SMD LED 95-21SYGC/S530-E3/TR9 Veri Sayfası - 2.0x1.25x0.8mm - 2.0V - 40mW - Parlak Sarı Yeşil - İngilizce Teknik Belge

1. Ürüne Genel Bakış

95-21SYGC/S530-E3/TR9, kompakt boyut, yüksek güvenilirlik ve verimli performans gerektiren modern elektronik uygulamalar için tasarlanmış bir yüzey montajlı cihaz (SMD) LED'idir. Bu bileşen, gösterge ve arka aydınlatma çözümlerinde devrim yaratan minyatür LED'ler ailesine aittir.

1.1 Temel Avantajlar ve Ürün Konumlandırması

Bu LED'in birincil avantajı, geleneksel bacaklı bileşenlere kıyasla önemli ölçüde azaltılmış kapladığı alandır. Bu küçültme, tasarımcılar ve üreticiler için birkaç temel fayda sağlar. İlk olarak, daha küçük baskılı devre kartı (PCB) tasarımlarına olanak tanır; bu, taşınabilir ve küçültülmüş elektronik eğilimindeki günümüzde kritik öneme sahiptir. SMD bileşenleri ile elde edilebilen daha yüksek paketleme yoğunluğu, belirli bir alana daha fazla LED veya diğer bileşenlerin yerleştirilebileceği anlamına gelir, böylece boyutu artırmadan işlevselliği geliştirir.

İkinci olarak, SMD paketinin hafifliği, kütlenin önemli olduğu el cihazları, giyilebilir teknolojiler ve havacılık ekipmanları gibi uygulamalar için idealdir. Otomasyonla uyumlu şerit ve makara paketlemenin (7 inç çapında makara üzerinde 12mm şerit) kullanımı, standart pick-and-place makineleri kullanılarak yüksek hızlı, hassas yerleştirmeyi garanti eder; montaj süresini ve maliyetini azaltırken tutarlılığı artırır. Ürün, geniş bir tüketici, ofis ve iletişim ekipmanı yelpazesi için genel amaçlı bir gösterge ve arka aydınlatma kaynağı olarak konumlandırılmıştır.

1.2 Uyumluluk ve Çevresel Özellikler

This LED is manufactured with environmental and regulatory compliance as a priority. It is a Pb-free (lead-free) product, aligning with global restrictions on hazardous substances. The product itself remains within the compliant version of the RoHS (Restriction of Hazardous Substances) directive. It also complies with the EU REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals) regulation. Furthermore, it is classified as Halogen Free, with strict limits on bromine (Br < 900 ppm), chlorine (Cl < 900 ppm), and their combined total (Br+Cl < 1500 ppm). These specifications make it suitable for markets with stringent environmental regulations.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Elektriksel ve optik parametrelerin kapsamlı bir şekilde anlaşılması, uygun devre tasarımı ve uzun vadeli güvenilirliğin sağlanması için esastır.

2.1 Absolute Maximum Ratings

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Normal çalışma için tasarlanmamışlardır.

• Ters Gerilim (VR): 5V. Ters öngerilimde bu voltajın aşılması eklem çökmesine neden olabilir.
• Sürekli İleri Akım (IF): 25mA. Sürekli olarak uygulanabilen DC akımıdır.
• Tepe İleri Akımı (IFP): 60mA. Bu, %10 görev döngüsü ve 1kHz frekansta belirtilen izin verilen maksimum darbe akımıdır. Çoklama uygulamaları için kritik öneme sahiptir.
• Güç Harcaması (Pd): 60mW. Paketin harcayabileceği maksimum güç olup, İleri Gerilim (VF) * İleri Akım (IF) olarak hesaplanır.
• Operating & Storage Temperature: Cihaz -40°C ila +85°C arasında çalışabilir ve -40°C ila +100°C arasında depolanabilir.
• Elektrostatik Deşarj (ESD): 2000V (İnsan Vücudu Modeli). Uygun ESD işleme prosedürleri takip edilmelidir.
• Lehimleme Sıcaklığı: Reflow lehimleme için, 10 saniyeye kadar 260°C'lik bir tepe sıcaklığı belirlenmiştir. El lehimlemesi için, her terminal için 3 saniyeden fazla 350°C'yi aşmamalıdır.

2.2 Elektro-Optik Özellikler (Ta=25°C)

Bunlar standart test koşulları altındaki (20mA ileri akım, 25°C ortam sıcaklığı) tipik performans parametreleridir.

• Işık Şiddeti (Iv): 400mcd (Min), 630mcd (Tip). Bu, ışık kaynağının algılanan parlaklığının bir ölçüsüdür. ±%11 tolerans belirtilmiştir.
• Görüş Açısı (2θ1/2): 25 derece (Tipik). Bu, ışık şiddetinin tepe değerinin yarısına düştüğü açısal yayılımı tanımlar. 25° açı, nispeten odaklanmış bir ışın demetine işaret eder ve yönlendirilmiş gösterge ışıkları için uygundur.
• Tepe Dalga Boyu (λp): 575nm. Spektral yayılımın en güçlü olduğu dalga boyu.
• Baskın Dalga Boyu (λd): 573nm. Bu, insan gözü tarafından algılanan, rengi tanımlayan tek dalga boyudur (parlak sarı-yeşil). ±1nm tolerans belirtilmiştir.
• Spektrum Radyasyon Bant Genişliği (Δλ): 20nm. Maksimum yoğunluğun yarısındaki spektral genişlik, renk saflığını gösterir.
• İleri Yönlü Gerilim (VF): 20mA'de 2.0V (Tipik), 2.4V (Maks). Bu, akım sınırlama direnci tasarımı için kritiktir. Tolerans ±0.1V'dir.
• Ters Yönlü Akım (IR): VR=5V'de 10μA (Maks).

2.3 Cihaz Seçimi ve Malzeme Bileşimi

LED çipi, AlGaInP (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfür) yarı iletken malzemeden yapılmıştır. Bu malzeme sistemi, spektrumun sarı, turuncu ve kırmızı bölgelerinde yüksek verimli ışık üretmesiyle bilinir. Yayılan renk parlak sarı-yeşildir ve çipi saran reçine su berraklığındadır; bu da ışık çıkışını maksimize eder ve çipin renk özelliklerini korur.

3. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, tipik elektro-optik karakteristik eğrilerine atıfta bulunur. Spesifik grafikler metin içinde yeniden üretilmemiş olsa da, bunların genel çıkarımları aşağıda standart LED davranışı ve sağlanan parametrelere dayanarak analiz edilmektedir.

3.1 İleri Akım - İleri Voltaj (I-V Eğrisi)

Bunun gibi bir AlGaInP LED için, I-V eğrisi, açılma voltajı tipik 2.0V'nin biraz altında olan tipik bir diyot karakteristiği sergiler. Bu diz voltajı aşıldığında eğri, akımda üstel bir artış gösterecektir. Tasarımcılar, nominal VF'yi aşan küçük bir voltaj artışının, büyük ve potansiyel olarak yıkıcı bir akım artışına yol açabileceğinden, çalışma akımını tam olarak 20mA'de ayarlamak için bir seri direnç kullanmalıdır.

3.2 Işık Şiddeti - İleri Akım Karşılaştırması (L-I Eğrisi)

Işık çıkışı (ışık şiddeti), normal çalışma aralığında (nominal 25mA'ye kadar) genellikle ileri akımla orantılıdır. Ancak, çok yüksek akımlarda verimlilik termal etkiler nedeniyle düşebilir. Tipik 20mA'de çalıştırmak, optimum performans ve uzun ömür sağlar.

3.3 Sıcaklığa Bağımlılık

LED performansı sıcaklığa duyarlıdır. Tipik olarak, ileri voltaj (VF), eklem sıcaklığı arttıkça azalır (negatif bir sıcaklık katsayısı). Buna karşılık, ışık şiddeti ve baskın dalga boyu değişebilir. Belirtilen -40°C ila +85°C çalışma sıcaklığı aralığı, cihazın geniş bir çevresel aralıkta çalışacak şekilde tasarlandığını gösterir, ancak tasarımcılar aşırı koşullardaki potansiyel parlaklık ve renk kaymalarını hesaba katmalıdır.

4. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

4.1 Paket Dış Hat Ölçüleri

LED, endüstri standardı bir SMD paket ayak izine uygundur. Boyutunu ve lehim pedi düzenini tanımlayan kilit ölçüler (aksi belirtilmedikçe genel tolerans ±0.1mm'dir). Paket, güvenilir yüzey montajı ve iyi lehim bağlantısı oluşumu için tasarlanmıştır.

4.2 Polarite Tanımlama

Doğru polarite, çalışma için esastır. Veri sayfası, katot ve anot terminallerini gösteren bir diyagram içerir. Genellikle katot, bir çentik, yeşil bir işaret veya bant üzerinde farklı bir pad şekli ile işaretlenmiş olabilir. Tasarımcılar, bileşeni PCB ayak izi üzerinde doğru yönlendirmek için paket diyagramına başvurmalıdır.

5. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Bu kurallara uyulması, montaj verimi ve uzun vadeli güvenilirlik için kritik öneme sahiptir.

5.1 Akım Sınırlama Gereksinimi

Bu en kritik tasarım kuralıdır: LED ile seri olarak her zaman harici bir akım sınırlayıcı direnç kullanılmalıdır. LED, akımla sürülen bir cihazdır. Besleme voltajında LED'in ileri voltajının biraz üzerine çıkılması, kontrolsüz büyük bir akım artışına, hızlı aşırı ısınmaya ve arızaya (yanmaya) neden olacaktır. Direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (V_besleme - VF_LED) / I_istenen.

5.2 Depolama ve Nem Duyarlılığı

LED'ler, atmosferik nemin emilmesini önlemek için nem geçirmez bariyer torba içinde kurutucu ile paketlenmiştir.

• Açmadan Önce: ≤30°C ve ≤%90 Bağıl Nem (RH) koşullarında depolayın.
• Açtıktan Sonra: "Kullanım ömrü", ≤30°C ve ≤%60 RH koşullarında 72 saattir. Bu süre içinde kullanılmazsa, kullanılmayan parçalar taze kurutucu ile nem geçirmez bir pakete yeniden kapatılmalıdır.
• Kurutma: Kurutucu göstergesi doygunluğu gösteriyorsa veya kullanım ömrü aşılmışsa, bileşenlerin nemi uzaklaştırmak ve yeniden akış lehimleme sırasında "popcorning"i önlemek için kullanımdan önce 60±5°C'de 24 saat kurutulması gerekir.

5.3 Reflow Lehimleme Profili (Kurşunsuz)

Kurşunsuz lehim alaşımları için belirli bir sıcaklık profili gereklidir:

• Ön Isıtma: Ortam sıcaklığından 150-200°C'ye 60-120 saniyede çıkılmalıdır (maksimum rampa hızı 3°C/saniye).
• Bekletme/Ergitme: Sıvılaşma sıcaklığının (217°C) üzerinde kalma süresi: 60-150 saniye. Tepe sıcaklığı 260°C'yi geçmemeli ve 255°C üzerinde kalma süresi 30 saniyeyi aşmamalıdır. Bileşenin tepe sıcaklıkta kalma süresi maksimum 10 saniye olmalıdır.
• Soğutma: Maksimum soğutma hızı saniyede 6°C'dir.
• Önemli: Aynı kart/komponent üzerinde reflow lehimleme işlemi ikiden fazla uygulanmamalıdır.

5.4 El Lehimleme ve Yeniden İşleme

El lehimleme gerekliyse, son derece dikkatli olunmalıdır. Uç sıcaklığı ≤350°C ve güç derecesi ≤25W olan bir lehim havya kullanın. Her terminal için temas süresi ≤3 saniye olmalıdır. Her terminal lehimlendikten sonra en az 2 saniyelik bir soğuma aralığı bırakın. Isıtma sırasında komponente mekanik stres uygulamaktan kaçının. Yeniden işleme kesinlikle tavsiye edilmez. Kesinlikle kaçınılmazsa, lehim pedlerine veya LED'in kendisine zarar vermemek için her iki terminali aynı anda ısıtacak ve komponenti eşit şekilde kaldıracak özel bir çift uçlu lehim havya kullanın.

6. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

6.1 Standart Paketleme

LED'ler, nem geçirmez bir torba içinde mühürlenmiş kabartmalı taşıyıcı bant üzerinde tedarik edilir. Bant genişliği 12 mm'dir ve standart 7 inç (178 mm) çapında bir makaraya sarılmıştır. Her makarada 1000 adet bulunur. Otomatik montaj ekipmanlarıyla uyumluluğu sağlamak için taşıyıcı bant cepleri ve makaranın detaylı boyutları sağlanmıştır.

6.2 Etiket Açıklaması

Ambalaj etiketleri, izlenebilirlik ve sınıflandırma için çeşitli kodlar içerir:

• P/N: Ürün Numarası (95-21SYGC/S530-E3/TR9).
• LOT No: İzlenebilirlik için Üretim Parti Numarası.
• ADET: Paketleme Miktarı (örn., 1000).
• KAT: Işık Şiddeti Sınıfı (Parlaklık için binning).
• RENK TONU: Baskın Dalga Boyu Sınıfı (Renk için binning).
• REF: İleri Gerilim Sınıfı (VF için binning).

7. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Özelliklerine dayanarak, bu LED için uygundur:

• Durum Göstergeleri: Tüketici elektroniğinde açma, bekleme, mod veya pil şarj göstergeleri.
• Arka Aydınlatma: Küçük cihazlardaki LCD paneller, membran anahtarlar, tuş takımları ve cihaz sembolleri için.
• Ofis Ekipmanları: Yazıcı, tarayıcı, fotokopi makinesi ve yönlendiricilerdeki göstergeler ve arka aydınlatmalar.
• Taşınabilir/Pil ile Çalışan Cihazlar: Düşük voltajı (2.0V) ve verimli sürüme olanak sağlaması nedeniyle ideal olup, telefon, uzaktan kumanda ve tıbbi cihazlarda pil ömrünü uzatır.
• Ses/Video Ekipmanları: Amplifikatörler, alıcılar ve set üstü kutulardaki ekran ve fonksiyon göstergeleri.
• Otomotiv İç Donanımı: Gösterge paneli düğmeleri ve kontrolleri için arka aydınlatma (kritik olmayan aydınlatma için, çalışma sıcaklığı aralığı not edilerek).
• Telekomünikasyon: Telefon, faks makineleri ve ağ donanımlarındaki gösterge ışıkları.

7.2 Tasarım Hususları

• Akım Sürücü: Daima sabit bir akım kaynağı veya daha yaygın olarak, seri bir dirençli voltaj kaynağı kullanın. PWM (Darbe Genişlik Modülasyonu) karartma için kullanılabilir.
• Termal Yönetim: Güç düşük olsa da (20mA'de 40mW), özellikle birden fazla LED bir arada veya ortam sıcaklığı yüksekse, PCB'nin yeterli termal rahatlamaya sahip olduğundan emin olun.
• Optik Tasarım: 25° görüş açısı yönlendirilmiş bir ışın hüzmesi sağlar. Daha geniş aydınlatma için, gövde içinde bir difüzör lens veya reflektör gerekebilir.
• ESD Koruması: LED kullanıcı tarafından erişilebilir ise, hassas giriş hatlarına ESD koruma diyotları entegre edin.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Eski delikli LED teknolojileriyle karşılaştırıldığında, bu SMD LED üstün boyut, ağırlık ve montaj avantajları sunar. SMD sarı-yeşil LED segmenti içinde, temel farklılaştırıcıları, düşük bir ileri akımda (20mA) nispeten yüksek bir ışık şiddeti (630mcd), birçok mantık seviyesi voltajıyla uyumlu standart 2.0V ileri voltaj ve modern çevre standartlarına (RoHS, REACH, Halojensiz) uyumluluğunun spesifik kombinasyonudur. AlGaInP çip teknolojisi, sarı-yeşil spektrum için iyi verimlilik ve renk kararlılığı sağlar.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

9.1 5V besleme ile hangi direnç değerini kullanmalıyım?

Tipik VF değeri 2.0V ve istenen IF değeri 20mA kullanıldığında: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ohm. En yakın standart değer 150Ω'dir. Dirençte harcanan güç (3V * 0.02A) = 0.06W'dir, bu nedenle standart bir 1/8W (0.125W) veya 1/4W direnç yeterlidir.

9.2 Bu LED'i doğrudan bir 3.3V mikrodenetleyici pininden sürebilir miyim?

Mümkün, ancak dikkatli olunması gerekir. Tipik VF 2.0V'dur ve bir mikrodenetleyici GPIO pimi genellikle 20mA sağlayabilir. Ancak, mikrodenetleyicinin mutlak maksimum pin başına akımını ve toplam port akımını doğrulamanız gerekir. Genellikle, GPIO pimini bir transistörü (örneğin, küçük bir NPN veya MOSFET) kontrol etmek için kullanmak ve LED'i ana güç rayından gelen akımla sürmek daha güvenli ve güvenilirdir.

9.3 Depolama sıcaklığı neden çalışma sıcaklığından daha yüksektir?

Depolama sıcaklığı (100°C'ye kadar), bileşenin elektrik gücü veya akım kaynaklı ısı olmadığında bozulmadan dayanabileceği çalışmayan ortam sıcaklığını ifade eder. Çalışma sıcaklığı (85°C'ye kadar), kullanım sırasında LED'in kendi güç harcamasından kaynaklanan ek ısıyı içerir. Çalışma sırasındaki bağlantı sıcaklığı ortam sıcaklığından daha yüksek olacağından, bağlantıyı güvenli sınırlar içinde tutmak için izin verilen ortam sıcaklığı daha düşüktür.

10. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Senaryo: Taşınabilir bir veri kaydedici için çoklu LED durum paneli tasarımı.

Cihazda 3.7V Li-ion pil bulunur ve kayıt, bellek dolu, düşük pil, Bluetooth bağlantısı ve GPS kilidi durumlarını göstermek için 5 sarı-yeşil LED'e ihtiyaç duyulur. 95-21SYGC LED kullanılarak, tasarımcı şunları yapar:

1. Her LED için seri direnci hesaplayın: R = (3.7V - 2.0V) / 0.020A = 85 Ohm. İstenen parlaklık ve pil ömrü dengesi için standart 82Ω veya 100Ω direnç kullanın.
2. LED'leri, ayak izi diyagramına göre doğru polarite ile PCB üzerine yerleştirin.
3. Her LED'i, sistemin mikrodenetleyicisinin bir GPIO pini üzerinden hesaplanan direnç ile sürün.
4. Firmware'da, gerektiğinde LED'leri açmak/kapatmak veya yanıp sönmelerini sağlamak için mantık uygulayın.
5. PCB düzeninin, termal kuplajı önlemek için LED'ler arasında biraz boşluk sağladığından ve stabilite için bir toprak katmanı içerdiğinden emin olun.
6. Montaj tesisinin, sağlanan reflow lehimleme profilini takip etmesini belirtin.

Bu yaklaşım, taşınabilir uygulama için uygun, kompakt, güvenilir ve düşük güçlü bir gösterge sistemi sağlar.

11. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), elektrolüminesans adı verilen bir süreçle ışık yayan yarı iletken cihazlardır. Yarı iletken malzemenin (bu durumda AlGaInP) p-n eklemine ileri yönlü bir voltaj uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler eklem bölgesine enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleşerek enerjiyi foton (ışık) formunda salar. Yayılan ışığın belirli dalga boyu (rengi), yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. AlGaInP, görünür spektrumun sarı, turuncu ve kırmızı kısımlarındaki ışığa karşılık gelen bir bant aralığına sahiptir. "Su berraklığında" epoksi reçine kapsülü, çipi korur ve bir lens görevi görerek ışık çıktı hüzmesini şekillendirir.

12. Teknoloji Trendleri ve Bağlam

Açıklanan bileşen, daha geniş LED endüstrisi içinde olgun ve yaygın olarak benimsenmiş bir teknolojiyi temsil etmektedir. Bu tür bileşenleri etkileyen devam eden temel trendler şunlardır:

• Daha Fazla Miniaturizasyon: 95-21 paketi küçük olmasına rağmen, ultra kompakt tasarımlar için daha da küçük çip ölçekli paket (CSP) LED'ler ortaya çıkmaktadır.
• Artan Verimlilik: Epitaksiyel büyüme ve çip tasarımındaki sürekli iyileştirmeler, daha yüksek ışık etkinliğine (elektriksel watt başına daha fazla ışık çıkışı) yol açarak daha düşük sürüş akımlarına ve azaltılmış güç tüketimine olanak tanır.
• Gelişmiş Güvenilirlik ve Ömür: Ambalaj malzemeleri ve termal yönetimdeki iyileştirmeler, çalışma ömürlerini uzatarak LED'leri daha kritik uygulamalar için uygun hale getiriyor.
• Entegrasyon: Eğilimler, birden fazla LED çipini (RGB) tek bir pakette entegre etmeyi veya sistem tasarımını basitleştirmek için LED'i bir sürücü IC ile birleştirmeyi içerir.
• Daha Sıkı Uyum: RoHS ve REACH gibi çevre düzenlemeleri gelişmeye devam ederek üreticileri daha temiz malzeme setleri ve süreçlere doğru itiyor.

Bu veri sayfası, bu eğilimlerin kesişim noktasında yer alan, çok çeşitli elektronik ürünler için performans, boyut, maliyet ve uyum dengesi sunan güvenilir, standartlaştırılmış bir bileşeni yansıtmaktadır.