SMD LED 15-21/S3C-AP1Q2/2T Veri Sayfası - Kırmızı Turuncu - 2.0V - 60mW - Çince Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, kompakt, yüksek performanslı bir Surface Mount Device (SMD) LED'in spesifikasyonlarını detaylandırmaktadır. Bu bileşen, modern elektronik montaj süreçleri için tasarlanmış olup, alanın kısıtlı olduğu uygulamalarda ışık çıkışı, güvenilirlik ve entegrasyon kolaylığı arasında iyi bir denge sağlar.

1.1 Temel Avantajlar ve Ürün Konumlandırması

Bu LED'in başlıca avantajı, baskılı devre kartı (PCB) boyutunu önemli ölçüde azaltan ve daha yüksek bileşen montaj yoğunluğuna izin vererek daha kompakt bir nihai ürün tasarımı sağlayan mini paket boyutudur. Bileşen hafiftir ve özellikle taşınabilir ve mini elektronik cihazlar için uygundur. 8mm taşıma bandı paketlemesi kullanır ve 7 inç çapındaki makaralara sarılır, büyük ölçekli üretimde kullanılan standart otomatik yüzey montaj ekipmanlarıyla uyumluluğu garanti eder.

1.2 Hedef Pazar ve Uygulama

Bu LED, birden fazla kritik uygulama alanına yönelik geniş bir kullanım alanına sahiptir. Başlıca kullanım amacı, özellikle gösterge panoları, anahtarlar ve semboller için arka aydınlatmadır. Ayrıca, telefonlar, faks makineleri gibi cihazlarda durum göstergesi ve arka aydınlatma olarak telekomünikasyon ekipmanları için de uygundur. Bunlara ek olarak, küçük LCD panellerin düz arka aydınlatmasında ve kırmızı-turuncu sinyal gerektiren genel gösterge lambası uygulamalarında kullanılabilir.

2. Teknik Parametrelerin Detaylı Açıklaması

Bu bölümde, standart test koşulları (Ta=25°C) altında LED'in temel elektriksel, optik ve termal parametreleri detaylı ve objektif bir şekilde analiz edilmiştir.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak maksimum değerler, cihazda kalıcı hasara yol açabilecek stres limitlerini tanımlar. Bu değerler normal çalışma koşulları için kullanılmaz.

• Ters voltaj (V_R):5 V. Ters öngerilim altında bu voltajın aşılması, eklem delinmesine yol açabilir.
• Sürekli İleri Yönlü Akım (I_F):25 mA. Bu, uzun süreli güvenilir çalışmayı garanti eden maksimum doğru akımdır.
• Tepe İleri Yönlü Akım (I_FP):60 mA (görev döngüsü 1/10 @ 1kHz). Bu değer, çoklama veya darbe işletim şemaları için uygun olan kısa süreli yüksek akım darbelerine izin verir.
• Güç tüketimi (P_d):60 mW. Bu, cihazın termal sınırlarını aşmadan ısı olarak dağıtabileceği maksimum güçtür.
• Elektrostatik deşarj (ESD) insan vücudu modeli (HBM):2000 V. Bu, orta seviyede ESD sağlamlığına sahip olduğunu gösterir; ancak yine de doğru işletim prosedürlerinin takip edilmesi önerilir.
• Çalışma sıcaklığı (T_opr):-40°C ila +85°C. Bu, cihazın normal şekilde çalışabileceği belirtilen ortam sıcaklığı aralığıdır.
• Depolama Sıcaklığı (T_stg):-40°C ila +90°C.
• Lehimleme Sıcaklığı:Cihaz, 260°C'de en fazla 10 saniye süreyle reflow lehimlemeye veya her pin için 350°C'de en fazla 3 saniye süreyle elle lehimlemeye dayanabilir.

2.2 Optoelektronik Özellikler

Bu parametreler, LED'in tipik çalışma koşullarında (I_F=20mA, Ta=25°C koşullarındaki performans.

• Işık şiddeti (I_v):45.0 mcd (minimum), 112.0 mcd (maksimum). Tipik değerler bu geniş aralıkta yer alır ve bir sınıflandırma sistemi ile yönetilir (Bkz. Bölüm 3). Görüş açısı (2θ_1/2Genellikle 130 derecedir, geniş ve yayılmış bir emisyon modeli sağlar.
• Spektral Özellikler:
  • Tepe Dalga Boyu (λ_p):Tipik değer 621 nm.
  • Ana dalga boyu (λ_d):605.5 nm (minimum), 625.5 nm (maksimum). Gözün algıladığı dalga boyudur ve aynı şekilde sınıflandırılması gerekir.
  • Spektral bant genişliği (Δλ):Tipik değer 18 nm, rengin saflığını tanımlar.
• Elektriksel Özellikler:
  • İleri Yönlü Voltaj (V_F):I_F=20mA'de, 1.70 V (minimum), 2.00 V (tipik), 2.40 V (maksimum). Bu nispeten düşük voltaj, AlGaInP malzeme teknolojisinin bir özelliğidir.
  • Ters akım (I_R):V_R=5V'de maksimum 10 μA. Önemli bir not, bu cihazın ters öngerilimli çalışma için tasarlanmadığını belirtir; bu test parametresi yalnızca sızıntı karakterizasyonu için kullanılır.

2.3 Termal Hususlar

LED performansı sıcaklığa yüksek derecede bağlıdır. İleri yönlü akım azaltma eğrisi tasarım için kritik öneme sahiptir. Ortam sıcaklığı (T_a) 25°C'yi aştığında, aşırı ısınmayı ve hızlanmış yaşlanmayı önlemek için maksimum izin verilen sürekli ileri akımın doğrusal olarak azaltılması gerekir. Azaltma eğrisi, eklem sıcaklığının güvenli sınırlar içinde kalmasını sağlayan spesifik ilişkiyi sağlar.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler kritik parametrelere göre sınıflandırılır (sınıflandırma). Bu, tasarımcıların parlaklık ve renk gereksinimleri için belirli uygulamaları karşılayan bileşenleri seçmesine olanak tanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Işık çıkışı dört grupta (P1, P2, Q1, Q2) sınıflandırılır ve her grup 45.0 mcd ile 112.0 mcd arasında belirli bir aralığı kapsar. Örneğin, Q2 grubu, ışık şiddeti 90.0 ila 112.0 mcd arasında olan LED'leri içerir. Her grup içinde ±%11 toleransa izin verilir.

3.2 Dominant Dalga Boyu Sınıflandırması

Renk (Ana Dalga Boyu), 605.5 nm'den 625.5 nm'ye kadar, yaklaşık 4 nm'lik adımlarla beş sınıfa (E1'den E5'e) ayrılmıştır. Örneğin, E4 sınıfı 617.5 ila 621.5 nm'yi kapsar. Her dalga boyu sınıfı içinde ±1 nm'lik daha sıkı bir tolerans korunur.

3.3 İleri Yönlü Gerilim Sınıflandırması

Veri sayfası ileri yönlü gerilim toleransının ±0.1V olduğunu belirtiyor, ancak alıntıda V_Fiçin spesifik sınıflandırma tablosu sağlanmamıştır. Bu sıkı tolerans, tutarlı bir akım sürücü devresi tasarımına yardımcı olur.

4. Performans Eğrisi Analizi

Grafik verileri, LED'in farklı koşullar altındaki davranışına dair daha derin bir içgörü sağlar.

4.1 Spektral Dağılım

Spektral eğri, yaklaşık 621 nm merkezli, iyi tanımlanmış tek bir tepe noktası göstermekte olup, AlGaInP çip malzemesinden yayılan kırmızı-turuncu ışığı doğrulamaktadır. Dar bant genişliği, iyi bir renk doygunluğuna işaret eder.

4.2 Radyasyon Deseni

Kutupsal grafik, ışığın uzaysal dağılımını göstermektedir. Tipik 130 derecelik görüş açısı doğrulanmış olup, şiddetin 0 derecede (çipe dik) en yüksek olduğu ve yanlara doğru kademeli olarak azaldığı, Lambert (kosinüs) yayılım desenine yakın bir emisyon modu sergilenmektedir.

4.3 İleri Yönlü Akım ve İleri Yönlü Gerilim İlişkisi (I-V Eğrisi)

Bu eğri, tipik bir diyot üstel ilişkisini göstermektedir. Çok düşük akımlarda gerilim keskin bir şekilde yükselir, ardından normal çalışma aralığında (20mA'de yaklaşık 2.0V) daha doğrusal bir şekilde artar.

4.4 Göreceli Işık Şiddeti ile İleri Akım Arasındaki İlişki

Bu grafik, çalışma aralığında, ışık çıkışının kabaca ileri akımla orantılı olduğunu göstermektedir; ancak çok yüksek akımlarda ısı artışı nedeniyle verimde hafif bir düşüş olabilir.

4.5 Göreceli Işık Şiddeti ile Ortam Sıcaklığı Arasındaki İlişki

Bu, termal sönümlemenin kritik eğrisini gösteren bir grafiktir. Ortam sıcaklığı arttıkça, ışık yayma yoğunluğu azalır. Sıcaklık maksimum çalışma sınırına yaklaştığında, çıkış önemli ölçüde düşebilir; bu, yüksek sıcaklık ortamları için tasarımda dikkate alınması gereken kilit bir faktördür.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

Bu LED, "15-21" SMD paket formuna uygundur. Detaylı boyut çizimi, uzunluk, genişlik, yükseklik ve bacak konumlarını belirtir; aksi belirtilmedikçe standart tolerans ±0.1mm'dir. Bu bilgi PCB pad tasarımı ve boşluk kontrolü için çok önemlidir.

5.2 Polarite İşareti

Paket üzerinde, montaj sırasında doğru yön için kritik öneme sahip net bir katot işareti bulunmaktadır. LED'in ters takılması, ışık yaymamasına ve ters voltaj stresine maruz kalmasına neden olabilir.

6. Kaynak ve Montaj Kılavuzu

Doğru işlem, güvenilirlik için çok önemlidir.

6.1 Akım Sınırlaması

Harici bir akım sınırlama direnci kullanılmalıdır. LED'in üstel I-V karakteristiği, voltajdaki küçük bir artışın, akımda büyük ve potansiyel olarak yıkıcı bir artışa yol açabileceği anlamına gelir. Direnç çalışma noktasını belirler.

6.2 Nem Hassasiyeti ve Depolama

Bileşenler, kurutucu içeren nem bariyerli torbalarda paketlenmiştir. Torba, parçaları kullanmaya hazır olmadan önce açılmamalıdır. Torba açıldıktan sonra, kullanılmayan LED'ler 30°C/%60 RH veya daha düşük koşullarda depolanmalı ve 168 saat (7 gün) içinde kullanılmalıdır. Bu süre aşılırsa, lehimleme sırasında "patlamış mısır" hasarını önlemek için, reflow öncesinde 60±5°C'de 24 saat pişirilmelidir.

6.3 Reflow Lehimleme Sıcaklık Profili

Kurşunsuz reflow lehimleme için detaylı sıcaklık profili sağlanmıştır:

• Ön ısıtma:150-200°C, 60-120 saniye süreyle.
• Sıvı faz çizgisi üzerindeki süre (217°C):60-150 saniye.
• Tepe sıcaklığı:Maksimum 260°C, 10 saniyeyi aşmamalıdır.
• Isıtma/Soğutma Hızı:Sırasıyla maksimum 6°C/saniye ve 3°C/saniye.

Reflow lehimleme iki defayı geçmemelidir. LED gövdesine ısıtma sürecinde stres uygulanmaktan kaçınılmalıdır.

6.4 El Lehimleme ve Onarım

如果必须进行手工焊接，烙铁头温度必须低于350°C，每个引脚施加时间不超过3秒，使用低功率烙铁（<25W）。引脚之间需要>2秒的冷却间隔。强烈不建议进行返修。如果不可避免，必须使用专用的双头烙铁同时加热两个引脚，以防止焊点承受机械应力。必须事先评估返修过程中可能造成的热损伤。

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Paketleme Özellikleri

LED'ler, kabartmalı taşıyıcı bant formunda sunulur. Taşıyıcı bant cepleri ve zincir dişi delik boyutları belirlenmiştir. Bant, standart 7 inç (178 mm) çapında makaralara sarılmıştır. Her makara 2000 adet içerir.

7.2 Makara ve Etiket Detayları

Boş makaranın boyutları sağlanmıştır. Makara etiketi, aşağıdaki kritik bilgileri içerir:

• Müşteri Parça Numarası (CPN)
• Üretici Parça Numarası (P/N): 15-21/S3C-AP1Q2/2T
• Paketleme Miktarı (QTY)
• Işık Şiddeti Sınıfı (CAT)
• Kromatiklik/Dalga Boyu Sınıfı (HUE)
• İleri Yönlü Gerilim Sınıfı (REF)
• Parti Numarası (LOT No.)

Bu izlenebilirlik, kalite kontrolü ve üretimdeki bileşen eşleştirmesi için hayati öneme sahiptir.

8. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

8.1 Devre Tasarımı

İleri yönlü akımı ayarlamak için mutlaka seri direnç kullanın. R = (V formülünü kullanın._{Güç Kaynağı}- V_F) / I_F Direnç değerini hesaplayın, burada V_Fen kötü durumda akımın sınırı aşmamasını sağlamak için veri sayfasındaki maksimum değer (2.4V) alınmalıdır. Direncin anma gücünü (P = I_F²* R) göz önünde bulundurun.

8.2 Isıl Yönetim

Paket boyutu küçük olsa da, özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında veya sürücü akımı maksimum değere yakınken, parlaklık ve ömrü korumak için PCB üzerinden etkili ısı dağılımı çok önemlidir. Uygulamanız için beklenen maksimum ortam sıcaklığındaki güvenli çalışma akımını belirlemek için güç azaltma eğrisini kullanın. PCB üzerinde LED lehim pedi çevresinde, bir ısı emici olarak yeterli bakır folyo alanı olduğundan emin olun.

8.3 Optik Entegrasyon

130 derecelik geniş görüş açısı, bu LED'i ikincil optik eleman gerektirmeden geniş ve düzgün aydınlatma gerektiren uygulamalar için uygun kılar. Daha yönlendirilmiş ışık için harici lens veya ışık kılavuzu gerekebilir. Su berraklığındaki reçine, paketlemenin kendi ışık emilimini en aza indirir.

9. Uyumluluk ve Malzeme Bilgisi

Bu ürün, modern elektronik üretimi için önemli bir avantaj olan birçok önemli çevre ve güvenlik direktifine uygundur. Kurşunsuz olarak onaylanmıştır ve Zararlı Maddelerin Sınırlandırılması (RoHS) Direktifi'ne uyumludur. Ayrıca, AB'nin kimyasallarla ilgili REACH düzenlemesine de uyar. Ek olarak, halojen içermez gerekliliğini karşılar; brom (Br) ve klor (Cl) içeriği her biri 900 ppm'in altında ve toplamı 1500 ppm'in altındadır, bu da bertaraf sürecindeki çevresel etkiyi azaltır.

10. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Geleneksel delikli montaj veya daha büyük SMD LED'lerle karşılaştırıldığında, bu 15-21 paketlemesinin temel farklılaştırıcı özelliği, yeni nesil kompakt tasarımları mümkün kılan üstün küçültme yeteneğidir. AlGaInP yarı iletken malzemenin kullanımı, verimli kırmızı-turuncu ışık sağlar ve sıcaklık ve ömür boyunca, genellikle GaAsP gibi eski teknolojilerden daha iyi olan iyi bir renk kararlılığı sunar. Geniş görüş açısı, güçlü SMT uyumluluğu ve kapsamlı çevresel uyumluluğun birleşimi, onu devre kartı alanının değerli olduğu, maliyet duyarlı, yüksek hacimli uygulamalar için modern, güvenilir bir seçim haline getirir.

11. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

11.1 5V güç kaynağı kullanırken, hangi değerde direnç seçilmelidir?

Maksimum V kullanın_Fdeğeri 2.4V ve hedef I_Fdeğeri 20mA: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 ohm. En yakın standart değerler olan 130Ω veya 150Ω uygundur. Direnç güç tüketimi P = (0.020)²* 130 = 0.052W, bu nedenle standart 1/8W (0.125W) direnç yeterlidir.

11.2 Eğer güç kaynağımın voltajı VF ile uyumluysa, bu LED'i sınırlayıcı direnç olmadan sürebilir miyim?_F?

No.Bunu yapmanız kesinlikle önerilmez. İleri yönlü voltaj bir toleransa (1.7V ila 2.4V) sahiptir ve sıcaklıkla değişir. Güç kaynağı voltajını örneğin 2.0V'da sabitlemek, düşük V_F'ye sahip bir LED'in aşırı akıma maruz kalmasına ve hızlı bir şekilde arızalanmasına neden olabilir. Seri direnç, kararlı ve güvenli çalışma için çok önemlidir.

11.3 Açıldıktan sonraki depolama süresi neden 7 günle sınırlıdır?

SMD paketleri havadan nem emer. Yüksek sıcaklıktaki reflow lehimleme işlemi sırasında, hapsolmuş bu nem hızla buharlaşarak iç basınç oluşturur ve bu da paket katmanlarının ayrılmasına veya çip çatlamasına ("popcorn" efekti) yol açabilir. 7 günlük sınırlama ve ön ısıtma (baking) prosedürü, bu hata modunu önlemek için kritik kalite kontrol önlemleridir.

11.4 Etiket üzerindeki sınıflandırma kodları (örneğin Q2, E4) nasıl yorumlanır?

Sınıflandırma kodu, bu makaradaki LED'lerin performans grubunu belirtir. "Q2", yüksek parlaklıklı LED'leri (90-112 mcd) ifade eder. "E4", baskın dalga boyunun 617.5-621.5 nm aralığında olduğunu gösterir. Aynı sınıftaki bileşenleri kullanmak, ürününüzün parlaklık ve renk tutarlılığını sağlar.

12. Pratik Tasarım ve Kullanım Örnekleri

12.1 Gösterge Paneli Anahtar Arka Işığı

Otomotiv gösterge panellerinde, birden fazla anahtarın düzgün ve güvenilir arka aydınlatmaya ihtiyacı vardır. Birkaç bu tür LED, şeffaf anahtar kapaklarının arkasına yerleştirilebilir. Geniş görüş açıları, anahtar yüzeyinin eşit şekilde aydınlatılmasını sağlar. Düşük çalışma voltajı, basit bir direnç ağı üzerinden doğrudan aracın regüle edilmiş 5V veya 3.3V sisteminden sürülmelerine olanak tanır. Yüksek çalışma sıcaklığı aralığı (-40°C ila +85°C) otomotiv ortamına uygundur.

12.2 Ağ Cihazı Durum Göstergesi

Yönlendirici veya modem üzerindeki "bağlantı etkinliği" veya "güç" göstergesi için tek bir LED net bir görsel sinyal sağlar. Kırmızı-turuncu renk oldukça dikkat çekicidir. Bu bileşen, bir mikrodenetleyicinin GPIO pini tarafından sürülebilir. GPIO ile LED anodu arasına seri bir direnç bağlanır, katot ise topraklanır. Mikrodenetleyici donanım yazılımı, sabit veya yanıp sönen bir desen oluşturmak için pini değiştirebilir. SMD formatı, ön panel PCB'sinin çok düşük bir profil tasarımına sahip olmasını sağlar.

13. Çalışma Prensibi

Bu LED, alüminyum galyum indiyum fosfit (AlGaInP) ile yapılmış bir yarı iletken çipe dayanır. İleri yönlü bir voltaj uygulandığında, elektronlar ve boşluklar yarı iletken bağlantının aktif bölgesine enjekte edilir. Bu taşıyıcılar yeniden birleştiğinde, enerjilerini foton (ışık) şeklinde salıverirler. AlGaInP alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini ve dolayısıyla yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler - bu durumda kırmızı-turuncu spektrum (605-625 nm). Çip içinde üretilen ışık, üst yüzeyden çıkarılır ve paketin şeffaf epoksi lensi ile şekillendirilir.

14. Teknoloji Trendleri

Gösterge ışığı ve arka aydınlatma LED teknolojisindeki genel eğilimler, daha yüksek verimlilik (birim elektrik gücü başına daha fazla ışık çıkışı), 15-21 gibi paketlerin ötesinde daha da fazla küçülme ve daha geniş renk gamı yönünde devam etmektedir. Aynı zamanda, zorlu koşullarda (daha yüksek sıcaklık ve nem gibi) güvenilirliği ve ömrü artırmaya da büyük önem verilmektedir. Kontrol elektroniğinin (sabit akım sürücüleri veya darbe genişlik modülasyonu (PWM) denetleyicileri gibi) doğrudan LED paketine entegre edilmesi, nihai kullanıcının devre tasarımını basitleştiren bir başka gelişme eğilimidir. Ayrıca, sürdürülebilirlik arayışı, RoHS ve REACH'in ötesindeki giderek daha katı çevre düzenlemelerini karşılamak için malzeme ilerlemelerini sürekli olarak teşvik etmektedir.