerir. Kritik boyutlar arasında gövde uzunluğu, genişlik, yükseklik ve katot/anot terminallerinin yerleşimi bulunur. Belirtilmemiş tüm toleranslar ±0.1 mm'dir.

5.2 Önerilen Lehim Pedi Düzeni

PCB için güvenilir lehimleme ve mekanik stabilite sağlamak amacıyla önerilen bir ayak izi sağlanmıştır. Önerilen ped boyutları referans içindir; tasarımcılar bunları kendi spesifik PCB üretim süreçlerine ve termal gereksinimlerine göre değiştirmelidir.

6. Etiket ve Paketleme Bilgisi

6.1 Etiket Açıklaması

Makaradaki etiket, izlenebilirlik ve tanımlama için çeşitli kodlar içerir:

• CPN:Müşteri Ürün Numarası.
• P/N:Üretici Ürün Numarası (örn., 19-218/GHC-YR1S2M/3T).
• QTY:Paketleme Miktarı.
• CAT:Işık Şiddeti Sınıfı (örn., R1, S2).
• HUE:Renklilik Koordinatları & Baskın Dalga Boyu Sınıfı (örn., X, Y, Z).
• REF:İleri Gerilim Sınıfı (örn., 5, 6, 7, 8).
• LOT No:İzlenebilirlik için Üretim Parti Numarası.

6.2 Makara ve Bant Boyutları

Taşıyıcı bant ve 7 inç çapındaki makaranın boyutları belirtilmiştir. Standart yüklü miktar makara başına 3000 adettir.

6.3 Neme Dayanıklı Paketleme

LED'ler, ortam nemini emmek için bir nem tutucu ile birlikte bir nem bariyer torbasına (alüminyum nem geçirmez torba) paketlenmiştir. Torba üzerindeki bir etiket, nem hassasiyet seviyesini (MSL) ve kullanım talimatlarını gösterir. Bu paketleme, reflow lehimleme sırasında nem kaynaklı hasara ("patlamış mısır etkisi") duyarlı bileşenler için kritik öneme sahiptir.

7. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

7.1 Kritik Önlemler

Aşırı Akım Koruması:LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Harici bir akım sınırlayıcı dirençmutlakaseri olarak kullanılmalıdır. İleri gerilimdeki küçük bir değişiklik, akımda büyük bir değişikliğe neden olabilir ve bu da anında arızaya (yanma) yol açabilir.

7.2 Depolama ve Kullanım

• Bileşenler kullanıma hazır olana kadar nem geçirmez torbayı açmayın.
• Açmadan önce: ≤30°C ve ≤%90 Bağıl Nem (RH) koşullarında saklayın.
• Açtıktan sonra: "Zemin ömrü" (bileşenlerin ortam fabrika havasına maruz kalabileceği süre) ≤30°C ve ≤%60 RH'de 1 yıldır. Kullanılmayan parçalar, nem tutucu ile birlikte nem geçirmez bir pakette yeniden kapatılmalıdır.
• Nem tutucu göstergesi renk değiştirdiyse veya depolama süresi aşıldıysa, bir kurutma işlemi gereklidir: 60 ±5°C'de 24 saat.

7.3 Lehimleme Koşulları

Reflow Lehimleme Profili (Kurşunsuz):

• Ön ısıtma: 150-200°C'de 60-120 saniye.
• Likidüs üzerinde süre (217°C): 60-150 saniye.
• Tepe Sıcaklık: Maksimum 260°C.
• Tepe sıcaklığın 5°C içinde süre: Maksimum 10 saniye.
• Isıtma Hızı: Maksimum 3°C/sn (ön ısıtmadan tepeye).
• Soğutma Hızı: Maksimum 6°C/sn.

Reflow lehimleme ikiden fazla kez yapılmamalıdır. Isıtma sırasında LED üzerinde mekanik stres uygulamaktan kaçının ve lehimlemeden sonra PCB'yi bükmeyin.

El Lehimlemesi:Uç sıcaklığı <350°C olan bir lehim havya kullanın ve her terminal için 3 saniyeden fazla tutmayın. Havya gücü 25W veya daha az olmalıdır. Her terminali lehimlerken en az 2 saniyelik bir aralık bırakın. El lehimlemesi termal hasar riskini daha yüksek taşır.

Onarım:Lehimleme sonrası onarım önerilmez. Kaçınılmazsa, her iki terminali aynı anda ısıtmak ve bileşeni eşit şekilde kaldırmak için çift uçlu bir lehim havya kullanarak lehim pedlerine veya LED'in kendisine zarar vermekten kaçının. Herhangi bir onarımdan sonra cihaz işlevselliğini doğrulayın.

8. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

8.1 Devre Tasarımı

İleri akımı sınırlamak için her zaman seri bir direnç kullanın. Direnç değerini Ohm Kanunu'nu kullanarak hesaplayın: R = (V_besleme- V_F) / I_F. En kötü durum koşullarında akımın sınırları aşmamasını sağlamak için sınıftan veya veri sayfasından maksimum V_Fdeğerini kullanın. Direncin güç değerini göz önünde bulundurun (P = I_F²* R). Birden fazla LED sürmek için, akım eşleştirmesi için seri konfigürasyon tercih edilir, ancak daha yüksek bir besleme gerilimi gerektirir. Paralel konfigürasyonlar, akım dengesizliğini önlemek için her LED için ayrı akım sınırlayıcı dirençler gerektirir.

8.2 Termal Yönetim

Küçük bir SMD bileşeni olmasına rağmen, termal yönetim uzun ömür ve kararlı performans için hayati öneme sahiptir. Düşüm eğrileri, sıcaklıkla performans kaybını açıkça gösterir. Özellikle maksimum akım değerlerine yakın çalışırken veya yüksek ortam sıcaklıklarında, ısıyı dağıtmak için yeterli PCB bakır alanı (termal rahatlatma pedleri) sağlayın. LED'leri diğer ısı üreten bileşenlerin yakınına yerleştirmekten kaçının.

8.3 Optik Entegrasyon

Geniş 120 derecelik görüş açısı, bu LED'i geniş aydınlatma gerektiren uygulamalar için uygun hale getirir. Daha yönlendirilmiş ışık için harici lensler veya ışık kılavuzları gerekli olabilir. Su berraklığındaki reçine, LED'in renk filtreleri veya difüzörlerle kullanılabileceği uygulamalar için nötr bir temel renk sağlar.

9. Teknik Karşılaştırma ve Konumlandırma

Bu InGaN tabanlı yeşil LED, SMD gösterge LED pazarında tipik bir çözüm sunar. Temel farklılaştırıcıları, modern çevre standartlarına (Halojensiz, REACH) uyumu ve kurşunsuz reflow süreçleri için belirtimidir. Sağlanan sınıflandırma bilgisi, çoklu LED dizileri veya ekranlar için önemli olan bir renk ve parlaklık tutarlılığı seviyesi sunar. Nispeten yüksek ışık şiddeti (20mA'de 285 mcd'ye kadar) ve standart bir SMD ayak izinin birleşimi, onu hem gösterge hem de düşük seviyeli arka aydınlatma görevleri için çok yönlü bir seçim haline getirir. Tasarımcılar, ileri gerilim sınıflandırmasını ve ışık şiddeti sınıflarını, uygulamaya özgü gerilim marjı ve parlaklık düzgünlüğü gereksinimleriyle karşılaştırmalıdır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Sınıflandırma kodlarının amacı nedir?

C: Sınıflandırma, elektriksel ve optik tutarlılığı sağlar. Örneğin, aynı V_Fsınıfından LED'ler kullanmak, ortak bir akım sınırlayıcı dirençle sürüldüğünde tekdüze parlaklık sağlar. Aynı dalga boyu sınıfından LED'ler kullanmak renk eşleşmesini sağlar.

S: Güç kaynağım tam olarak 3.2V ise bu LED'i akım sınırlayıcı direnç olmadan sürebilir miyim?

C: Hayır. İleri gerilimin bir aralığı vardır (2.75V-3.95V). 3.2V'luk bir besleme, düşük V_Fdeğerine sahip bir LED'de aşırı akıma neden olabilir ve bu da arızaya yol açabilir. Sabit gerilim sürücüleri için seri bir direnç her zaman zorunludur.

S: 100mA'lik "Tepe İleri Akım" değerini nasıl yorumlamalıyım?

C: Bu bir darbe akım değeridir (1kHz'de 1/10 görev döngüsü). Sürekli çalışma için kullanılmamalıdır. Sürekli DC akım 25mA'yi aşmamalıdır.

S: Neme duyarlı paketleme neden önemlidir?

C: Plastik pakete emilen nem, yüksek sıcaklıktaki reflow lehimleme sürecinde hızla buharlaşarak iç katman ayrılmasına, çatlamaya veya "patlamış mısır etkisine" neden olabilir ve bu da bileşeni tahrip eder.

11. Tasarım Kullanım Örneği

Senaryo: 10 adet tekdüze parlak yeşil LED'li bir durum göstergesi paneli tasarlamak.

1. Akım Ayarı:Bir sürücü akımı seçin. Parlaklık ve uzun ömür dengesi için I_F= 20 mA seçin.
2. Gerilim Sınıfı Seçimi:Tek bir akım sınırlayıcı direnç değeri ile tekdüze parlaklık sağlamak için, aynı ileri gerilim sınıfından LED'ler belirtin (örn., Sınıf 6: 3.05-3.35V). En kötü durum direnç hesaplaması için o sınıfın maksimum V_Fdeğerini (3.35V) kullanın.
3. Parlaklık Sınıfı Seçimi:Minimum bir parlaklık seviyesini garanti etmek için gerekli ışık şiddeti sınıfını belirtin (örn., S1: 180-225 mcd).
4. Devre Tasarımı:5V besleme (V_besleme) ile seri direnci hesaplayın: R = (5V - 3.35V) / 0.020A = 82.5Ω. En yakın standart değer olan 82Ω'u kullanın. Direnç gücü: P = (0.020A)²* 82Ω = 0.0328W. Standart bir 1/10W (0.1W) direnç yeterlidir.
5. Yerleşim:LED'leri PCB üzerine önerilen ped düzeni kullanarak yerleştirin. Akım dengesizliğini önlemek için tüm LED'leri paralel bağlayın ve her birine kendi 82Ω seri direncini ekleyin.
6. Montaj:Reflow profil kılavuzlarını izleyin. Hemen kullanılmayacaksa açılmış makaraları kuru bir dolapta saklayın.

12. Çalışma Prensibi

Bu LED, bir yarı iletken fotonik cihazdır. Çekirdeği, InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) malzemelerinden yapılmış, bir p-n eklemi oluşturan bir çiptir. Eklem eşiğini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler eklem boyunca enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerjilerini foton (ışık) formunda salarlar. InGaN alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyuna (rengine) karşılık gelir - bu durumda parlak yeşil (~518-535 nm). Su berraklığındaki epoksi reçine, çipi kapsüller, mekanik koruma sağlar, radyasyon desenini şekillendirir ve bir kırılma ortamı görevi görür.

13. Teknoloji Trendleri

Bunun gibi SMD LED'lerin gelişimi, elektronik küçültme, otomasyon ve enerji verimliliği trendleri tarafından yönlendirilmektedir. Daha yüksek ışık verimliliği (elektriksel watt başına daha fazla ışık çıkışı) için sürekli bir baskı vardır, bu da sistem verimliliğini artırır ve termal yükü azaltır. Fosfor teknolojisi ve çip tasarımındaki ilerlemeler, LED'lerin renk gamını ve renksel geri verim yeteneklerini genişletmektedir. Ayrıca, entegrasyon önemli bir trenddir; çoklu çip paketleri (RGB, beyaz) ve hatta sürücü IC'ler tek modüllere birleştirilmektedir. Otomotiv ve endüstriyel uygulamalar için çevresel uyumluluk (Halojensiz, REACH) ve yüksek güvenilirlikli üretim süreçlerine vurgu, bileşen özelliklerini ve test gereksinimlerini şekillendirmeye devam etmektedir.