SMD LED 15-215/R6C-AQ1R2L/2T Veri Sayfası - Parlak Kırmızı - 2.0x1.25x0.8mm - 2.0V - 0.06W - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

15-215/R6C-AQ1R2L/2T, yüksek yoğunluklu PCB uygulamaları için tasarlanmış bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'dir. Parlak kırmızı bir ışık çıkışı üretmek için bir AlGaInP çipi kullanır. Kompakt form faktörü, devre kartları üzerinde önemli ölçüde yer tasarrufu sağlar ve bu da onu, kart alanının kısıtlı olduğu modern, küçültülmüş elektronik cihazlar için ideal kılar. Bileşen, standart otomatik yerleştirme montaj ekipmanlarıyla uyumluluğu sağlamak için 7 inç çapında bir makaraya monte edilmiş 8mm şerit üzerinde tedarik edilir.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED'in birincil avantajları arasında son derece küçük boyutu, hafif yapısı ve otomatik yüksek hacimli üretime uygunluğu yer alır. Bu özellikler doğrudan daha az depolama gereksinimi, PCB'lerde daha yüksek paketleme yoğunluğu ve nihayetinde daha küçük nihai ürün tasarımları potansiyeline dönüşür. Cihaz, kurşunsuz (Pb-free) lehimleme işlemleri, RoHS, EU REACH ve halojensiz standartlara (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm) uygundur ve bu da onu katı çevre düzenlemelerine sahip küresel pazarlar için uygun kılar. Hedef uygulamaları çeşitlidir; gösterge panelleri, anahtarlar ve LCD'ler için arka aydınlatmadan telekomünikasyon ekipmanlarındaki durum göstergelerine ve genel amaçlı aydınlatmaya kadar uzanır.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Bu bölüm, güvenilir devre tasarımı için kritik olan veri sayfasında tanımlanan temel elektriksel, optik ve termal parametrelerin ayrıntılı, nesnel bir yorumunu sağlar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak Maksimum Değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bunlar normal çalışma koşulları değildir.

• Ters Gerilim (V_R):5V. Ters öngerilimde bu voltajın aşılması, eklem bozulmasına neden olabilir.
• İleri Akım (I_F):25mA DC. Bu, güvenilir uzun vadeli çalışma için önerilen maksimum sürekli akımdır.
• Tepe İleri Akımı (I_FP):1/10 görev döngüsü ve 1kHz'de 60mA. Bu değer, çoklama şemalarında kullanışlı olan kısa akım darbelerine izin verir, ancak ortalama akım I_F.
• Güç Dağılımı (P_d):60mW. Bu limit, eklemde ısıya dönüşen toplam elektriksel gücü (V_F* I_F) dikkate alır.
• Çalışma & Depolama Sıcaklığı:-40°C ila +85°C (çalışma), -40°C ila +90°C (depolama). Bu geniş aralıklar, zorlu ortamlarda işlevselliği garanti eder.
• Lehimleme Sıcaklığı:Maksimum 10 saniye için 260°C reflow lehimleme tepe değeri; her terminal için maksimum 3 saniye 350°C'de el lehimlemesi.
• ESD Hassasiyeti:İnsan Vücudu Modeli (HBM) değeri 2000V. Bu, onu orta derecede hassas olarak sınıflandırır; standart ESD işleme önlemleri gereklidir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bu parametreler, 25°C eklem sıcaklığında (T_j) ve 20mA test akımında belirtilmiştir. Gerçek dünya performansı sıcaklık ve sürücü akımı ile değişecektir.

• Işık Şiddeti (I_v):72.0 ila 180.0 mcd (millikandela). Geniş aralık, bir sınıflandırma sistemi ile yönetilir (Bkz. Bölüm 3). Tipik değer belirtilmemiştir, bu da seçimin spesifik sınıf koduna dayandığını ima eder.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):140 derece (tipik). Bu geniş görüş açısı, Lambert veya yakın-Lambert radyasyon modelini gösterir ve odaklanmış ışınlar yerine alan aydınlatması için uygundur.
• Tepe Dalga Boyu (λ_p):632 nm (tipik). Bu, spektral güç çıkışının maksimum olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):617.5 ila 633.5 nm. Bu, LED'in renginin insan gözü tarafından algılanan tek dalga boyudur ve aynı zamanda sınıflandırma ile yönetilir.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):20 nm (tipik). Bu, tepe yoğunluğun yarısında yayılan dalga boyları aralığını tanımlar ve nispeten saf bir kırmızı rengi gösterir.
• İleri Gerilim (V_F):20mA'de 1.70 ila 2.30 V. Bu aralık da sınıflandırmaya tabidir. Daha düşük V_F, belirli bir akım için daha düşük güç tüketimine ve daha az ısı üretimine yol açar.
• Ters Akım (I_R):V_R=5V'de maksimum 10 μA. Düşük bir sızıntı akımı tercih edilir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde tutarlı renk ve parlaklık sağlamak için LED'ler performans gruplarına veya "sınıflara" ayrılır. 15-215, üç bağımsız sınıflandırma kriteri kullanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Şiddet, dört sınıfa (Q1, Q2, R1, R2) ayrılır; Q1 en sönük (72.0-90.0 mcd), R2 ise en parlak (140.0-180.0 mcd) sınıftır. Tasarımcılar, tek bir üründe farklı sınıfların karıştırılmasının görünür parlaklık farklılıklarına neden olabileceğini göz önünde bulundurarak, uygulamaları için gerekli parlaklığa dayalı olarak uygun sınıfı seçmelidir.

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Renk, 617.5nm'den 633.5nm'ye kadar olan aralığı kapsayan dört sınıfa (E4, E5, E6, E7) ayrılır. E4 daha kısa, daha turuncu-kırmızı bir dalga boyunu temsil ederken, E7 daha uzun, daha derin kırmızı bir dalga boyunu temsil eder. Tutarlı renk görünümü, aynı veya bitişik dalga boyu sınıflarından LED'lerin kullanılmasını gerektirir.

3.3 İleri Gerilim Sınıflandırması

Gerilim, her biri 1.70V ila 2.30V arasında 0.1V kapsayan altı sınıfa (19 ila 24) ayrılır. Akım sınırlayıcı dirençli basit gösterge kullanımı için daha az kritik olsa da, seri bağlı dizilerde veya sabit gerilim sürücü senaryolarında voltaj sınıflandırması, tekdüzen akım dağılımı ve parlaklık sağlamak için önemli hale gelir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Sağlanan veri sayfası alıntısı "Tipik Elektro-Optik Karakteristik Eğrileri"nden bahsetse de, spesifik grafikler metinde yer almamaktadır. Tipik olarak, bu tür eğriler, ileri tasarım için kritik olan aşağıdaki ilişkileri gösterir:

• I-V (Akım-Gerilim) Eğrisi:İleri gerilim ve akım arasındaki üstel ilişkiyi gösterir. Eğri sıcaklıkla kayar.
• Işık Şiddeti vs. İleri Akım:Işık çıkışının akımla nasıl arttığını gösterir, genellikle yüksek akımlarda verim düşmeden önce çalışma aralığında neredeyse doğrusal bir ilişki içindedir.
• Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı:Eklem sıcaklığı yükseldikçe ışık çıkışının düşürülmesini gösterir. Kırmızı AlGaInP LED'ler, bazı mavi/beyaz LED'lere kıyasla tipik olarak daha belirgin bir termal söndürme etkisine sahiptir.
• Spektral Dağılım:Tepe dalga boyu (632 nm) etrafında merkezlenmiş, dalga boyları boyunca yayılan göreceli gücü gösteren bir grafiktir.

Tasarımcılar, termal performansı doğru bir şekilde modellemek ve farklı sürücü koşulları altındaki davranışı tahmin etmek için grafikler içeren tam veri sayfasına başvurmalıdır.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

LED'in çok kompakt bir ayak izi vardır. Ana boyutlar (mm cinsinden, belirtilmediği sürece tolerans ±0.1mm) yaklaşık 2.0mm uzunluk, 1.25mm genişlik ve 0.8mm yükseklikte bir gövde boyutunu içerir. Veri sayfası, katot tanımlayıcısının (genellikle paket üzerinde bir çentik veya yeşil işaret) yerleşimini, pad düzenini ve önerilen PCB land pattern'ini gösteren ayrıntılı bir boyut çizimini içerir. Doğru lehimleme ve hizalama için bu boyutlara uyulması esastır.

5.2 Polarite Tanımlama

Doğru polarite hayati önem taşır. Paket, katot (-) terminalini tanımlamak için görsel bir işaret içerir. Tasarımcılar, otomatik makineler tarafından yanlış yerleştirmeyi önlemek için PCB ayak izinin bu yönü yansıttığından emin olmalıdır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Bu minyatür bileşenlere zarar gelmesini önlemek için uygun işleme gereklidir.

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Bileşen, kızılötesi ve buhar fazı reflow ile uyumludur. Kurşunsuz (Pb-free) bir profil önerilir: 60-120 saniye için 150-200°C arasında ön ısıtma, 60-150 saniye için likidüs üzeri süre (217°C), maksimum 10 saniye için 260°C'yi aşmayan bir tepe sıcaklık. Maksimum ısınma hızı 6°C/sn, maksimum soğutma hızı ise 3°C/sn'dir. Reflow işlemi ikiden fazla yapılmamalıdır.

6.2 Depolama ve Nem Hassasiyeti

LED'ler, nem geçirmez bir torbada nem alıcı ile paketlenmiştir. Torba, bileşenler kullanıma hazır olana kadar açılmamalıdır. Açıldıktan sonra, "zemin ömrü" ≤30°C ve ≤%60 RH'de 1 yıldır. Aşılırsa, reflow sırasında "patlamış mısır" hasarını önlemek için lehimlemeden önce 60±5°C'de 24 saatlik bir pişirme işlemi gereklidir.

6.3 El Lehimleme ve Yeniden İşleme

El lehimlemesi gerekliyse, uç sıcaklığı <350°C olan bir lehim havya kullanın, her terminale ≤3 saniye ısı uygulayın ve düşük güçlü bir havya (<25W) kullanın. Her terminali lehimleme arasında en az 2 saniyelik bir aralık önerilir. Yeniden işleme için, her iki terminali aynı anda ısıtmak ve mekanik stresi önlemek için çift uçlu bir lehim havya önerilir. LED'e zarar vermeden yeniden işlemenin uygunluğu önceden doğrulanmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

Ürün, nem korumalı paketleme (MSP) formatında tedarik edilir. Bileşenler, cepleri olan bir taşıyıcı şeride yerleştirilir ve 7 inç çapında bir makaraya sarılır. Her makara 2000 parça içerir. Makara ve taşıyıcı şerit, otomatik besleyicilerle uyumluluk için veri sayfasında sağlanan spesifik boyutlara sahiptir. Makara ve torba üzerindeki etiketler, kritik bilgileri sağlar: Müşteri Parça Numarası (CPN), Ürün Numarası (P/N), miktar (QTY) ve Işık Şiddeti (CAT), Baskın Dalga Boyu (HUE) ve İleri Gerilim (REF) için spesifik sınıf kodları ile birlikte Parti Numarası.

8. Uygulama Tasarımı Dikkat Edilmesi Gerekenler

8.1 Akım Sınırlama Zorunludur

LED'ler akım kontrollü cihazlardır.Harici bir akım sınırlayıcı direnç veya sabit akım sürücü devresi kesinlikle gereklidir.İleri gerilim negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir ve doğrudan bir voltaj kaynağından sürülürse küçük bir değişiklik, akımda büyük bir değişikliğe neden olabilir, bu da termal kaçak ve arızaya yol açabilir.

8.2 Termal Yönetim

Küçük olmasına rağmen, LED eklemde ısı üretir. Maksimum ileri akım (25mA) veya yakınında sürekli çalışma için, ısıyı cihazdan uzaklaştırmak ve daha düşük bir eklem sıcaklığı sağlamak için yeterli PCB bakır alanı (termal rahatlatma pedleri) kullanılmalıdır; bu da ışık çıkışını ve ömrünü korur.

8.3 Uygulama Kısıtlamaları

Veri sayfası açıkça belirtmektedir ki, bu ürün, ön görüşme ve onay olmaksızın askeri/uzay, otomotiv güvenlik/güvenlik sistemleri veya tıbbi yaşam destek ekipmanları gibi yüksek güvenilirlik uygulamaları için tasarlanmamış veya nitelendirilmemiştir. Bu tür uygulamalar için farklı spesifikasyonlara ve nitelik seviyelerine sahip ürünler gereklidir.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu LED'i daha yüksek parlaklık için 30mA'de sürebilir miyim?

C: Hayır. Sürekli ileri akım (I_F) için Mutlak Maksimum Değer 25mA'dir. Bu değerin aşılması güvenilirliği tehlikeye atar ve aşırı eklem sıcaklığı nedeniyle erken arızaya neden olabilir.

S: 5V besleme ile hangi direnç değerini kullanmalıyım?

C: Ohm Kanunu kullanarak: R = (V_besleme- V_F) / I_F. Akımın 20mA'yi aşmadığından emin olmak için muhafazakar bir tasarım için sınıfınızdan maksimum V_F'yi (örneğin, 2.3V) kullanın. R = (5 - 2.3) / 0.02 = 135 Ω. Standart bir 150 Ω direnç yaklaşık 18mA sağlar, bu güvenlidir ve spesifikasyonlar dahilindedir.

S: Işık şiddeti aralığı neden bu kadar geniş (72-180 mcd)?

C: Üretim varyasyonları, performansta doğal yayılımlara neden olur. Sınıflandırma sistemi (Q1, Q2, R1, R2), üreticilerin bu parçaları ayırmasına ve müşterilerin maliyet ve performans hedefleri için ihtiyaç duydukları parlaklık derecesini seçmesine olanak tanır.

10. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Senaryo: Birden fazla tek tip kırmızı LED içeren bir durum göstergesi paneli tasarlama.

Bir tasarımcı, 20 adet aynı parlak kırmızı gösterge LED'i gerektiren bir kontrol paneli oluşturmaktadır. Görsel tutarlılığı sağlamak için:

1. Sınıf Seçimi:Yüksek parlaklık için R2 (140-180 mcd) ve tutarlı derin kırmızı renk için E6/E7 (625.5-633.5 nm) sınıflarını belirtirler. LED'ler paylaşılan sabit gerilim konfigürasyonunda sürülüyorsa, sıkı bir voltaj sınıfı (örneğin, 21 veya 22) da belirtebilirler.
2. Devre Tasarımı:5V hattı mevcuttur. 20mA hedef akım ve 2.0V tipik V_F kullanarak, her LED ile seri olarak bir 150 Ω akım sınırlayıcı direnç yerleştirilir. Direnç güç değeri (5-2)^2 / 150 = 0.06W'dır, bu nedenle standart 1/8W (0.125W) direnç yeterlidir.
3. PCB Yerleşimi:PCB ayak izi, veri sayfasından önerilen land pattern'i takip eder. Özellikle LED'ler birbirine yakın monte edileceğinden, ısı dağılımına yardımcı olmak için katot ve anot pedlerine ek bakır döküm bağlanır.
4. Montaj:LED'ler şerit ve makara üzerinde sipariş edilir. Montaj firması, veri sayfasında belirtilen Pb-free reflow profilini takip ederek, otomatik yerleştirme makineleri ile sağlanan makaraları kullanır.

Veri sayfası parametreleri tarafından yönlendirilen bu sistematik yaklaşım, güvenilir, tutarlı ve üretilebilir bir nihai ürün sağlar.