SMD LED 19-21/R6C-FP1Q2L/3T Veri Sayfası - Boyut 2.0x1.25x0.8mm - Gerilim 1.7-2.3V - Parlak Kırmızı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

19-21/R6C-FP1Q2L/3T, modern ve kompakt elektronik uygulamalar için tasarlanmış bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'dir. Bu bileşen, parlak kırmızı bir ışık çıktısı üretmek için AIGaInP (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfit) yarı iletken çip kullanır. Temel avantajı, geleneksel kurşun çerçeveli tip LED'lere kıyasla baskılı devre kartı (PCB) boyutunda önemli azalmalar sağlayan ve daha yüksek bileşen paketleme yoğunluğuna izin veren minyatür boyutudur. Bu, genel ekipman boyutunun küçülmesine ve depolama gereksinimlerinin azalmasına katkıda bulunur. Cihaz hafiftir ve bu da onu özellikle alan ve ağırlığın kritik kısıtlamalar olduğu uygulamalar için uygun kılar.

LED, yüksek hızlı otomatik yerleştirme montaj ekipmanlarıyla uyumluluğu sağlamak için endüstri standardı 8 mm şerit üzerinde 7 inç çapında makaralarda tedarik edilir. Standart kızılötesi (IR) ve buhar fazı reflow lehimleme işlemleriyle kullanılmak üzere tasarlanmıştır, bu da verimli seri üretimi kolaylaştırır. Ürün, kurşunsuz (Pb-free) bir bileşen olarak üretilir ve Avrupa Birliği'nin RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) ve REACH (Kimyasalların Kaydı, Değerlendirilmesi, İzin Verilmesi ve Kısıtlanması) düzenlemelerine uygundur. Ayrıca halojensiz olarak sınıflandırılır; brom (Br) ve klor (Cl) içeriği her biri 900 ppm'in altında ve toplamları 1500 ppm'in altındadır.

2. Teknik Özellikler Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak maksimum değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu değerler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir. Maksimum ters gerilim (VR) 5V'dur. Sürekli ileri akım (IF) 25 mA'yı geçmemelidir. Darbe çalışması için, 1 kHz'de %10 görev döngüsü altında 60 mA'lık bir tepe ileri akım (IFP) kabul edilebilir. Maksimum güç dağılımı (Pd) 60 mW'dır. Cihaz, İnsan Vücudu Modeline (HBM) göre 2000V'luk bir elektrostatik deşarja (ESD) dayanabilir. Çalışma sıcaklığı aralığı (Topr) -40°C ila +85°C arasındadır, depolama sıcaklığı aralığı (Tstg) ise biraz daha geniş olup -40°C ila +90°C arasındadır. Lehimleme için, cihaz 260°C tepe sıcaklığında 10 saniyeye kadar reflow lehimlemeye veya her terminal için 350°C'de 3 saniyeye kadar elle lehimlemeye dayanabilir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Elektro-optik karakteristikler, aksi belirtilmedikçe Ta=25°C ve 20 mA ileri akım (IF) altında ölçülen temel performans parametreleridir.

• Işık Şiddeti (Iv):Minimum 45 milikandela (mcd) ile maksimum 112 mcd arasında değişir. Tipik değer bu aralıkta yer alır ve bu aralık daha spesifik gruplara (P1, P2, Q1, Q2) ayrılır.
• Görüş Açısı (2θ1/2):Yarım şiddet açısı tipik olarak 100 derecedir, bu geniş bir görüş konisi olduğunu gösterir.
• Tepe Dalga Boyu (λp):Yayılan ışık şiddetinin maksimum olduğu dalga boyu tipik olarak 632 nanometredir (nm).
• Baskın Dalga Boyu (λd):Bu, insan gözü tarafından algılanan tek dalga boyudur ve 621 nm ile 631 nm arasında değişir ve FF1 ve FF2 gruplarına ayrılır.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):Maksimum şiddetin yarısında yayılan spektrumun genişliği tipik olarak 20 nm'dir.
• İleri Gerilim (VF):LED'in 20 mA iletenken üzerindeki gerilim düşümü 1.7V ile 2.3V arasındadır ve daha dar aralıklar tanımlayan spesifik gruplar (L19 ila L24) vardır.
• Ters Akım (IR):5V ters gerilim uygulandığında sızıntı akımı maksimum 10 µA'dır.

Önemli notlar toleransları belirtir: Işık Şiddeti (±%11), Baskın Dalga Boyu (±1 nm) ve İleri Gerilim (±0.05V). 5V ters gerilim değerinin yalnızca IR testi için olduğunu anlamak çok önemlidir; LED ters öngerilim altında çalışmak üzere tasarlanmamıştır.

3. Gruplandırma Sistemi Açıklaması

Uygulama tasarımında tutarlılığı sağlamak için LED'ler üç ana parametreye göre sınıflandırılır (gruplandırılır): Işık Şiddeti, Baskın Dalga Boyu ve İleri Gerilim. Ürün kodu (örneğin, R6C-FP1Q2L/3T) spesifik grupları yansıtır.

3.1 Işık Şiddeti Gruplandırması

LED'ler dört şiddet grubuna ayrılır:

• P1:45 – 57 mcd
• P2:57 – 72 mcd
• Q1:72 – 90 mcd
• Q2:90 – 112 mcd

Parça numarasındaki 'Q2' kodu, bu cihazın en yüksek şiddet grubuna ait olduğunu gösterir.

3.2 Baskın Dalga Boyu Gruplandırması

Renk tutarlılığı dalga boyu grupları aracılığıyla kontrol edilir:

• FF1:621 – 626 nm
• FF2:626 – 631 nm

'FP1' kodu muhtemelen bu dalga boyu spesifikasyonlarından birine karşılık gelir.

3.3 İleri Gerilim Gruplandırması

Devre tasarımına, özellikle akım sınırlama direnci hesaplamasına yardımcı olmak için LED'ler 20 mA'deki ileri gerilime (VF) göre gruplandırılır:

• L19:1.7 – 1.8 V
• L20:1.8 – 1.9 V
• L21:1.9 – 2.0 V
• L22:2.0 – 2.1 V
• L23:2.1 – 2.2 V
• L24:2.2 – 2.3 V

Parça numarasındaki 'L' harfi gerilim grubunu belirtir ve ardından gelen bir sayı tam grubu gösterir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Sağlanan metinde spesifik grafiksel eğriler detaylandırılmamış olsa da, böyle bir LED için tipik elektro-optik karakteristik eğrileri şunları içerir:

• İleri Akım vs. İleri Gerilim (I-V Eğrisi):Bu doğrusal olmayan eğri, akım ve gerilim arasındaki üstel ilişkiyi gösterir. 20mA'de belirtilen VF aralığı bu eğri üzerinde tek bir noktadır. Tasarımcılar bunu gerekli sürücü gerilimini belirlemek ve uygun seri direnci hesaplamak için kullanır.
• Işık Şiddeti vs. İleri Akım (I-L Eğrisi):Bu eğri, ışık çıktısının akımla nasıl arttığını gösterir. Önerilen çalışma aralığında tipik olarak doğrusaldır ancak daha yüksek akımlarda doyuma ulaşır. 20mA test koşulunda veya altında çalışmak öngörülebilir performans sağlar.
• Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı:LED'lerin ışık çıktısı genellikle jonksiyon sıcaklığı yükseldikçe azalır. Bu güç azaltma oranını anlamak, yüksek ortam sıcaklıklarında veya önemli öz-ısınma ile çalışan uygulamalar için kritiktir.
• Spektral Dağılım:Dalga boyları boyunca göreceli şiddeti gösteren bir grafik, yaklaşık 632 nm'de tepe yapar ve tipik 20 nm bant genişliği ile parlak kırmızı renk noktasını doğrular.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

19-21 SMD LED çok kompakt bir forma sahiptir. Ana boyutlar (milimetre cinsinden) gövde uzunluğu 2.0 mm, genişlik 1.25 mm ve yükseklik 0.8 mm'dir. Detaylı ölçülendirilmiş çizim, pad düzenini, bileşen dış hatlarını ve katot tanımlayıcı işaretinin yerini belirtir. Belirtilmemiş tüm toleranslar ±0.1 mm'dir. Veri sayfasına göre PCB üzerinde doğru pad tasarımı, güvenilir lehimleme ve mekanik stabilite için esastır.

5.2 Polarite Tanımlama

Cihaz, tipik olarak paket üzerinde bir çentik, yeşil bir nokta veya kesilmiş bir köşe olan bir katot işaretine sahiptir. Montaj sırasında doğru yönlendirme hayati önem taşır, çünkü ters gerilim uygulamak LED'e zarar verebilir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

SMD bileşenleri için kritik bir gereklilik, önerilen reflow profiline uymaktır. Bu kurşunsuz LED için:

• Ön Isıtma:Ortam sıcaklığından 60-120 saniye içinde 150–200°C'ye yükseltin.
• Bekletme/Reflow:217°C'nin (kurşunsuz lehim için sıvılaşma sıcaklığı) üzerindeki süre 60-150 saniye olmalıdır. Tepe sıcaklık 260°C'yi geçmemeli ve 255°C üzerindeki süre maksimum 30 saniye ile sınırlandırılmalıdır.
• Soğutma:Maksimum soğutma hızı saniyede 6°C olmalıdır.

Aynı LED üzerinde termal stres hasarını önlemek için reflow lehimleme ikiden fazla kez yapılmamalıdır.

6.2 Elle Lehimleme

Manuel onarım gerekliyse, son derece dikkatli olunmalıdır. Lehimleme havya ucu sıcaklığı 350°C'nin altında olmalı ve herhangi bir tek terminalle temas süresi 3 saniyeyi geçmemelidir. Düşük güçlü bir havya (<25W) önerilir. Çift uçlu bir lehim havya, her iki terminali eşit şekilde ısıtmak ve paket üzerindeki stresi en aza indirmek için çıkarma işlemi için önerilir.

6.3 Depolama ve Nem Hassasiyeti

LED'ler nem geçirmez bariyer torbalarında nem alıcı ile paketlenmiştir. Ana önlemler:

• Kullanıma hazır olana kadar torbayı açmayın.
• Açıldıktan sonra kullanılmayan LED'ler ≤ 30°C ve ≤ %60 Bağıl Nemde saklanmalıdır.
• Torba açıldıktan sonraki "zemin ömrü" 168 saattir (7 gün).
• Maruz kalma süresi aşılırsa veya nem alıcı doygunluğu gösteriyorsa, reflow lehimlemeden önce "patlamış mısır" etkisi hasarını önlemek için 60 ± 5°C'de 24 saatlik bir pişirme işlemi gereklidir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Makara ve Şerit Spesifikasyonları

Standart paketleme makara başına 3000 adettir. Taşıyıcı şerit genişliği 8 mm'dir ve 7 inç (178 mm) çapında bir makaraya sarılmıştır. Otomatik besleyicilerle uyumluluğu sağlamak için makara, taşıyıcı şerit cepleri ve kapak bandı için detaylı boyutlar sağlanmıştır.

7.2 Etiket Açıklaması

Makara etiketi, izlenebilirlik ve doğrulama için kritik bilgiler içerir:

• P/N:Ürün Numarası (örneğin, 19-21/R6C-FP1Q2L/3T).
• CAT:Işık Şiddeti Sıralaması (örneğin, Q2).
• HUE:Kromatik Koordinatlar & Baskın Dalga Boyu Sıralaması (örneğin, FP1).
• REF:İleri Gerilim Sıralaması (örneğin, L21).
• LOT No:İzlenebilirlik için Üretim Parti Numarası.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulamalar

19-21 SMD LED çok yönlüdür ve çeşitli düşük güçlü gösterge ve arka aydınlatma rollerine uygundur:

• Arka Aydınlatma:Gösterge paneli aletleri, membran anahtarlar ve kontrol panelleri için aydınlatma.
• Telekomünikasyon:Telefon ve faks makinelerinde durum göstergeleri ve tuş takımı arka aydınlatması.
• Görüntüleme Teknolojisi:Küçük sıvı kristal ekranlar (LCD'ler) ve aydınlatılmış semboller için düz arka aydınlatma.
• Genel Amaçlı Gösterge:Tüketici ve endüstriyel elektronikte güç durumu, mod göstergeleri ve sinyal ışıkları.

8.2 Kritik Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:Harici bir akım sınırlama direncikesinlikle zorunludur. İleri gerilimin bir aralığı ve negatif bir sıcaklık katsayısı vardır. Besleme gerilimindeki hafif bir artış veya ısınmadan kaynaklanan VF'deki bir düşüş, ileri akımda büyük ve potansiyel olarak yıkıcı bir artışa neden olabilir. Direnç değeri, en kötü durum koşullarında akımın asla 25 mA'yı geçmemesini sağlamak için güç kaynağı gerilimi ve gruptaki maksimum ileri gerilime (VF max) dayanarak hesaplanmalıdır.
• Termal Yönetim:Güç dağılımı düşük olsa da, LED padlerinin altında yeterli PCB bakır alanı veya termal viyalar sağlamak, özellikle yüksek ortam sıcaklığı ortamlarında ısıyı dağıtmaya, ışık çıktısı stabilitesini ve ömrünü korumaya yardımcı olabilir.
• ESD Koruması:2000V HBM için derecelendirilmiş olsa da, montaj ve taşıma sırasında standart ESD işleme önlemlerine uyulmalıdır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu 19-21 SMD LED'in eski delikli LED'lere veya daha büyük SMD paketlerine kıyasla temel avantajlarıminyatürleştirmeveotomatik montaj için uygunlukdur. AIGaInP çip teknolojisi, kırmızı ışık için yüksek verimlilik ve iyi renk doygunluğu sunar. Diğer bazı kırmızı LED teknolojileriyle karşılaştırıldığında, AIGaInP tipik olarak daha yüksek ışık şiddeti ve daha iyi sıcaklık stabilitesi sağlar. Kapsamlı gruplandırma sistemi, tasarımcıların sıkı kontrol edilmiş optik ve elektriksel karakteristiklere sahip parçaları seçmesine olanak tanır, bu da tek tip görünüm veya hassas akım sürücüsü gerektiren uygulamalar için çok önemlidir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Neden bir seri direnç gereklidir?

C: LED'ler akım kontrollü cihazlardır. V-I karakteristikleri üsteldir. Akımı sınırlayacak bir direnç olmadan, besleme gerilimindeki veya LED ileri gerilimindeki herhangi bir küçük değişim termal kaçak ve anında arızaya yol açabilir. Direnç, Ohm Kanunu'na dayanarak sabit bir akım belirler.

S: Bu LED'i 2.3V'dan daha yüksek bir gerilimle sürebilir miyim?

C: Evet, ancak yalnızca fazla gerilimi düşürmek ve akımı 20mA'ye (veya daha düşüğe) sınırlamak için uygun bir seri direnç kullanırsanız. Kritik parametre sürücü gerilimi değil, ortaya çıkan akımdır.

S: "Su berraklığında" reçine rengi ne anlama geliyor?

C: LED kapsülleyicisi (plastik lens) renksiz ve şeffaftır. Bu, çipin yaydığı ışığın gerçek renginin (parlak kırmızı) herhangi bir renklendirme veya dağılım olmadan geçmesine izin verir, bu da doygun, canlı bir renk ile sonuçlanır.

S: Sipariş için parça numarasını nasıl yorumlamalıyım?

C: 19-21/R6C-FP1Q2L/3T parça numarası, paket stilini (19-21), bir ürün kodunu (R6C) ve dalga boyu (FP1), ışık şiddeti (Q2) ve ileri gerilim (L, ardından gelen bir sayı) için spesifik grupları kodlar. Sipariş edilen parçanın tam spesifikasyonlarını doğrulamak için her zaman tam veri sayfasına ve gruplandırma tablolarına başvurun.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Senaryo: 5V USB güçlü bir cihaz için durum göstergesi tasarlamak.

1. Parametre Seçimi:Gerekli parlaklığı (yüksek görünürlük için Q2 grubu) ve renk tutarlılığını (FF1 veya FF2 grubu) seçin.

2. Devre Tasarımı:5V besleme (Vcc) ve en kötü durum VF min (örneğin, L19 grubundan 1.7V) kullanarak, VF düşük olsa bile akımın asla 25mA'yı geçmemesini sağlamak. Hedef akım (I_F) = 20 mA.

Gerekli Direnç R = (Vcc - VF) / I_F = (5V - 1.7V) / 0.020A = 165 Ohm.

En yakın standart değer 160 Ohm veya 180 Ohm'dur. 180 Ohm kullanmak I_F = (5-1.7)/180 ≈ 18.3 mA verir, bu güvenlidir ve spesifikasyon dahilindedir.

Dirençteki güç P_R = I_F^2 * R = (0.0183)^2 * 180 ≈ 0.06W. Standart 1/8W veya 1/4W'lık bir direnç yeterlidir.

3. PCB Yerleşimi:LED'i ve akım sınırlama direncini birbirine yakın yerleştirin. Veri sayfasının boyut çizimindeki önerilen pad geometrisini takip edin.

4. Montaj:Nem işleme ve reflow lehimleme profil kılavuzlarını tam olarak takip edin.

12. Çalışma Prensibi

Bu LED, bir yarı iletken p-n jonksiyonunda elektrolüminesans prensibiyle çalışır. Aktif bölge AIGaInP'den oluşur. Jonksiyonun potansiyel bariyerini (kabaca 1.8V) aşan bir ileri öngerilim uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler aktif bölgeye enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerjiyi foton (ışık) şeklinde salarlar. AIGaInP alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyuna (rengine) karşılık gelir—bu durumda, yaklaşık 632 nm'de parlak kırmızı. Berrak epoksi reçine kapsülleyici, çipi korur, ışık çıktısını şekillendirmek için bir lens görevi görür (100 derecelik görüş açısını elde eder) ve mekanik stabilite sağlar.

13. Teknoloji Trendleri

19-21 gibi SMD LED'lerin gelişimi, elektronikteki daha geniş trendleri takip eder:minyatürleştirme, artırılmış verimlilikvegeliştirilmiş güvenilirlik. Kurşunsuz ve halojensiz malzemelere geçiş, küresel çevre düzenlemeleri (RoHS, REACH) tarafından yönlendirilmektedir. Yarı iletken epitaksi alanındaki ilerlemeler, AIGaInP ve diğer malzeme sistemlerinin ışık verimliliğini (elektriksel watt başına ışık çıktısı) ve renk tutarlılığını iyileştirmeye devam etmektedir. Ayrıca, paketleme teknolojisi termal performansı daha iyi yönetmek, daha küçük paketlerde daha yüksek sürücü akımlarına izin vermek ve daha hassas optik kontrol sağlamak için gelişmektedir. Paketlemenin (19-21 ayak izi gibi) ve şerit-makara formatlarının standardizasyonu, elektronik endüstrisi genelinde uygun maliyetli, yüksek hacimli otomatik üretimi mümkün kılmak için kritiktir.