SMD LED 17-21/R6C-AP1Q2L/3T Veri Sayfası - Boyut 1.6x0.8x0.6mm - Voltaj 1.7-2.3V - Parlak Kırmızı - İngilizce Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

17-21/R6C-AP1Q2L/3T, parlak kırmızı bir ışık çıktısı üretmek için AIGaInP yarı iletken teknolojisini kullanan bir yüzey montajlı (SMD) LED'dir. Bu bileşen, alan ve ağırlığın kritik kısıtlamalar olduğu yüksek yoğunluklu PCB uygulamaları için tasarlanmıştır. Başlıca avantajları arasında, lead-frame tipi LED'lere kıyasla önemli ölçüde azaltılmış kapladığı alan, daha kompakt kart tasarımları, daha yüksek paketleme yoğunluğu ve nihayetinde daha küçük son kullanıcı ekipmanları sağlaması yer alır. Hafif yapısı, onu özellikle minyatür ve taşınabilir elektronik cihazlar için uygun kılar.

The LED is packaged on 8mm tape wound onto a 7-inch diameter reel, making it fully compatible with standard automated pick-and-place assembly equipment. It is formulated to be Pb-free and compliant with major environmental regulations including RoHS, EU REACH, and halogen-free standards (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). The device is compatible with both infrared and vapor phase reflow soldering processes.

2. Teknik Özelliklere Derinlemesine Bakış

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Cihaz, aşağıda belirtilen mutlak maksimum koşullar altında çalışacak şekilde derecelendirilmiştir; bu değerlerin aşılması kalıcı hasara neden olabilir. Tüm derecelendirmeler, 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir.

• Ters Gerilim (VR): 5 V. Ters öngerilimde bu voltajın aşılması, eklem bozulmasına neden olabilir.
• Sürekli İleri Akım (IF): 25 mA. Bu, güvenilir çalışma için maksimum DC akımıdır.
• Tepe İleri Akım (IFP): 60 mA. Bu değer, 1 kHz'de %10 görev döngüsüne sahip darbe koşullarında geçerlidir.
• Güç Dağılımı (Pd): 60 mW. Bu, paketin dağıtabileceği maksimum güçtür.
• Elektrostatik Deşarj (ESD) İnsan Vücudu Modeli (HBM): 2000 V. Montaj sırasında uygun ESD işleme prosedürleri gereklidir.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı (Topr): -40°C ila +85°C.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı (Tstg): -40°C ila +90°C.
• Lehimleme Sıcaklığı (Tsol): Cihaz, 260°C tepe sıcaklığında 10 saniye süreyle reflow lehimlemeye veya her terminal için 350°C'de 3 saniye süreyle el lehimlemeye dayanabilir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Temel performans parametreleri, Ta=25°C ortam sıcaklığında ve IF=20 mA standart test akımında ölçülür. Bunlar, LED'in temel ışık çıkışını ve elektriksel davranışını tanımlar.

• Işık Şiddeti (Iv): Minimum 45.0 mcd ile maksimum 112.0 mcd arasında değişir. Tipik değer, spesifik bin koduna bağlı olarak bu aralıkta yer alır.
• Görüş Açısı (2θ1/2): Geniş, eşit aydınlatma sağlayan, tipik olarak 140 derecelik geniş bir görüş açısı.
• Tepe Dalga Boyu (λp): Genellikle 632 nm olup, spektral güç dağılımının en yüksek olduğu dalga boyunu belirtir.
• Baskın Dalga Boyu (λd): 617.5 nm ile 633.5 nm arasında değişir. Bu, LED'in renginin insan gözü tarafından algılanan tek dalga boyudur ve renk tutarlılığı için kritik bir parametredir.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ): Genellikle 20 nm'dir ve yayılan kırmızı ışığın spektral saflığını tanımlar.
• İleri Yönlü Gerilim (VF): IF=20mA'de 1.7 V ile 2.3 V arasında değişir. Bu parametre, devre tasarımı ve akım sınırlama direnci hesaplaması için kritik öneme sahiptir.
• Ters Akım (IR): 5V ters gerilim uygulandığında maksimum 10 μA. Cihaz ters öngerilimde çalışacak şekilde tasarlanmamıştır.

Önemli Notlar: Toleranslar, Işık Şiddeti için ±%11, Baskın Dalga Boyu için ±1nm ve İleri Gerilim için ±0.05V olarak belirtilmiştir. Ters gerilim koşulu yalnızca IR testi içindir; LED ters öngerilimde çalıştırılmamalıdır.

3. Binning Sistemi Açıklaması

Üretimde tutarlı performans sağlamak için, LED'ler temel parametrelere göre gruplara ayrılır. Bu, tasarımcıların parlaklık ve renk için belirli uygulama gereksinimlerini karşılayan parçaları seçmelerine olanak tanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

IF=20mA'de gruplandırılmıştır. Grup kodu (örneğin, P1, Q2), minimum ve maksimum ışık şiddetini tanımlar.

• P1: 45.0 - 57.0 mcd
• P2: 57.0 - 72.0 mcd
• Q1: 72.0 - 90.0 mcd
• Q2: 90.0 - 112.0 mcd

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

IF=20mA'de bölmelendirilmiştir. Bölme kodu (E4-E7) kırmızı ışımanın renk noktasını tanımlar.

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

3.3 İleri Yönlü Gerilim Sınıflandırması

IF=20mA'de sınıflandırılmıştır. Sınıf kodu (19-24), güç kaynağı tasarımı için elektriksel özellikleri tanımlar.

• 19: 1.7 - 1.8 V
• 20: 1.8 - 1.9 V
• 21: 1.9 - 2.0 V
• 22: 2.0 - 2.1 V
• 23: 2.1 - 2.2 V
• 24: 2.2 - 2.3 V

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, cihazın değişen koşullar altındaki davranışını gösteren çeşitli karakteristik eğriler sağlar. Bunlar sağlam sistem tasarımı için gereklidir.

4.1 Işık Şiddeti - İleri Akım Karşılaştırması

Bu eğri, maksimum nominal akıma kadar ileri akım (IF) ile bağıl ışık şiddeti arasında genel olarak doğrusal bir ilişki olduğunu göstermektedir. Çalışma aralığında ışık çıkışının sürücü akımı ile doğru orantılı olduğunu doğrular.

4.2 Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı İlişkisi

Eğri, ışık çıkışının sıcaklığa bağımlılığını göstermektedir. Işık şiddeti tipik olarak ortam sıcaklığı (Ta) arttıkça, özellikle oda sıcaklığının üzerinde azalır. Bu güç düşümü, yüksek ortam sıcaklıklarına veya zayıf termal yönetime sahip uygulamalarda dikkate alınmalıdır.

4.3 İleri Akım Azaltma Eğrisi

Bu grafik, ortam sıcaklığının bir fonksiyonu olarak izin verilen maksimum sürekli ileri akımı tanımlar. Sıcaklık arttıkça, cihazın güç dağılımı limitleri içinde kalmak, termal kaçak oluşumunu önlemek ve uzun vadeli güvenilirliği sağlamak için izin verilen maksimum akım azaltılmalıdır.

4.4 Spektrum Dağılımı

Spektral çıkış eğrisi, AIGaInP tabanlı kırmızı LED'lerin karakteristiği olan, 632 nm civarında merkezlenmiş dar, tek bir tepe noktası göstermektedir. Tipik 20 nm bant genişliği, iyi bir renk doygunluğuna işaret eder.

4.5 İleri Voltaj - İleri Akım Karşılaştırması

Bu IV eğrisi, bir diyoda özgü tipik üstel ilişkiyi göstermektedir. İleri gerilim akımla birlikte artar ve 20mA'daki değeri, sınıflandırma ve devre tasarımında kullanılan temel parametredir.

4.6 Radyasyon Diyagramı

Polar grafik, ışık yoğunluğunun uzaysal dağılımını göstermekte olup, geniş 140 derecelik görüş açısını doğrulamaktadır. Yoğunluk 0 derecede (LED yüzeyine dik) en yüksek olup kenarlara doğru azalmaktadır.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

17-21 SMD LED, kompakt dikdörtgen bir pakete sahiptir. Temel boyutlar (mm cinsinden, belirtilmedikçe tolerans ±0.1mm) 1.6 mm gövde uzunluğu, 0.8 mm genişlik ve 0.6 mm yükseklik içerir. Datasheet, pad aralığı ve lehim alanı önerileri de dahil olmak üzere tüm kritik boyutları gösteren detaylı bir çizim sağlar.

5.2 Polarite Tanımlama

Katot, paket üzerinde açıkça işaretlenmiştir. PCB yerleşimi ve montajı sırasında doğru polarite yönlendirmesi, düzgün çalışmayı sağlamak için esastır. Veri sayfası şeması, bu işaretin paket geometrisine göre konumunu göstermektedir.

6. Lehimleme ve Montaj Yönergeleri

6.1 Aşırı Akım Koruması

Harici bir akım sınırlama direnci zorunludur. İleri voltaj negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir, bu da jonksiyon ısındıkça VF'nin düştüğü ve sabit bir voltaj kaynağı ile sürüldüğünde akımda hızlı bir artışa yol açabileceği anlamına gelir. Bu, termal kaçak ve cihaz arızasına neden olabilir. Seri bir direnç, doğrusal, kararlı bir akım sürüşü sağlar.

6.2 Depolama ve Nem Hassasiyeti

LED'ler, nem emilimini önlemek için kurutucu ile birlikte nem geçirmez bariyerli torbada paketlenmiştir; bu emilim, reflow lehimleme sırasında "popcorning" (paket çatlaması) sorununa neden olabilir.

• Kullanıma hazır olana kadar torbayı açmayın.
• Açıldıktan sonra, ≤30°C ve ≤60% RH koşullarında saklandığında 168 saat (7 gün) içinde kullanın.
• Bu süre içinde kullanılmazsa veya nem alıcı gösterge doygunluk gösteriyorsa, bileşenler kullanımdan önce 60 ±5°C'de 24 saat boyunca tavlanmalıdır.

6.3 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz bir reflow profili belirtilmiştir:

• Ön Isıtma: 150-200°C'de 60-120 saniye.
• Sıvı Hal Üzerindeki Süre (TAL): 217°C üzerinde 60-150 saniye.
• Tepe Sıcaklığı: Maksimum 260°C, en fazla 10 saniye süreyle.
• Isıtma Hızı: Maksimum 6°C/sn'ye kadar 255°C'ye, ardından tepe noktasına kadar maksimum 3°C/sn.
• Reflow lehimleme işlemi ikiden fazla kez yapılmamalıdır.
• Isıtma ve soğutma sırasında paket üzerinde mekanik stres oluşturmaktan kaçının.

6.4 El Lehimleme ve Onarım

Eğer hand soldering is necessary, use a soldering iron with a tip temperature <350°C, apply heat to each terminal for <3 seconds, and use an iron with a capacity of <25W. Allow a minimum 2-second interval between soldering each terminal. Repair after initial soldering is strongly discouraged. Eğer absolutely unavoidable, use a dual-head soldering iron to simultaneously heat both terminals and lift the component to avoid stressing the solder joints. Always verify device functionality after any repair attempt.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Makara ve Şerit Özellikleri

Bileşenler, 7 inç çapındaki makaralar üzerinde kabartmalı taşıyıcı bant içinde tedarik edilir. Bant genişliği 8 mm'dir. Her makara 3000 adet içerir. Otomatik montaj ekipmanları ile uyumluluğu sağlamak için makara boyutları, taşıyıcı bant yuva boyutları ve kapak bandı özelliklerine ilişkin detaylı çizimler sağlanmıştır.

7.2 Etiket Açıklaması

Makara etiketi birkaç önemli tanımlayıcı içerir:

• CPN: Müşteri Ürün Numarası (isteğe bağlı).
• P/N: Üreticinin tam parça numarası (örn., 17-21/R6C-AP1Q2L/3T).
• ADET: Her makaradaki paketleme miktarı (3000 ADET).
• KATEGORİ: Işık Şiddeti kutu sıralaması (örn. Q2).
• RENK TONU: Kromatiklik/Baskın Dalga Boyu kutu sıralaması (örn. E6).
• REF: İleri Voltaj sınıfı derecesi (örn., 21).
• LOT No: İzlenebilir üretim lot numarası.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Arka Aydınlatma: Küçük boyutu ve eşit görüş açısı sayesinde gösterge paneli göstergeleri, anahtar aydınlatması ve sembol arka aydınlatması için idealdir.
• Telekomünikasyon Ekipmanları: Telefonlar, faks makineleri ve diğer iletişim cihazlarında durum göstergeleri ve tuş takımı arka aydınlatması.
• LCD Düz Arka Aydınlatma: Küçük, alçak profilli LCD ekranlar için diziler halinde kullanılabilir.
• Genel Gösterge Kullanımı: Çok çeşitli tüketici ve endüstriyel elektroniklerde güç durumu, mod göstergesi ve uyarı sinyalleri.

8.2 Tasarım Hususları

• Current Drive: Daimi olarak sabit akım kaynağı veya seri dirençli bir voltaj kaynağı kullanın. Direnç değerini R = (Vsupply - VF) / IF formülüyle hesaplayın; en kötü koşullarda akımın 20mA'yi (veya seçilen çalışma noktasını) aşmamasını sağlamak için kutu veya veri sayfasındaki maksimum VF değerini kullanın.
• Termal Yönetim: Paket küçük olsa da, yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum akıma yakın çalışırken, eklem sıcaklığını sınırlar içinde tutmak için yeterli PCB bakır alanı veya termal geçiş delikleri sağlayın.
• Optik Tasarım: Geniş 140 derecelik görüş açısı, kapsamlı aydınlatma sağlar. Odaklanmış ışık için harici lensler veya ışık kılavuzları gerekli olabilir.
• ESD Koruması: LED, kullanıcı tarafından erişilebilir portlara bağlıysa, taşıma ve montaj sırasında standart ESD önlemlerini uygulayın. Giriş hatlarına geçici voltaj baskılama eklemeyi düşünün.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

17-21 paketi, gösterge LED'leri alanında belirgin avantajlar sunar.

• vs. Bacaklı LED'ler (örn., 3mm, 5mm): Temel avantajı, modern ve minyatür tasarımları mümkün kılan, önemli ölçüde azaltılmış kapladığı alan ve yüksekliktir. Ayrıca, kurşunların manuel olarak takılması ve kesilip bükülmesi ihtiyacını ortadan kaldırarak otomatik montajı kolaylaştırır.
• vs. Diğer SMD LED'ler (örn. 0402, 0603): 17-21 paketi (1.6x0.8mm), en küçük çip LED'lerden biraz daha büyüktür; bu, gerekirse manuel olarak işlemeyi ve lehimlemeyi kolaylaştırabilirken, yine de oldukça kompakt kalmasını sağlar. Paket içindeki potansiyel olarak daha büyük çip boyutu nedeniyle daha yüksek ışık çıkışı da sunabilir.
• Malzeme Teknolojisi (AIGaInP): GaAsP gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, AIGaInP aynı giriş akımı için daha yüksek verimlilik, daha parlak çıktı ve daha iyi renk saflığı (doymuş kırmızı) sağlar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 5V besleme ile hangi direnç değerini kullanmalıyım?

Güvenlik için maksimum VF değeri 2.3V (bin 24'ten) ve hedef IF değeri 20mA kullanılarak: R = (5V - 2.3V) / 0.020A = 135 Ohm. En yakın standart değerler 130 veya 150 Ohm'dur. Direncin güç değeri en az P = I^2 * R = (0.02^2)*150 = 0.06W olmalıdır, bu nedenle 1/8W (0.125W) bir direnç yeterlidir.

10.2 Bu LED'i daha fazla parlaklık için 30mA'de sürebilir miyim?

Hayır. Sürekli ileri akım için Mutlak Maksimum Değer 25 mA'dir. 30 mA'de çalıştırmak bu değeri aşar, bu da güvenilirliği azaltır, lümen kaybını hızlandırır ve anında arızaya neden olabilir. Daha yüksek parlaklık için, daha yüksek ışık şiddeti sınıfından (örneğin, Q2) veya daha yüksek akım için derecelendirilmiş bir ürün serisinden bir LED seçin.

10.3 Nem bariyeri torbası açıldıktan sonra neden 7 günlük bir sınır var?

Plastik paketleme malzemesi havadaki nemi emebilir. Yüksek sıcaklıktaki reflow lehimleme işlemi sırasında, bu emilen nem hızla buhara dönüşerek, paketin tabakalarının ayrılmasına veya epoksi lensin çatlamasına ("popcorning") neden olabilecek iç basınç oluşturur. Kontrollü nem koşullarında 7 günlük süre sınırı, nem emiliminin kritik bir seviyenin altında kalmasını sağlar.

10.4 Parça numarasındaki "R6C-AP1Q2L/3T" depo kodu ne anlama gelir?

Tam çözümleme tescilli olabilse de, genellikle ürün serisini (17-21), rengi (R Kırmızı, 6C muhtemelen spesifik kromatikliği belirtir) ve yoğunluk, dalga boyu ve voltaj için performans sınıflarını (Q2 vb. ile ima edilen) kodlar. "3T" şerit paketlemeyi ifade ediyor olabilir. Kesin sınıflandırma için, makara etiketindeki CAT, HUE ve REF kodlarına başvurun.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Senaryo: Taşınabilir bir tıbbi cihaz için çoklu gösterge durum paneli tasarımı.

Cihaz, yoğun yerleşimli bir ana PCB üzerinde 5 bağımsız kırmızı durum LED'ine (Düşük Pil, Şarj Ediliyor, Hata, Mod 1, Mod 2) ihtiyaç duyar. Alan son derece kısıtlıdır ve cihaz hafif olmalıdır.

Çözüm Uygulaması:

1. Bileşen Seçimi: 17-21/R6C-AP1Q2L/3T LED, daha büyük alternatiflere kıyasla değerli kart alanından tasarruf sağlayan ultra kompakt 1.6x0.8mm boyutu nedeniyle seçilmiştir.
2. Devre Tasarımı: Sistem mikrodenetleyicisi 3.3V'ta çalışır. Uzun ömür sağlamak ve küçük sıcaklık değişimlerini hesaba katmak için tipik bir VF değeri 2.0V (bin 21) ve tasarım IF değeri 15mA kullanılarak: R = (3.3V - 2.0V) / 0.015A = 86.7 Ohm hesaplanır. %1 toleranslı 82 Ohm'luk bir direnç seçilir, bu da yaklaşık 16mA'lik biraz daha yüksek bir IF ile sonuçlanır ve bu değer 25mA sınırının oldukça altındadır.
3. PCB Yerleşimi: LED'ler, net bir görsel ayrım sağlamak için merkezden merkeze 3.0mm aralıkla yerleştirilmiştir. Katot pedi, LED'i açıp kapatmak için mikrodenetleyici GPIO pinine (açık drenaj çıkışı olarak yapılandırılmış) bağlanır. Anot pedi, akım sınırlayıcı direnç üzerinden 3.3V'a bağlanır. LED'in altında lehimin sızmasını önlemek için küçük bir yerleşim yasak alanı korunur.
4. Montaj: LED'ler, pick-and-place makinesiyle uyumlu 8mm şerit makaralar üzerinde tedarik edilir. Fırına, bölüm 6.3'teki kurşunsuz reflow profili programlanmıştır. Fabrika katı, nem kontrol prosedürlerini takip ederek, üretim çalışmasından 7 günden fazla önce numune kontrolü için açılmış bir makarayı pişirir.
5. Sonuç: Güvenilir, parlak ve tutarlı bir durum göstergeleri seti, minimum bir alanda elde edilerek, nihai tıbbi cihazın genel küçültülmesine ve güvenilirliğine katkıda bulunur.

12. Teknoloji Prensibi Tanıtımı

Bu LED, bir substrat üzerinde büyütülmüş Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AIGaInP) yarı iletken malzemesine dayanmaktadır. p-n eklemine ileri yönde bir voltaj uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden oyuklar aktif bölgeye enjekte olur. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerjilerini fotonlar (ışık) şeklinde salıverirler. Yayılan ışığın spesifik dalga boyu--bu durumda, yaklaşık 632 nm civarında parlak kırmızı--AIGaInP alaşım bileşiminin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. Kristal büyütme sırasında Alüminyum, İndiyum, Galyum ve Fosfor oranları dikkatle kontrol edilerek, üreticiler bant aralığını, kırmızı, turuncu ve sarı spektrumunda yüksek verimlilik ve renk saflığı ile spesifik renkler üretecek şekilde ayarlayabilir. Epoksi reçine paketleme, hassas yarı iletken çipi korumak, ışık çıktı huzmesini şekillendirmek için bir mercek görevi görmek (140 derecelik görüş açısıyla sonuçlanan) ve lehimleme için mekanik yapıyı sağlamak amacıyla kullanılır.

13. Endüstri Trendleri ve Gelişmeler

Gösterge ve arka aydınlatma LED'lerindeki eğilim, küçülme, artan verimlilik ve daha yüksek güvenilirlik yönünde güçlü bir şekilde devam etmektedir. 17-21 gibi paketler, en küçük çip ölçekli paketler ile daha büyük, geleneksel SMD'ler arasındaki boşluğu kapatarak bu evrimin bir parçasıdır. Gösterge dizileri ve arka aydınlatma panelleri gibi tek tip görünüm gerektiren uygulamaların taleplerini karşılamak için hem renk hem de ışık akısı için daha sıkı sınıflandırma toleranslarına giderek daha fazla önem verilmektedir. Ayrıca, daha yüksek verimlilik (vat başına daha fazla lümen) arayışı süreklidir; bu da malzeme bilimini, dahili kuantum verimliliğini ve paketten ışık çıkışını iyileştirmeye zorlamaktadır. Entegrasyon bir başka eğilimdir; çoklu LED paketleri ve kontrol veya koruma için yerleşik IC'li LED'ler daha yaygın hale gelmekle birlikte, 17-21 gibi ayrık bileşenler esnek, uygun maliyetli tasarımlar için temel olmaya devam etmektedir. Çevresel uyumluluk (RoHS, REACH, Halojensiz), bu bileşenin özelliklerinde de yansıtıldığı gibi, artık endüstrinin standart bir gerekliliğidir.