SMD LED 19-21 Koyu Kırmızı Veri Sayfası - Boyutlar 2.0x1.25x0.8mm - Voltaj 1.75-2.35V - Güç 60mW - İngilizce Teknik Dokümantasyon

1. Ürüne Genel Bakış

Bu belge, 19-21 paket boyutunda, koyu kırmızı renk yayan bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'in özelliklerini detaylandırmaktadır. Bu bileşen, modern elektronik montaj süreçleri için tasarlanmış olup, çeşitli gösterge ve arka aydınlatma uygulamaları için kompakt bir ayak izi ve güvenilir performans sunar.

1.1 Temel Avantajlar ve Ürün Konumlandırması

Bu 19-21 SMD LED'in birincil avantajı, geleneksel lead-frame tipi LED'lere kıyasla önemli ölçüde küçültülmüş boyutudur. Bu küçültme, ürün tasarımcıları için birkaç temel fayda sağlar:

• Daha Küçük Kart Boyutu: Daha kompakt PCB tasarımlarına olanak tanır.
• Daha Yüksek Paketleme Yoğunluğu: Belirli bir alana daha fazla bileşen yerleştirilebilir.
• Azaltılmış Depolama Alanı: Daha küçük bileşenler daha az envanter alanı gerektirir.
• Hafif Yapı: Ağırlığın kritik bir faktör olduğu taşınabilir ve minyatür uygulamalar için idealdir.
• Uyumluluk: Cihaz, yüksek hacimli üretimde kullanılan standart otomatik yerleştirme ekipmanlarıyla tam uyumlu olacak şekilde, 7 inç çapında bir makaraya sarılı 8mm şerit üzerinde paketlenmiştir.

Ürün, genel amaçlı bir gösterge ve arka aydınlatma çözümü olarak konumlandırılmıştır; özellikle alan ve ağırlığın kritik olduğu uygulamalar için uygundur.

1.2 Hedef Pazar ve Uygulamalar

Bu LED, geniş bir elektronik uygulama yelpazesi için tasarlanmıştır. Temel hedef pazarları şunları içerir:

• Otomotiv İç Donanımı: Gösterge paneli aletleri, anahtarlar ve kontrol panelleri için arka aydınlatma.
• Telekomünikasyon: Telefonlar, faks makineleri ve diğer iletişim cihazlarında durum göstergeleri ve tuş takımı arka ışığı.
• Tüketici Elektroniği: LCD ekranlar için düz arka aydınlatma, sembol aydınlatması ve anahtar arka aydınlatması.
• Genel Gösterge Kullanımı: Güvenilir, kompakt kırmızı durum veya gösterge ışığı gerektiren herhangi bir uygulama.

2. Teknik Özellikler Derinlemesine İnceleme

Bu bölüm, LED'in teknik parametrelerinin detaylı ve objektif bir analizini sunar. Bu limitleri anlamak, güvenilir devre tasarımı için çok önemlidir.

2.1 Absolute Maximum Ratings

Bu derecelendirmeler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırlar altında veya bu sınırlarda çalışma garanti edilmez ve uzun vadeli güvenilirlik için kaçınılmalıdır.

• Ters Gerilim (V_R): 5V. Ters öngerilimde bu voltajın aşılması, hemen bir jonksiyon çökmesine neden olabilir.
• Sürekli İleri Akım (I_F): 25mA. Sürekli çalışma için maksimum DC akım.
• Tepe İleri Akım (I_FP): 60mA (Görev Döngüsü 1/10 @ 1kHz). Bu değer yalnızca darbe (pulse) işletimi içindir ve DC işletimde anlık olarak bile aşılmamalıdır.
• Güç Harcaması (P_d): 60mW. Paketin ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç, V_F * I_F.
• Elektrostatik Deşarj (ESD) İnsan Vücudu Modeli (HBM): 2000V. Cihazın statik elektriğe duyarlılığının bir ölçüsünü sağlar. Uygun ESD işleme prosedürleri zorunludur.
• Çalışma Sıcaklığı (T_opr): -40°C ila +85°C. Cihazın çalışması için belirtilen ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı (T_stg): -40°C ila +90°C.
• Lehimleme Sıcaklığı:
  • Reflow Lehimleme: Maksimum 10 saniye için 260°C tepe sıcaklık.
  • El Lehimleme: Uç başına maksimum 3 saniye için havya ucunda 350°C.

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

Bunlar, standart test koşullarında (25°C ortam sıcaklığı, I_F=5mA) ölçülen tipik performans parametreleridir.

• Işık Şiddeti (I_v): 7.2 mcd (Min) ila 18.0 mcd (Max). Gerçek çıkış değerleri sınıflandırılmıştır (Bkz. Bölüm 3).
• Görüş Açısı (2θ_1/2): 100 derece (Tipik). Bu, ışık şiddetinin tepe değerinin yarısına düştüğü tam açıdır.
• Tepe Dalga Boyu (λ_p): 639 nm (Tipik). Spektral yayılımın en güçlü olduğu dalga boyu.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d): 625.5 nm (Min) ila 637.5 nm (Max). Bu, insan gözü tarafından algılanan ve rengi tanımlayan tek dalga boyudur. Ayrıca sınıflandırılmıştır.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ): 20 nm (Tipik). Maksimum yoğunluğun yarısındaki emisyon spektrumunun genişliği.
• İleri Yönlü Voltaj (V_F): I_F=5mA. Bu parametre ±0.1V gibi sıkı bir toleransa sahiptir ve sınıflandırılmıştır.
• Ters Akım (I_R): V=5V'de 10 μA (Maks.)_R=5V. Cihazın ters öngerilimde çalışmak üzere tasarlanmadığını not etmek kritik öneme sahiptir. not designed for operation in reverse bias; bu test yalnızca sızıntı karakterizasyonu içindir.

3. Binning System Explanation

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

3.1 Işık Şiddeti Gruplandırması

LED'ler, 5mA'deki ışık çıkışlarına göre dört gruba (K1, K2, L1, L2) ayrılır.

• K1: 7.2 - 9.0 mcd
• K2: 9.0 - 11.5 mcd
• L1: 11.5 - 14.5 mcd
• L2: 14.5 - 18.0 mcd

Her bir kutu içinde ±%11 tolerans uygulanır.

3.2 Dominant Wavelength Binning

Renk (ton), baskın dalga boyunun üç aralığa (E6, E7, E8) sınıflandırılmasıyla kontrol edilir.

• E6: 625,5 - 629,5 nm
• E7: 629,5 - 633,5 nm
• E8: 633.5 - 637.5 nm

Her bir bölmede ±1nm tolerans uygulanır.

3.3 İleri Voltaj Bölmeleme

Akım regülasyon tasarımına yardımcı olmak için, özellikle paralel dizilerde, ileri voltaj sınıflandırılır.

• Sınıf 0: 1.75 - 1.95 V
• Bin 1: 1.95 - 2.15 V
• Bin 2: 2.15 - 2.35 V

Her bir bin içinde ±0.1V tolerans uygulanır.

4. Performance Curve Analysis

Veri sayfası, LED'in standart dışı koşullardaki davranışını anlamak için gerekli olan birkaç karakteristik eğri sağlar.

4.1 Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı İlişkisi

Bu eğri, ortam sıcaklığı arttıkça ışık şiddetinin azaldığını göstermektedir. Bu, yüksek sıcaklıklarda iç kuantum verimliliğinin azalması nedeniyle yarı iletken ışık kaynaklarının temel bir özelliğidir. LED yüksek sıcaklıklı bir ortamda çalışacaksa, tasarımcılar beklenen ışık çıkışını düşük değerlerde hesaplamalıdır.

4.2 Işık Şiddeti - İleri Yön Akımı

Akım (I_F) ve ışık çıkışı genellikle düşük akımlarda doğrusaldır, ancak ısınma ve verim düşüşü nedeniyle daha yüksek akımlarda doğrusal altı hale gelebilir. Önerilen akımın üzerinde çalıştırmak, parlaklıkta orantılı artış sağlamaz ve ömrü kısaltır.

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

Bu, diyodun temel karakteristiğidir. Eğri üstel bir ilişki gösterir. Voltajdaki küçük bir değişiklik, akımda büyük bir değişikliğe yol açar ve bu da termal kaçak ve tahribatı önlemek için akım sınırlayıcı devrelerin (örn., seri direnç veya sabit akım sürücü) kritik ihtiyacını vurgular.

4.4 İleri Yönlü Akım Azaltma Eğrisi

Bu grafik, ortam sıcaklığının bir fonksiyonu olarak izin verilen maksimum sürekli ileri yönlü akımı tanımlar. Sıcaklık arttıkça, cihazın güç dağılımı limitleri içinde kalmak ve aşırı ısınmayı önlemek için maksimum güvenli akım azaltılmalıdır.

4.5 Spectrum Distribution

Spektral grafik, bu AlGaInP tabanlı LED'in monokromatik doğasını doğrulayarak, derin kırmızı bir renge karşılık gelen 639 nm civarında merkezlenmiş dar bir emisyon tepe noktası göstermektedir. 20nm bant genişliği, spektral saflığı gösterir.

4.6 Radyasyon Deseni

Polar diyagram, 100 derecelik görüş açısını göstermektedir. Yoğunluk 0 derecede (LED yüzeyine dik) en yüksek seviyededir ve kenarlara doğru simetrik olarak azalır; bu, bu paket stilinin tipik özelliği olan yakın-Lambertian dağılım modelini takip eder.

5. Mechanical and Package Information

5.1 Package Dimensions

19-21 SMD LED'in aksi belirtilmedikçe (±0.1mm toleransla) aşağıdaki temel boyutları vardır:

• Uzunluk: 2.0 mm
• Genişlik: 1.25 mm
• Yükseklik: 0.8 mm

Montaj sırasında doğru polarite yönlendirmesi için paket üzerinde katot işareti açıkça belirtilmiştir.

5.2 Pad Tasarımı ve Polarite

Önerilen ayak izi (lehim yüzeyi deseni) boyut çiziminde verilmiştir. Lehimleme sırasında ters bağlantıyı önlemek için katotun doğru tanımlanması (genellikle gösterildiği gibi yeşil bir ton, bir çentik veya pahlı bir köşe ile işaretlenir) esastır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

Bu yönergelere uyulması, lehim bağlantılarının güvenilirliğini sağlamak ve LED'e zarar gelmesini önlemek için kritik öneme sahiptir.

6.1 Reflow Lehimleme Profili (Kurşunsuz)

Önerilen sıcaklık profili, kurşunsuz (SAC) lehim alaşımları için çok önemlidir:

• Ön ısıtma: 60-120 saniye boyunca 150-200°C. Bu, termal şoku en aza indirmek için kartı kademeli olarak ısıtır.
• Sıvılaşma Sıcaklığının Üzerindeki Süre (217°C): 60-150 saniye.
• Tepe Sıcaklığı: Maksimum 260°C.
• Zirveden 5°C İçinde Geçen Süre: Maksimum 10 saniye.
• Maksimum Yükselme Hızı: Saniyede 6°C.
• Maksimum Düşüş Hızı: Saniyede 3°C.
• Reflow Limiti: Cihaz, iki defadan fazla reflow lehimleme işlemine tabi tutulmamalıdır.

6.2 El İle Lehimleme Önlemleri

El ile lehimleme gerekliyse, son derece dikkatli olunmalıdır:

• Maksimum 350°C'ye ayarlanmış sıcaklık kontrollü bir havya kullanın.
• Her terminal için temas süresini 3 saniye ile sınırlayın.
• 25W veya daha düşük güç derecesine sahip bir ütü kullanın.
• Her bir terminali lehimleme arasında en az 2 saniyelik soğuma aralığı bırakın.
• Isıtma sırasında LED gövdesine mekanik stres uygulamaktan kaçının.

6.3 Yeniden İşleme ve Onarım

Lehimleme sonrası onarım kesinlikle tavsiye edilmez. Eğer kesinlikle kaçınılamazsa, bileşeni bükmeden kaldırmak için her iki terminali aynı anda ısıtmak üzere özel bir çift uçlu lehim havya kullanılmalıdır. Hasar riski yüksektir ve herhangi bir yeniden işleme sonrasında LED'in karakteristikleri doğrulanmalıdır.

7. Depolama ve Nem Duyarlılığı

Bu bileşen neme duyarlıdır. Uygun olmayan kullanım, hızlı buhar genleşmesi nedeniyle yeniden akış sırasında "popcorning" (paket çatlaması) ile sonuçlanabilir.

7.1 Depolama Koşulları

• Bileşenler kullanıma hazır olana kadar nem geçirmez bariyer torbasını açmayın.
• Açıldıktan sonra: ≤30°C ve ≤%60 Bağıl Nem (RH) koşullarında saklayın.
• Zemin Ömrü: Torba açıldıktan sonra 168 saat (7 gün) içinde kullanın.
• Bu süre içinde kullanılmazsa, nem alıcı ile yeniden kapatın veya tekrar fırınlayın.

7.2 Pişirme Talimatları

Nem alıcı göstergenin rengi değişmişse veya kullanım ömrü dolmuşsa, emilmiş nemi gidermek için bileşenleri kullanmadan önce pişirin.

• Sıcaklık: 60°C ±5°C
• Süre: 24 saat
• Not: Pişirme sıcaklığının maksimum depolama sıcaklığını (90°C) aşmamasını sağlayın.

8. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

8.1 Ambalaj Şartnameleri

• Taşıyıcı Şerit: 8mm genişlik.
• Makara Boyutu: 7 inç çap.
• Makara Başına Miktar: 3000 adet.
• Ambalaj: Bileşenler, nem alıcı ve bir nem göstergesi kartı ile birlikte alüminyum bir nem geçirmez torbada mühürlenmiştir.

8.2 Etiket Açıklaması

Makara etiketi, izlenebilirlik ve tanımlama için kritik bilgiler içerir:

• CPN: Müşteri Parça Numarası (atanmışsa).
• P/N: Üretici Parça Numarası (örn., 19-21/R7C-AK1L2BY/3T).
• Miktar: Makara üzerindeki paketleme miktarı.
• KATEGORİ: Işık Şiddeti bin kodu (örneğin, K1, L2).
• RENK ÖZÜ: Baskın Dalga Boyu/Kromatiklik kutu kodu (örn., E6, E7).
• REF: İleri Voltaj kutu kodu (örn., 0, 1, 2).
• LOT No: İzlenebilirlik için üretim lot numarası.

9. Uygulama Tasarımı Hususları

9.1 Akım Sınırlama Zorunludur

Bu en önemli tasarım kuralıdır. LED, sabit bir akımla sürülmeli veya besleme gerilimine (V_supply), LED'in ileri gerilimi (V_F bininden), ve istenen akım (I_F ≤ 25mA). Direnç formülü: R = (V_supply - V_F) / I_FBu olmadan, besleme voltajındaki küçük bir artış, büyük ve potansiyel olarak yıkıcı bir akım artışına neden olacaktır.

9.2 Termal Yönetim

Paket küçük olmasına rağmen, güç dağılımı (60mW'a kadar) ısı üretir. Özellikle maksimum akım yakınında veya yüksek ortam sıcaklıklarında çalışıyorsanız, ısının dağılmasına yardımcı olmak için lehim pedlerinin etrafında yeterli PCB bakır alanı (termal rahatlatma pedleri) olduğundan emin olun. Derecelendirme eğrisine bakınız.

9.3 ESD Koruması

2000V ESD HBM derecesiyle bu cihaz orta düzeyde hassasiyete sahiptir. Kullanıcı temasına maruz kalıyorsa giriş hatlarına ESD koruması uygulayın ve montaj ve prototip oluşturma sırasında her zaman standart ESD-güvenli işlem prosedürlerini izleyin.

10. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaştırma

19-21 paketi, boyut ve performans arasında belirli bir denge sunar.

• vs. Daha Büyük SMD LED'ler (örn., 3528): 19-21 önemli ölçüde daha küçüktür, kart alanından tasarruf sağlar, ancak tipik olarak daha düşük maksimum akım ve ışık çıkışı değerlerine sahiptir.
• vs. Daha Küçük SMD LED'ler (örn., 0402): 19-21, manuel olarak işlenmesi ve lehimlenmesi daha kolaydır, daha yüksek güç kapasitesi sunar ve genellikle daha geniş bir görüş açısına sahiptir.
• vs. Delikli LED'ler: SMD formatı, delik delme ihtiyacını ortadan kaldırır, otomatik montajı mümkün kılar, ağırlığı azaltır ve PCB üzerinde çok daha yüksek bileşen yoğunluğuna izin verir.
• AlGaInP Teknolojisi: Bu malzeme sistemi, kırmızı/turuncu/kehribar renk aralığında yüksek verimliliği ile bilinir ve eski teknolojilere kıyasla iyi parlaklık ve renk kararlılığı sunar.

11. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

11.1 Bu LED'i doğrudan 3.3V veya 5V bir kaynaktan sürebilir miyim?

Hayır. Bir seri akım sınırlama direnci kullanmalısınız. Örneğin, 5V besleme ve V_F 2.0V, 20mA'de bir LED ile: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. 150Ω'luk bir direnç gereklidir.

11.2 Işık şiddeti neden maksimum 25mA yerine 5mA'de belirtilmiştir?

5mA, farklı LED modelleri ve grupları arasında tutarlı bir karşılaştırma yapılmasını sağlayan standart bir test koşuludur. Daha yüksek parlaklık için daha yüksek akımlarda (25mA'ye kadar) çalıştırabilirsiniz, ancak \"Işık Şiddeti - İleri Akım\" eğrisine başvurmalı ve termal sınırların aşılmadığından emin olmalısınız.

11.3 Grup kodları (örneğin, K1, E7, 1) tasarımım için ne anlama geliyor?

Uygulamanız birden fazla LED arasında tutarlı parlaklık gerektiriyorsa, dar bir ışık şiddeti aralığı belirtmelisiniz (örneğin, yalnızca L1). Renk tutarlılığı kritikse, dar bir dalga boyu aralığı belirtin (örneğin, yalnızca E7). LED'lerin paralel bağlandığı tasarımlarda, dar bir ileri voltaj aralığı belirtmek (örneğin, yalnızca 1), akım paylaşımının daha eşit olmasını sağlamaya yardımcı olur.

11.4 Veri sayfasında \"ters işlem için tasarlanmamıştır\" yazıyor. Bu ne anlama geliyor?

Bu, LED'in asla kasıtlı olarak katot anottan daha yüksek bir voltajda çalıştırılmamalıdır. 5V ters voltaj derecesi, maksimum dayanılabilir Kaza sonucu oluşan geçici olaylar için derecelendirme, bir çalışma koşulu değildir. Normal çalışma sırasında ters voltaj uygulanırsa kalıcı hasar oluşması muhtemeldir.

12. Tasarım ve Kullanım Durumu Çalışması

Senaryo: Kırmızı arka aydınlatmalı kompakt bir otomotiv anahtarı tasarımı.

1. Bileşen Seçimi: 19-21 Koyu Kırmızı LED, küçük boyutu, uygun parlaklığı ve otomatik montajla uyumluluğu nedeniyle seçilmiştir.
2. Devre Tasarımı: Araç 12V sistemi kullanılır. Seri direnç hesaplanır. Yeterli parlaklık ve uzun ömür için 2.0V ileri voltaj aralığı ve 15mA istenen akım varsayılarak: R = (12V - 2.0V) / 0.015A ≈ 667 Ω. Standart 680 Ω, 1/8W direnç seçilir.
3. PCB Yerleşimi: Kompakt 19-21 footprint, anahtar kubbesi altına yerleştirilir. Isı dağılımı için lehim pedlerine az miktarda ekstra bakır eklenir.
4. Üretim: Tutarlı parlaklık için L1 kutusundan ve tutarlı renk için E7 kutusundan LED'ler, otomatik pick-and-place için 7 inçlik makaralar üzerinde sipariş edilir.
5. Montaj: Mühürlü makara, 7 günlük raf ömrü içinde kullanılır. PCB, belirtilen kurşunsuz profil kullanılarak tek bir reflow işleminden geçer.
6. Sonuç: Uzun çalışma ömrüne sahip, güvenilir ve düzgün aydınlatılmış bir anahtar arka ışığı.

13. Technology Principle Introduction

Bu LED, bir substrat üzerinde büyütülmüş AlGaInP (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfür) yarı iletken malzemesine dayanmaktadır. P-n eklemine ileri yönde bir voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir ve burada yeniden birleşirler. AlGaInP gibi doğrudan bant aralıklı bir yarı iletkende, bu yeniden birleşme enerjiyi başlıca fotonlar (ışık) şeklinde açığa çıkarır. Kristal kafesteki alüminyum, galyum ve indiyumun özgül oranı, bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tanımlar—bu durumda, koyu kırmızı (~639 nm). Su berraklığındaki reçine lens, çipi kapsüller ve yayılan ışığı belirtilen 100 derecelik görüş açısına şekillendirir.

LED Özellik Terminolojisi

LED teknik terimlerinin tam açıklaması