SMD LED 11-21/R6C-AR2S2B/2T Veri Sayfası - Parlak Kırmızı - 2.0x1.25x0.8mm - Maks. 2.35V - 60mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürüne Genel Bakış

11-21 SMD LED, gösterge ve arka aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış kompakt, yüzey montajlı bir bileşendir. Parlak kırmızı bir ışık çıkışı üretmek için bir AlGaInP çipi kullanır. Temel avantajı, PCB'lerde daha yüksek paketleme yoğunluğu sağlayan, depolama alanı gereksinimlerini azaltan ve nihayetinde daha küçük son kullanıcı ekipmanlarının tasarımına katkıda bulunan minyatür boyutudur. Bileşen hafiftir ve bu da onu alan kısıtlı ve taşınabilir uygulamalar için özellikle uygun kılar.

Temel ürün konumlandırması, tüketici elektroniği, telekomünikasyon ekipmanları ve otomotiv iç mekanlarında güvenilir, uygun maliyetli bir gösterge olarak kullanımı içerir. Temel avantajları küçük boyutu, otomatik montaj süreçleriyle uyumluluğu ve RoHS, REACH ve halojensiz gereksinimlerini içeren modern çevre düzenlemelerine uygunluğudur.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Cihazın çalışma limitleri Ta=25°C koşullarında tanımlanmıştır. Bu değerlerin aşılması kalıcı hasara neden olabilir.

• Ters Gerilim (VR):5V. Ters polarmada bundan daha yüksek bir gerilim uygulamak LED'in PN eklemini bozabilir.
• Sürekli İleri Akım (IF):25 mA. Bu, güvenilir uzun vadeli çalışma için önerilen maksimum DC akımdır.
• Tepe İleri Akım (IFP):60 mA. Bu darbe akımı (1kHz'de %10 görev döngüsü) kısa sürelerle dayanılabilir ancak sürekli kullanım için değildir.
• Güç Dağılımı (Pd):60 mW. Bu, paketin termal limitlerini aşmadan dağıtabileceği maksimum güçtür.
• Elektrostatik Deşarj (ESD):İnsan Vücudu Modeli (HBM) 2000V. Bu değer orta düzeyde bir ESD dayanıklılığını gösterir; uygun kullanım prosedürleri hala gereklidir.
• Sıcaklık Aralıkları:Çalışma: -40°C ila +85°C; depolama: -40°C ila +90°C. Bu geniş aralık birçok endüstriyel ve otomotiv ortamına uygundur.
• Lehimleme Sıcaklığı:260°C'de 10 saniye yeniden akış lehimlemeye veya terminal başına 350°C'de 3 saniye el lehimlemeye dayanır.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Tipik performans, aksi belirtilmedikçe, Ta=25°C'de ve IF=20mA sürme akımı ile ölçülür.

• Işık Şiddeti (Iv):Minimum 140.0 mcd'den maksimum 285.0 mcd'ye kadar değişir. Tipik değer bu aralıkta yer alır ve spesifik değerler sınıflandırma koduna (R2, S1, S2) göre belirlenir.
• Görüş Açısı (2θ1/2):Tipik 60 derecelik açı, ışık şiddetinin tepe şiddetinin en az yarısı olduğu koniyi tanımlar.
• Tepe Dalga Boyu (λp):Tipik olarak 632 nm, spektral yayılımın en güçlü olduğu dalga boyunu gösterir.
• Baskın Dalga Boyu (λd):617.5 nm ila 633.5 nm aralığındadır. Bu, LED'in renginin insan gözü tarafından algılanan tek dalga boyudur ve aynı zamanda sınıflandırmaya (E4-E7) tabidir.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):Tipik olarak 20 nm, maksimum yoğunluğun yarısında (FWHM) ölçülür.
• İleri Gerilim (VF):20mA'de 1.75V ila 2.35V aralığındadır. Daha düşük VF sınıfları (0, 1, 2), özellikle pil ile çalışan cihazlarda daha verimli sistem tasarımına olanak tanır.
• Ters Akım (IR):5V ters polarma uygulandığında maksimum 10 μA'dır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler temel parametrelere göre sınıflara ayrılır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

IF=20mA'de ışık şiddeti için üç sınıf tanımlanmıştır:

• R2:140 mcd (Min) ila 180 mcd (Maks)
• S1:180 mcd (Min) ila 225 mcd (Maks)
• S2:225 mcd (Min) ila 285 mcd (Maks)

Her sınıf içinde ±%11'lik bir tolerans uygulanır.

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

IF=20mA'de baskın dalga boyu için dört sınıf tanımlanmıştır:

• E4:617.5 nm (Min) ila 621.5 nm (Maks)
• E5:621.5 nm (Min) ila 625.5 nm (Maks)
• E6:625.5 nm (Min) ila 629.5 nm (Maks)
• E7:629.5 nm (Min) ila 633.5 nm (Maks)

Her sınıf içinde ±1nm'lik bir tolerans uygulanır.

3.3 İleri Gerilim Sınıflandırması

IF=20mA'de ileri gerilim için üç sınıf tanımlanmıştır:

• 0:1.75 V (Min) ila 1.95 V (Maks)
• 1:1.95 V (Min) ila 2.15 V (Maks)
• 2:2.15 V (Min) ila 2.35 V (Maks)

Her sınıf içinde ±0.1V'lik bir tolerans uygulanır.

11-21/R6C-AR2S2B/2T parça numarası, uygulama gereksinimleri için hassas seçime olanak tanıyan bu sınıf kodlarını içerir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Sağlanan metinde spesifik grafikler detaylandırılmamış olsa da, bu tür bir LED için tipik eğriler şunları içerir:

• Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım (I-I Eğrisi):Daha düşük akımlarda neredeyse doğrusal bir ilişki gösterir, termal ve verim düşüşü nedeniyle daha yüksek akımlarda doyuma ulaşır.
• İleri Gerilim - İleri Akım (V-I Eğrisi):Bir diyoda özgü üstel ilişkiyi gösterir. Eğri sıcaklıkla kayar.
• Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı:Işık çıkışı, eklem sıcaklığı arttıkça tipik olarak azalır. Azalma oranı, termal yönetim için kilit bir parametredir.
• Spektral Dağılım:632 nm tepe noktası etrafında merkezlenmiş ve ~20 nm FWHM ile dalga boyları boyunca emisyon yoğunluğunu gösteren bir çizim.

Tasarımcılar, standart dışı koşullar (farklı sürme akımları veya sıcaklıklar) altındaki davranışı anlamak için bu eğrilere başvurmalıdır.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

11-21 paketi çok kompakt bir forma sahiptir. Temel boyutlar (tipik, ±0.1mm toleranslı) şunları içerir:

• Uzunluk: 2.0 mm
• Genişlik: 1.25 mm
• Yükseklik: 0.8 mm

Detaylı mekanik çizimler, uygun lehimleme ve mekanik stabiliteyi sağlamak için pad düzeni, bileşen ana hatları ve önerilen PCB pad desenini belirtir.

5.2 Polarite Tanımlama

Katot tipik olarak, genellikle bir çentik, yeşil bir işaret veya bileşenin alt tarafında farklı bir pad boyutu ile işaretlenir. Doğru yönlendirme devre işlevi için kritiktir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Yeniden Akış Lehimleme Profili

Kurşunsuz (Pb-free) bir yeniden akış profili önerilir:

• Ön Isıtma:150–200°C, 60–120 saniye.
• Sıvı Faz Üzeri Süre (217°C):60–150 saniye.
• Tepe Sıcaklık:Maksimum 260°C, 10 saniyeden fazla tutulmamalı.
• Isıtma Hızı:Maksimum 6°C/saniye.
• 255°C Üzeri Süre:Maksimum 30 saniye.
• Soğutma Hızı:Maksimum 3°C/saniye.

Yeniden akış işlemi ikiden fazla yapılmamalıdır.

6.2 El Lehimleme

El lehimlemesi gerekliyse:

• Uç sıcaklığı < 350°C olan bir lehim havya kullanın.
• Terminal başına temas süresini ≤ 3 saniye ile sınırlayın.
• Güç derecesi ≤ 25W olan bir havya kullanın.
• Termal şoku önlemek için her terminalin lehimlenmesi arasında en az 2 saniyelik bir aralık bırakın.

6.3 Depolama ve Nem Hassasiyeti

LED'ler, nem geçirmez bariyer torbalarında kurutucu ile paketlenmiştir.

• Açmadan Önce:≤ 30°C ve ≤ %90 Bağıl Nem (RH) koşullarında depolayın.
• Açtıktan Sonra:"Raf ömrü", ≤ 30°C ve ≤ %60 RH'de 1 yıldır. Kullanılmayan parçalar yeniden kapatılmalıdır.
• Kurutma:Kurutucu nem emilimini gösteriyorsa veya depolama süresi aşıldıysa, kullanmadan önce 60 ±5°C'de 24 saat kurutun.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Standart Paketleme

Ürün, 7 inç (178mm) çapında bir makaraya sarılmış 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı bantta tedarik edilir. Her makarada 2000 adet bulunur.

7.2 Etiket Açıklaması

Paketleme etiketi birkaç kilit kodu içerir:

• CPN:Müşteri Ürün Numarası (isteğe bağlı).
• P/N:Üreticinin tam parça numarası (örn., 11-21/R6C-AR2S2B/2T).
• QTY:Makara üzerindeki LED miktarı.
• CAT:Işık Şiddeti sınıf kodu (örn., S2).
• HUE:Renklilik/Baskın Dalga Boyu sınıf kodu (örn., E6).
• REF:İleri Gerilim sınıf kodu (örn., 1).
• LOT No:İzlenebilir üretim parti numarası.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Otomotiv İç Mekanları:Gösterge paneli aletleri, anahtarlar ve kontrol panelleri için arka aydınlatma.
• Telekomünikasyon:Telefonlarda ve faks makinelerinde durum göstergeleri ve tuş takımı arka aydınlatması.
• Tüketici Elektroniği:Küçük LCD'ler için düz arka aydınlatma, anahtar aydınlatması ve sembolik göstergeler.
• Genel Gösterge:Çok çeşitli elektronik cihazlarda güç durumu, mod göstergesi ve uyarı sinyalleri.

8.2 Kritik Tasarım Hususları

• Harici bir akım sınırlayıcı direnç ZORUNLUDUR. LED'in üstel V-I karakteristiği, küçük bir gerilim artışının büyük bir akım dalgalanmasına neden olacağı ve anında arızaya yol açacağı anlamına gelir.Termal Yönetim:
• Özellikle maksimum akıma yakın çalışırken veya yüksek ortam sıcaklıklarında, PCB düzeninin yeterli termal rahatlama sağladığından emin olun.ESD Koruması:
• 2000V HBM derecesine rağmen, giriş hatlarında ESD koruması uygulayın ve montaj sırasında uygun kullanımı sağlayın.Dalga Formu Düşüncesi:
• PWM karartma için, sürücü devresinin belirtilen görev döngüsü ve frekans limitleri içinde tepe akımını (IFP) kaldırabildiğinden emin olun.9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Eski delikli LED paketleri (örn., 3mm veya 5mm) ile karşılaştırıldığında, 11-21 SMD LED önemli avantajlar sunar:

Boyut & Yoğunluk:

• Önemli ölçüde daha küçük ayak izi, minyatürleştirmeye olanak tanır.Montaj Maliyeti:
• Yüksek hızlı pick-and-place makineleri ve yeniden akış lehimleme ile tam uyumludur, manuel yerleştirmeye kıyasla montaj süresini ve maliyetini azaltır.Performans:
• Lehim padleri aracılığıyla PCB'ye genellikle daha iyi bir termal yol sağlar, sıcaklık üzerinde daha kararlı bir performans sunabilir.Güvenilirlik:
• Yüzey montaj yapısı, kurşun bükme stresini ortadan kaldırır ve titreşim direncini artırabilir.Diğer SMD LED'lere (örn., 0402, 0603) kıyasla, 11-21 paketi potansiyel olarak daha büyük bir çip boşluğu nedeniyle daha yüksek ışık çıkışı sunabilir, bu da hala kompakt bir formatta biraz daha fazla parlaklığa ihtiyaç duyulduğunda iyi bir seçimdir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Bu LED ile hangi direnç değerini kullanmalıyım?

C: Ohm Kanunu'nu kullanın: R = (Vbesleme - VF) / IF. 5V besleme, tipik VF=2.0V ve istenen IF=20mA için: R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 Ω. En yakın standart değeri seçin (örn., 150Ω veya 160Ω) ve direncin güç derecesinin yeterli olduğundan emin olun (P = I²R).

S: Bu LED'i sabit akım kaynağı olmadan sürebilir miyim?

C: Evet, yukarıda açıklandığı gibi, çoğu gösterge uygulaması için basit bir seri direnç yeterlidir. Sabit akım sürücüsü, hassas parlaklık kontrolü gerektiren veya geniş bir gerilim aralığında çalışan uygulamalar için faydalıdır.

S: 11-21/R6C-AR2S2B/2T parça numarasını nasıl yorumlamalıyım?

C: Kesin kod çözme özel olsa da, genellikle şu kalıbı izler: "11-21" paket kodudur. "R6C" muhtemelen çip teknolojisi/rengini (Parlak Kırmızı) belirtir. "AR2S2B" ve "2T", veri sayfasında tanımlandığı gibi şiddet, dalga boyu ve gerilim için sınıf kodlarıdır ve S2, E6/E7 ve 2 sınıflarına (veya benzerlerine) karşılık gelir.

S: Bu LED dış mekan kullanımı için uygun mudur?

C: Çalışma sıcaklığı aralığı (-40°C ila +85°C) birçok dış mekan koşuluna dayanabileceğini gösterir. Ancak, doğrudan güneş ışığında, UV maruziyetinde ve sert hava koşullarında uzun ömür, belirtilmemiş olan kapsülasyon reçinesinin dayanıklılığına bağlıdır. Kritik dış mekan uygulamaları için, güvenilirlik verileri için üreticiye danışın.

11. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

Senaryo:

3.3V pil ile çalışan taşınabilir bir tıbbi cihaz için düşük güçlü bir durum göstergesi tasarlama.Seçim:

Küçük boyutu ve düşük güç tüketimi nedeniyle 11-21 LED seçilmiştir.Tasarım Adımları:

Akım Seçimi:

1. Pil ömrünü maksimize etmek için 20mA yerine 10mA'lik bir sürme akımı seçilir. Veri sayfasının performans eğrileri (mevcutsa) 10mA'deki bağıl şiddeti gösterir.Direnç Hesaplama:
2. En kötü durum tasarımı için muhafazakar bir VF=2.2V (sınıf 2 maks.) kullanarak: R = (3.3V - 2.2V) / 0.01A = 110 Ω.Güç Kontrolü:
3. Direnç güç dağılımı: P = (0.01A)² * 110Ω = 0.011W. Standart 1/16W veya 1/10W'luk bir direnç fazlasıyla yeterlidir.PCB Düzeni:
4. Veri sayfasından önerilen pad deseni kullanılır. LED padlerine, iyi bir termal yol sağlarken lehimlemeyi kolaylaştırmak için termal rahatlama bağlantıları eklenir.Yazılım Düşüncesi:
5. LED'i süren mikrodenetleyici GPIO pini, direnç VCC'ye bağlı olarak açık drenaj çıkışı olarak yapılandırılır, böylece LED pini düşük çekilerek açılabilir.Bu yaklaşım, güvenilir çalışma, uzun pil ömrü ve kolay üretilebilirlik sağlar.

12. Çalışma Prensibi

LED, bir yarı iletken PN ekleminde elektrolüminesans prensibiyle çalışır. Cihaz bir AlGaInP (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfit) çipi kullanır. Eklem eşiğini (yaklaşık 1.8V) aşan bir ileri gerilim uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler aktif bölgeye enjekte edilir. Orada yeniden birleşirler ve enerjiyi fotonlar şeklinde serbest bırakırlar. AlGaInP alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyuna (rengine) karşılık gelir—bu durumda parlak kırmızı (~632 nm). Şeffaf reçine kapsülasyonu çipi korur ve bir lens görevi görerek ışık çıkışını 60 derecelik bir görüş açısına şekillendirir.

13. Teknoloji Trendleri

11-21 gibi SMD LED'ler olgun ve yaygın olarak benimsenmiş bir teknolojiyi temsil eder. Bu segmentteki mevcut trendler şunlara odaklanmaktadır:

Artırılmış Verimlilik:

• Devam eden malzeme bilimi iyileştirmeleri, watt başına daha fazla lümen (daha yüksek etkinlik) üretmeyi amaçlar, aynı akımda daha parlak çıkış veya daha düşük güç tüketimi ile aynı parlaklık sağlar.Minyatürleştirme:
• Daha yoğun PCB tasarımlarına olanak tanımak için paket boyutunda sürekli azalma (örn., 11-21'den 0805, 0603, 0402 gibi daha küçük ayak izlerine).Geliştirilmiş Renk Tutarlılığı:
• Daha sıkı sınıflandırma toleransları ve gelişmiş wafer seviyesi üretim teknikleri, bir üretim partisi içindeki renk ve parlaklık varyasyonunu azaltmaktadır.Geliştirilmiş Güvenilirlik:
• Yüksek sıcaklık, yüksek nem veya yüksek titreşim ortamlarında performansı iyileştirmek için daha dayanıklı kapsülasyon reçineleri ve çip bağlama malzemeleri geliştirilmesi, otomotiv ve endüstriyel pazarlara genişleme sağlar.Entegrasyon:
• Devre tasarımını basitleştirmek ve kart alanından tasarruf etmek için birden fazla LED çipini (örn., RGB), Zener diyotlar gibi koruma bileşenlerini veya hatta akım sınırlayıcı dirençleri tek bir pakette entegre etme eğilimi.Ekran uygulamaları için Micro-LED'ler ve gelişmiş OLED'ler gibi daha yeni teknolojiler ortaya çıkarken, geleneksel SMD gösterge LED'leri, maliyet etkinlikleri, güvenilirlikleri ve basitlikleri nedeniyle durum göstergesi, panel arka aydınlatması ve dekoratif aydınlatma için baskın çözüm olmaya devam etmektedir.

While newer technologies like Micro-LEDs and advanced OLEDs emerge for display applications, conventional SMD indicator LEDs remain the dominant solution for status indication, panel backlighting, and decorative lighting due to their cost-effectiveness, reliability, and simplicity.