SMD LED 17-21/R6C-AN2Q1B/3T Veri Sayfası - Parlak Kırmızı - 20mA - Maks. 2.35V - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, Parlak Kırmızı ışık yayan bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'in özelliklerini detaylandırır. Bileşen, su berraklığında reçine içine kapsüllenmiş bir AlGaInP çipi kullanır. Kompakt SMD paketi, modern elektronik tasarım için önemli avantajlar sunarak daha yüksek kart yoğunluğu sağlar ve son ekipmanların küçültülmesine katkıda bulunur.

1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar

Bu LED'in birincil faydaları, paketlemesinden ve uyumluluk standartlarından kaynaklanır:

• Otomasyona Uygun Paketleme:7 inç çapında bir makaraya sarılı 8mm bant üzerinde tedarik edilir, bu da yüksek hızlı otomatik yerleştirme ekipmanlarıyla tam uyumluluğu sağlar.
• Sağlam Üretim Uyumluluğu:Standart kızılötesi (IR) ve buhar fazı reflow lehimleme işlemlerine dayanacak şekilde tasarlanmıştır, böylece baskılı devre kartlarına (PCB) güvenilir bir şekilde bağlanmasını garanti eder.
• Çevresel Uyumluluk:Ürün kurşunsuzdur (Pb-free) ve RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktifine uygundur.
• Alan ve Ağırlık Verimliliği:SMD formatı, geleneksel bacaklı LED'lere kıyasla önemli ölçüde daha küçük ve hafiftir. Bu boyut azalması, daha küçük PCB tasarımlarına, daha yüksek bileşen paketleme yoğunluğuna, azaltılmış depolama gereksinimlerine ve nihayetinde daha kompakt nihai ürünlere olanak tanır.

1.2 Hedef Uygulamalar

Bu LED, kompakt, güvenilir bir kırmızı gösterge veya arka ışık kaynağı gerektiren çeşitli uygulamalar için uygundur. Tipik kullanım alanları şunlardır:

• Telekomünikasyon Ekipmanları:Telefon ve faks makinelerinde durum göstergeleri ve tuş takımı arka aydınlatması.
• Tüketici Elektroniği:Sıvı kristal ekranlar (LCD'ler) için düz arka aydınlatma, kontrol panellerindeki anahtarlar ve semboller için arka aydınlatma.
• Genel Amaçlı Gösterge:Minimum alan kaplaması gereken, parlak ve verimli bir kırmızı ışık kaynağı gerektiren herhangi bir uygulama.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

Bu bölüm, LED'in elektriksel, optik ve termal özelliklerinin detaylı, objektif bir analizini sağlar. Aksi belirtilmedikçe tüm veriler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu sınırlar altında veya bu sınırlarda çalışma garanti edilmez ve devre tasarımında kaçınılmalıdır.

• Ters Gerilim (V_R):5V. Ters yönde bu gerilimin aşılması, eklem bozulmasına neden olabilir.
• Sürekli İleri Akım (I_F):25mA. Sürekli olarak uygulanabilen maksimum DC akım.
• Tepe İleri Akım (I_FP):60mA. Bu yalnızca 1kHz'de %10 görev döngüsüne sahip palslı koşullar altında izin verilir. Daha yüksek parlaklık için kısa süreler sağlar.
• Güç Dağılımı (P_d):60mW. Paketin ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç, İleri Gerilim (V_F) × İleri Akım (I_F) olarak hesaplanır.
• Çalışma & Depolama Sıcaklığı:-40°C ila +85°C (çalışma), -40°C ila +90°C (depolama).
• Elektrostatik Deşarj (ESD):2000V (İnsan Vücudu Modeli). Montaj sırasında uygun ESD işleme prosedürleri esastır.
• Lehimleme Sıcaklığı:Cihaz, 260°C tepe sıcaklığında 10 saniyeye kadar reflow lehimlemeye veya her terminal için 350°C'de 3 saniyeye kadar el lehimlemeye dayanabilir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bunlar, standart test koşulları altında (I_F= 20mA) ölçülen tipik performans parametreleridir.

• Işık Şiddeti (I_v):Minimum 36.0 mcd (milikandela) ila maksimum 90.0 mcd arasında değişir, tipik tolerans ±%11'dir. Bu, LED'in algılanan parlaklığını tanımlar.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):Tipik 140 derecelik geniş açı. Bu, ışık şiddetinin 0 derecede (eksen üzeri) şiddetin yarısı olduğu açıdır.
• Tepe Dalga Boyu (λ_p):Tipik olarak 632 nm. Bu, spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):617.5 nm ile 633.5 nm arasında belirtilir. Bu dalga boyu, ışığın algılanan rengine karşılık gelir ve tepe dalga boyundan ziyade renk tanımı için daha önemlidir.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):Tipik olarak 20 nm. Bu, spektral saflığı gösterir; daha küçük bir bant genişliği daha monokromatik bir renk anlamına gelir.
• İleri Gerilim (V_F):20mA'de 1.75V ila 2.35V arasında değişir, tolerans ±0.1V'dur. Bu, LED çalışırken üzerindeki gerilim düşüşüdür.
• Ters Akım (I_R):5V ters öngerilimde maksimum 10 μA.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler performans sınıflarına ayrılır. Parça numarası 17-21/R6C-AN2Q1B/3T, temel parametreler için sınıf kodlarını içerir.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması (Kod: N2, P1, P2, Q1)

LED'ler, 20mA'de ölçülen ışık şiddetlerine göre gruplandırılır. Parça numarasındaki sınıf kodu (ör. Q1), o belirli birim için garanti edilen şiddet aralığını belirtir.

• Sınıf N2:36.0 – 45.0 mcd
• Sınıf P1:45.0 – 57.0 mcd
• Sınıf P2:57.0 – 72.0 mcd
• Sınıf Q1:72.0 – 90.0 mcd

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması (Kod: E4, E5, E6, E7)

LED'ler, baskın dalga boylarına göre gruplara (A) ve sınıflara ayrılır; bu, kırmızının kesin tonunu tanımlar.

• Sınıf E4:617.5 – 621.5 nm
• Sınıf E5:621.5 – 625.5 nm
• Sınıf E6:625.5 – 629.5 nm
• Sınıf E7:629.5 – 633.5 nm

3.3 İleri Gerilim Sınıflandırması (Kod: 0, 1, 2)

LED'ler, 20mA'deki ileri gerilim düşüşlerine göre gruplandırılır (B) ve sınıflandırılır. Bu, özellikle birden fazla LED paralel bağlandığında, akım sınırlama devreleri tasarlamak için kritiktir.

• Sınıf 0:1.75 – 1.95 V
• Sınıf 1:1.95 – 2.15 V
• Sınıf 2:2.15 – 2.35 V

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, cihazın değişen koşullar altındaki davranışını gösteren çeşitli karakteristik eğriler içerir. Bunları anlamak, optimal devre tasarımı için anahtardır.

4.1 Işık Şiddeti vs. İleri Akım & Sıcaklık

Işık çıkışı, ileri akımla doğru orantılıdır. Ancak ilişki tam olarak doğrusal değildir ve çok yüksek akımlarda verim düşebilir. Ayrıca, ortam sıcaklığı arttıkça ışık şiddeti azalır. Derecelendirme eğrisi, 25°C üzerinde çalışırken güç dağılımı sınırını aşmamak ve uzun vadeli güvenilirliği sağlamak için izin verilen maksimum ileri akımın azaltılması gerektiğini gösterir.

4.2 İleri Gerilim vs. İleri Akım

Bu IV eğrisi, bir diyot için tipik olan üstel ilişkiyi gösterir. İleri gerilim akımla artar. Eğrinin şekli, LED'in dinamik direncini anlamak ve termal yönetim hesaplamaları için önemlidir.

4.3 Spektral Dağılım ve Radyasyon Deseni

Spektral dağılım grafiği, yaklaşık 632 nm'de bir tepe noktası ve tanımlı bir bant genişliği ile kırmızı emisyonu doğrular. Radyasyon diyagramı (kutupsal grafik), 140 derecelik görüş açısını görsel olarak temsil ederek ışık şiddetinin uzamsal olarak nasıl dağıldığını gösterir.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

LED, kompakt, endüstri standardı bir SMD paketinde bulunur. Detaylı ölçülü çizim, CAD yazılımında doğru PCB ayak izini (pad deseni) oluşturmak için gereklidir. Temel mekanik notlar şunları içerir:

• Belirtilmeyen tüm toleranslar ±0.1mm'dir.
• Çizim, gövde boyutunu, bacak (terminal) boyutlarını ve doğru lehimleme ve mekanik stabiliteyi sağlamak için önerilen pad düzenini tanımlar.
• Polarite, paket şekli veya işareti ile belirtilir; doğru yönlendirme devre çalışması için çok önemlidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Uygun işleme ve lehimleme, verim ve güvenilirlik için kritiktir.

6.1 Depolama ve Nem Hassasiyeti

LED'ler, nem geçirmez bariyer torbalarında nem alıcı ile paketlenir. Patlama (reflow sırasında hızlı buhar genleşmesi nedeniyle paket çatlaması) riskini önlemek için kullanıcılar aşağıdakilere uymalıdır:

• Kullanıma hazır olana kadar torbayı açmayın.
• Açılmamış torbaları ≤30°C ve ≤%90 RH'de saklayın.
• Açıldıktan sonra, "zemin ömrü" ≤30°C ve ≤%60 RH'de 1 yıldır. Kullanılmayan parçalar yeniden kapatılmalıdır.
• Nem alıcı göstergesi renk değiştirirse veya depolama süresi aşılırsa, reflow öncesinde 60±5°C'de 24 saat boyunca kurutma gereklidir.

6.2 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz bir reflow profili belirtilmiştir:

• Ön Isıtma:150–200°C, 60–120 saniye.
• Sıvı Üstü Süre (TAL):217°C üzerinde 60–150 saniye.
• Tepe Sıcaklığı:Maksimum 260°C, 10 saniyeden fazla tutulmamalıdır. 255°C üzerindeki süre 30 saniyeyi aşmamalıdır.
• Isıtma/Soğutma Oranları:Tepe noktasına kadar maksimum 3°C/sn ısıtma, tepe noktasından maksimum 6°C/sn soğutma.
• Önemli:Reflow işlemi ikiden fazla kez yapılmamalıdır. Isıtma sırasında LED üzerinde mekanik stres uygulamaktan kaçının ve lehimlemeden sonra PCB'yi bükmeyin.

6.3 El Lehimleme ve Yeniden İşleme

El lehimleme gerekliyse, uç sıcaklığı ≤350°C olan bir lehim havya kullanın, her terminale ≤3 saniye ısı uygulayın ve ≤25W gücünde bir havya kullanın. Her terminali lehimlerken en az 2 saniyelik bir aralık bırakın. Yeniden işleme kesinlikle tavsiye edilmez. Kesinlikle kaçınılmazsa, lehim bağlantılarına veya LED çipine termal-mekanik hasarı önlemek için her iki terminali aynı anda ısıtmak üzere özel bir çift uçlu lehim havya kullanılmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Bant ve Makara Özellikleri

LED'ler, boyutları verilmiş kabartmalı taşıyıcı bant üzerinde tedarik edilir. Her makara 3000 adet içerir. Makara boyutları (7 inç çap) otomatik ekipman besleyicileriyle uyumluluk için de belirtilmiştir.

7.2 Etiket Açıklaması

Makara etiketi, Müşteri Parça Numarası (CPN), Üretici Parça Numarası (P/N), Paketleme Miktarı (QTY) ve Işık Şiddeti (CAT), Baskın Dalga Boyu/Renk Tonu (HUE) ve İleri Gerilim (REF) için özel sınıf kodları ile üretim Lot Numarası gibi çeşitli anahtar alanları içerir.

8. Uygulama ve Tasarım Hususları

8.1 Devre Tasarımı Zorunluluğu: Akım Sınırlama

Bu en kritik tasarım kuralıdır.Bir LED, akım kontrollü bir cihazdır. İleri gerilimi negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir ve birimden birime değişir (sınıflandırmada gösterildiği gibi). Bu nedenle,mutlakasabit bir akım kaynağı tarafından veya daha yaygın olarak seri bir akım sınırlama direnci ile sürülmelidir. LED'i doğrudan, nominal V_F değeriyle eşleşen bir gerilim kaynağına bile bağlamak, kontrolsüz bir akım dalgalanmasına ve anında arızaya yol açacaktır. Direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (V_kaynak- V_F) / I_F.

8.2 Termal Yönetim

Güç dağılımı düşük olsa da, etkili termal tasarım ömrü uzatır ve parlaklığı korur. PCB padlerinin yeterli termal rahatlama sağladığından emin olun ve LED'i diğer ısı üreten bileşenlerin yakınına yerleştirmekten kaçının. Yüksek sıcaklık ortamları için ileri akım derecelendirme eğrisine uyun.

8.3 Optik Tasarım

Geniş 140 derecelik görüş açısı, bu LED'i geniş aydınlatma veya birden fazla açıdan görünürlük gerektiren uygulamalar için uygun kılar. Odaklanmış ışınlar için ikincil optikler (mercekler) gerekli olacaktır. Su berraklığındaki reçine, mümkün olan en yüksek ışık çıkışını elde etmek için optimaldir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu bileşenin birincil farklılaştırıcıları, malzeme, paket ve performansının spesifik kombinasyonudur:

• AlGaInP Çip Teknolojisi:Bu malzeme sistemi, eski teknolojilere kıyasla mükemmel parlaklık ve renk kararlılığına sahip yüksek verimli kırmızı, turuncu ve kehribar LED'ler üretmekle ünlüdür.
• SMD Paket Avantajı:Delikli LED'lere kıyasla, yukarıda belirtilen boyut, ağırlık ve montaj hızı avantajlarını sunar; bu, modern SMD bileşenleri için standarttır.
• Detaylı Sınıflandırma:Üç parametreli sınıflandırma (şiddet, dalga boyu, gerilim), tasarımcıların parlaklık, renk veya elektriksel davranışta sıkı tutarlılık gerektiren uygulamalar için parçalar seçmesine olanak tanır, böylece üretim hattında devre ayarlamalarına olan ihtiyacı azaltır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Daha yüksek parlaklık için bu LED'i 30mA'de sürebilir miyim?

A: Hayır. Sürekli ileri akım için Mutlak Maksimum Değer 25mA'dir. Bu değerin aşılması güvenilirliği tehlikeye atar ve kalıcı hasara neden olabilir. Daha yüksek parlaklık için, daha yüksek ışık şiddetine sahip bir LED sınıfı seçin (ör. Q1) veya I_FP rating.

S: Veri sayfası tipik bir V_F değeri 2.0V gösteriyor. Neden devrem 3.3V kaynağa ihtiyaç duyuyor?

A: Ekstra gerilim, akım sınırlama direnci üzerindeki gerilim düşüşünü aşmak için gereklidir. Örneğin, LED'i 3.3V kaynaktan 20mA'de sürmek için V_F değeri 2.0V ise bir dirence ihtiyacınız vardır: R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 Ohm. Direnç fazla gücü dağıtır.

S: 17-21/R6C-AN2Q1B/3T parça numarasını nasıl yorumlarım?

C: Tam adlandırma kuralı özel olabilirken, anahtar bölümler çıkarılabilir: "17-21" muhtemelen paket stilini/boyutunu ifade eder. "R6C" rengi (Kırmızı) ve çip tipini gösterebilir. "AN2Q1B" sınıf kodlarını içerir: A (Dalga Boyu Grubu), N2 (Şiddet Sınıfı), Q1 (Şiddet Sınıfı), B (Gerilim Grubu). "3T" bant paketlemesi veya bir revizyonla ilgili olabilir.

11. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

Senaryo:10 özdeş kırmızı LED'den oluşan, hepsi sabit bir 5V hattından beslenen bir durum göstergesi paneli tasarlamak. Düzgün parlaklık önemlidir.

Tasarım Adımları:

1. Sınıf Seçimi:Görsel tutarlılığı sağlamak için aynı ışık şiddeti sınıfından (ör. hepsi Q1: 72-90 mcd) ve aynı baskın dalga boyu sınıfından (ör. hepsi E6: 625.5-629.5 nm) LED'ler seçin.
2. Seri Direnç Hesaplama:En kötü durum tasarımı için sınıftakimaksimum V_F değeri kullanın (ör. Sınıf 2: 2.35V) böylece akımın asla 20mA'yi aşmamasını garanti edin. R = (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5 Ohm. En yakın standart değeri kullanın (130 veya 150 Ohm). 150 Ohm'luk bir direnç bir güvenlik payı sağlar: I_F= (5V - 2.35V) / 150 = ~17.7mA.
3. PCB Yerleşimi:LED'leri paket boyutlarını kullanarak yerleştirin. Her LED'i kendi seri direnciyle 5V hattına bağlayın. Birden fazla LED'i tek bir dirençle paralel bağlamaktan kaçının, çünkü küçük V_F değişimleri önemli akım dengesizliğine ve düzensiz parlaklığa neden olacaktır.
4. Montaj:Lehim bağlantılarının bütünlüğünü sağlamak ve hasarı önlemek için nem işleme ve reflow profil kılavuzlarını tam olarak takip edin.

12. Çalışma Prensibi

Işık, AlGaInP yarı iletken çip içinde elektrolüminesans adı verilen bir süreçle üretilir. Eklemin iç potansiyelini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler sırasıyla n-tipi ve p-tipi malzemelerden aktif bölgeye enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleşerek foton (ışık) şeklinde enerji açığa çıkarır. Çip katmanlarındaki alüminyum, galyum, indiyum ve fosfitin spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler; bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tanımlar—bu durumda, parlak kırmızı.

13. Teknoloji Trendleri

LED teknolojisindeki genel eğilim, daha yüksek verimlilik (vat başına daha fazla lümen), geliştirilmiş renksel geriverim ve artan güç yoğunluğu yönünde devam etmektedir. Bunun gibi gösterge tipi SMD LED'ler için trendler, daha fazla küçültme (ör. çip ölçekli paketler), mavi/yeşil için InGaN ve kırmızı/turuncu için AlGaInP gibi daha yüksek performanslı malzemelerin daha geniş benimsenmesi ve zorlu çevresel koşullar altında geliştirilmiş güvenilirlik içerir. Paket içinde sürücü elektroniğiyle entegrasyon (ör. dahili akım regülasyonu veya PWM denetleyicileri) ayrıca son kullanıcı devre tasarımını basitleştirmek için devam eden bir gelişmedir.