SMD LED 17-21/T1D-KQ1R2B5Y/3T Veri Sayfası - Paket Boyutu 1.6x0.8x0.6mm - Voltaj 2.7-3.1V - Güç 40mW - Saf Beyaz Işık - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

17-21/T1D-KQ1R2B5Y/3T, modern elektronik uygulamalar için mini boyut ve yüksek güvenilirlik gereksinimlerine özel olarak tasarlanmış kompakt bir yüzey montajlı (SMD) LED'dir. Bu tek renkli LED, sarı difüzyon reçine içine paketlenmiş bir InGaN çipi ile saf beyaz ışık yayar. Ana avantajı, geleneksel leadframe LED'lere kıyasla çok daha küçük bir baskılı devre kartı (PCB) alanı kaplamasıdır. Bu, PCB üzerindeki bileşen montaj yoğunluğunu artırır, cihaz depolama alanını azaltır ve nihayetinde daha küçük, daha hafif son kullanıcı cihazlarının geliştirilmesine katkıda bulunur. Bileşen tamamen RoHS uyumludur, AB REACH yönetmeliğine uyar ve halojensiz bir ürün olarak, brom ve klor içeriği endüstri standartlarının altında sıkı bir şekilde kontrol edilerek üretilir.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

17-21 SMD LED'in tasarım felsefesi, miniaturizasyonu desteklemeye odaklanır. Küçük fiziksel boyutu, doğrudan daha az gereken devre kartı alanına dönüşerek tasarımcıların daha kompakt ürünler oluşturmasını sağlar. Hafif paketleme özelliği, her gramın önemli olduğu taşınabilir ve mini uygulamalar için özellikle uygundur. Cihaz, yüksek hızlı, otomatik yüzey montaj ekipmanlarıyla uyumluluğu sağlayan ve seri üretim için çok önemli olan, 7 inç çapında bir makaraya monte edilmiş 8mm taşıma bandı şeklinde sunulur. Kızılötesi ve buhar fazı reflow lehimleme süreçleriyle uyumluluğu, üretime esneklik sağlar. Başlıca hedef pazarlar arasında tüketici elektroniği, otomotiv iç aydınlatması (özellikle gösterge paneli ve anahtar arka aydınlatması), durum göstergesi için telekomünikasyon ekipmanları ve LCD'ler ile kontrol panelleri için genel arka aydınlatma yer alır.

2. Teknik Parametrelerin Detaylı Açıklaması

Bu bölüm, spesifikasyon belgesinde tanımlanan kilit elektriksel, optik ve termal parametrelerin ayrıntılı ve nesnel bir analizini sunarak, bunların devre tasarımı ve güvenilirliği üzerindeki anlamını açıklar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak maksimum değerler, LED'in kalıcı olarak hasar görmesine neden olabilecek stres limitlerini tanımlar. Bunlar normal çalışma koşulları değil, asla aşılmaması gereken eşiklerdir.

• Ters Gerilim (VR): 5V- 5V'u aşan ters öngerilim uygulanması, anında bağlantı delinmesine yol açabilir. Veri sayfası, bu bileşenin ters yönde çalışma için tasarlanmadığını açıkça belirtir; bu değer esas olarak IR (ters akım) test koşulları için geçerlidir. Uygulamada ters voltaj olasılığı varsa, genellikle harici devre koruması (paralel diyot gibi) gereklidir.
• İleri Akım (IF): 10mA- Bu, uzun süreli güvenilir çalışma için önerilen maksimum sürekli DC akımdır. Bu akımın aşılması, bağlantı sıcaklığını artırır, ışık akısı zayıflamasını hızlandırır ve bileşen ömrünü önemli ölçüde kısaltır.
• Tepe İleri Akım (IFP): 100mA- LED, 1 kHz'de %10 görev döngüsü ile 100mA'ye kadar kısa süreli akım darbelerine dayanabilir. Bu, darbe işletimi veya anlık aşırı gerilimlerle ilgilidir, ancak kararlı durum güç tüketimini hesaplamak için kullanılmamalıdır.
• Güç Tüketimi (Pd): 40mW- Bu, ortam sıcaklığının (Ta) 25°C olduğu durumda, paketin ısı olarak dağıtabileceği maksimum güçtür. Gerçek güç tüketimi formülü şudur: İleri Gerilim (VF) * İleri Akım (IF). Bu sınıra yakın veya üzerinde çalışırken dikkatli bir ısıl yönetim gereklidir.
• Çalışma ve Depolama Sıcaklığı:Bu cihazın çalışma sıcaklığı derecelendirmesi -40°C ila +85°C, depolama sıcaklığı aralığı ise -40°C ila +90°C'dir. Bu geniş aralık, onu otomotiv ve endüstriyel ortamlar için uygun kılar.
• Lehimleme Sıcaklığı:İki sıcaklık eğrisi belirlenmiştir: Reflow lehimleme için 260°C'de 10 saniye (tipik kurşunsuz proses) ve elle lehimleme için 350°C'de 3 saniye. İç çip bağlantılarının veya plastik paketlemenin hasar görmesini önlemek için bu limitlere uymak çok önemlidir.

2.2 Optoelektronik Özellikler

Bu parametreler, LED'in performansını tanımlayan standart test koşullarında (Ta=25°C, IF=5mA) ölçülmüştür.

• Işık Şiddeti (Iv): 72.0 - 180.0 mcd (tipik değer)- Bu, belirli bir yönde yayılan görünür ışık miktarıdır. Çok geniş aralık (72 ila 180 mcd), LED'lerin ölçülen çıkışa göre farklı "kademelere" ayrıldığını gösterir; bu konu ilerleyen bölümlerde ayrıntılı olarak açıklanacaktır. 5mA test akımı, maksimum derecelendirmenin altındadır ve ölçüm için bir güvenlik payı sağlar.
• Görüş Açısı (2θ1/2): 150° (tipik değer)- Bu, ışık şiddetinin 0° (eksenel) şiddetinin yarısına düştüğü açıdır. 150°'lik görüş açısı oldukça geniştir, Lambertian benzeri difüz bir yayılım modeli oluşturur ve odaklanmış bir ışın demetinden ziyade düzgün ışık dağılımı gerektiren alan aydınlatması ve arka aydınlatma için uygundur.
• İleri Yönlü Gerilim (VF): 2.7V - 3.1V (Maksimum)- Bu, 5mA test akımı ile sürülen bir LED'in uçlarındaki gerilim düşüşüdür. Bu varyasyon yarı iletken işlem toleranslarından kaynaklanır ve aynı zamanda sınıflandırma ile yönetilir. VF sabit bir değer olmadığından, çalışma akımını ayarlamak için her zaman seri bir akım sınırlama direnci kullanılmalıdır.
• Ters Yönlü Akım (IR): 50 μA (Maksimum)- Bu, 5V ters öngerilim uygulandığındaki sızıntı akımıdır. Sağlıklı bir bileşende bu akım genellikle çok küçüktür.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Seri üretim tutarlılığını sağlamak için LED'ler test edilir ve performanslarına göre gruplandırılır veya "sınıflandırılır". 17-21/T1D-KQ1R2B5Y/3T, "KQ1R2B5Y" kodunda gösterildiği gibi çok parametreli bir sınıflandırma sistemi kullanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Işık şiddeti dört farklı seviyeye ayrılmıştır (Q1, Q2, R1, R2). Belirtme veya sipariş sırasında, parça numarasındaki "R2" seçilen seviyeyi gösterir.

• Kademe Q1:72.0 - 90.0 mcd
• Kademe Q2:90.0 - 112.0 mcd
• Vites R1:112.0 - 140.0 mcd
• Vites R2:140.0 - 180.0 mcd

Bu, tasarımcıların uygulamalarına uygun parlaklık seviyesini seçmelerini sağlar; daha yüksek kademeler genellikle maksimum ışık çıkışının kritik olduğu durumlarda kullanılır.

3.2 İleri Yönlü Gerilim Sınıflandırması

İleri yönlü gerilim, 2.7V'tan 3.1V'a kadar 0.1V adımlarla sınıflandırılmıştır. Parça numarasındaki "B5", bu sınıflardan birine karşılık gelir. Tasarımda eşleşen VF sınıfının kullanılması, birden fazla LED paralel bağlandığında akımın eşit dağılımını sağlamaya yardımcı olur.

• Sınıf 29:2.7 - 2.8V
• Kademe 30:2.8 - 2.9V
• Kademe 31:2.9 - 3.0V
• Kademe 32:3.0 - 3.1V

3.3 Renk Koordinatı Sınıflandırması

Beyaz ışığın rengi, CIE 1931 renklilik diyagramındaki renk koordinatları (x, y) ile tanımlanır. Veri sayfası, bu diyagram üzerinde dört dörtgen sınıf (3, 4, 5, 6) tanımlar. Parça numarasındaki "Y", sarı dağıtıcı reçineyi ve ilişkili renk sınıfını (örneğin, sınıf 5) ifade ediyor olabilir. Belirtilen tolerans hem x hem de y koordinatlarında ±0.01'dir; bu, beyaz LED'ler için standart bir tolerans olup, parti içinde algılanan renk tutarlılığını sağlar.

4. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

4.1 Paket Boyutu

17-21 SMD LED, kompakt dikdörtgen bir paket kullanır. Anahtar boyutlar (birim: mm) şunları içerir: tipik gövde uzunluğu yaklaşık 1.6mm, genişlik yaklaşık 0.8mm, yükseklik yaklaşık 0.6mm. Detaylı paket çizimi, pad konumları ve toleranslar (aksi belirtilmedikçe ±0.1mm) dahil kesin boyutları sağlar. Katot açıkça işaretlenmiştir, bu montajda doğru yönlendirme için çok önemlidir. Küçük boyut, iyi bir lehimleme ve mekanik stabilite sağlamak için hassas PCB pad tasarımı gerektirir.

4.2 Paketleme ve Taşıma

Bileşenler, Nemden Hassas Cihaz (MSD) paketleme formatında teslim edilir. 8 mm aralıklı, kabartmalı taşıma bandı şeklinde sunulurlar ve 7 inçlik makaralara 3000 adet olarak sarılır. Paket, nem alıcı içerir ve alüminyum nem bariyerli torbada vakumlanarak kapatılır. Makara etiketi, müşteri parça numarası (CPN), üretici parça numarası (P/N), miktar (QTY) ve ışık şiddeti (CAT), renk tonu (HUE) ve ileri voltaj (REF) için spesifik seçme kodları gibi kritik bilgileri içerir.

5. Kaynak ve Montaj Kılavuzu

SMD bileşenlerinin güvenilirliği için doğru işleme ve lehimleme kritik öneme sahiptir.

5.1 Depolama ve Nem Koruma Gereksinimleri

Bu LED nem hassasiyetine sahiptir (MSL seviyesi ima edilir). Bileşen kullanıma hazır olmadan önce ambalaj torbası açılmamalıdır. Açıldıktan sonra, kullanılmayan LED'ler ≤30°C ve ≤60% RH koşullarında saklanmalı ve 168 saat (7 gün) içinde kullanılmalıdır. Bu süre aşılırsa veya nem alıcı doygunluğu gösterirse, emilen nemi gidermek ve yeniden akış lehimleme sırasında "patlamış mısır" etkisini önlemek için kullanımdan önce 60±5°C'de 24 saat boyunca tavlama yapılması gerekmektedir.

5.2 Kaynak İşlemi

Yeniden Akış Lehimleme:Kurşunsuz reflow sıcaklık profili, 260°C'lik tepe sıcaklığı ve 10 saniyeyi aşmayan süresi ile tanımlanmıştır. Bileşenler ikiden fazla reflow döngüsüne maruz bırakılmamalıdır. Isıtma sırasında LED gövdesine stres uygulanmasından kaçınılmalıdır.

El Lehimleme:如有必要，可以使用烙铁头温度≤350°C、每个端子焊接时间≤3秒进行手工焊接，建议使用低功率烙铁（≤25W）。建议端子之间有>2秒的冷却间隔。规格书强烈警告，手工焊接通常会导致损坏。

Yeniden işleme:Lehimleme sonrası yeniden işleme teşvik edilmez. Kaçınılmazsa, çipin termal strese maruz kalmaması için her iki terminali aynı anda ısıtmak üzere özel çift uçlu havya kullanılmalıdır. LED özellikleri üzerindeki etkisi önceden değerlendirilmelidir.

6. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

6.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Arka Aydınlatma:Geniş görüş açısı ve homojen ışık dağılımı sayesinde, gösterge paneli göstergeleri, membran anahtarlar, klavyeler ve semboller için arka aydınlatmada ideal bir seçimdir.
• Durum Göstergesi:Telekomünikasyon ekipmanlarında (telefon, faks), tüketici elektroniği ürünlerinde ve endüstriyel kontrolde güç kaynağı, bağlantı veya işlev durumu göstergeleri için oldukça uygundur.
• LCD Arka Aydınlatma:Küçük monokrom veya renkli LCD ekranlar için yan aydınlatmalı veya doğrudan aydınlatmalı arka ışık olarak kullanılabilir.
• Genel Gösterge:Kompakt, güvenilir ve parlak beyaz bir gösterge ışığı gerektiren her türlü uygulama.

6.2 Kritik Tasarım Hususları

1. Akım sınırlama zorunludur:LED'ler akım kontrollü cihazlardır. İleri akımı ayarlamak için daima seri bir direnç kullanılmalıdır. Veri sayfası uyarısı: Akım sınırlayıcı direnç olmadan, güç kaynağı voltajındaki küçük bir değişiklik, akımda büyük ve yıkıcı bir değişikliğe neden olabilir. Direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (Güç Kaynağı Voltajı - LED İleri Voltajı) / İstenen Akım. İhtiyatlı bir tasarım için, daima sınıflandırma veya veri sayfasındaki maksimum VF değeri kullanılmalıdır.
2. Termal Yönetim:Paket küçük olmasına rağmen, güç tüketimi (40mW'a kadar) ısı üretir. Yüksek akımda (10mA'ya yakın) sürekli çalışma için, özellikle birden fazla LED bir araya toplandığında, PCB'nin yeterli ısı dağıtım tasarımına sahip olduğundan emin olun. Yüksek jonksiyon sıcaklığı, ışık çıkışını ve ömrü azaltır.
3. ESD Koruması:Bu cihazın ESD HBM seviyesi 150V'dur ve nispeten düşüktür. İşlem ve montaj sırasında standart ESD önlemleri takip edilmelidir.
4. Optik Tasarım:150° görüş açısı ve sarı renkli difüz reçine, yumuşak ve geniş bir ışık hüzmesi oluşturur. Odaklanmış aydınlatma için harici bir lens veya ışık yönlendirici gereklidir. Bir yayıcı plakanın arkasında kullanıldığında, difüz reçine homojen bir görünüm elde etmeye yardımcı olur.

7. Teknolojik Karşılaştırma ve Farklılaşma

17-21 paketleme, ultra küçük SMD LED kategorisine aittir. Temel farklılığı, son derece küçük bir kart alanında (1.6x0.8mm) nispeten yüksek bir ışık şiddeti (180 mcd'ye kadar) elde etmesidir. Daha büyük SMD LED'lere (örneğin 3528, 5050) kıyasla üstün alan tasarrufu sağlar, ancak toplam ışık çıkışı veya güç işleme kapasitesi daha düşük olabilir. Daha küçük çip LED'lere kıyasla, paketleme formu ve entegre lensi sayesinde işlenmesi daha kolaydır. Yoğunluk, voltaj ve renk tonu için net sınıflandırma, performans tutarlılığı seviyesi sunar; bu, arka aydınlatma dizileri gibi düzgün bir görünüm gerektiren uygulamalar için çok önemlidir.

8. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

Sor: 100mA darbe akımına dayanabildiği halde, neden ileri yönlü akım 10mA ile sınırlandırılmıştır?
Cevap: 10mA anma değeri, uzun vadeli güvenilirliği sağlamak ve belirtilen optik performansı korumak için sürekli çalışma için geçerlidir. 100mA darbe anma değeri, kısa süreli darbeler (örneğin, her 1ms'de 0.1ms) için geçerlidir. Yüksek akımla sürekli çalışma, jonksiyon sıcaklığını artırarak fosfor ve yarı iletkenin hızla bozulmasına neden olur ve bu da erken kararma veya arızaya yol açar.

Soru: Uygun akım sınırlama direnci nasıl seçilir?
Cevap: R = (Besleme Voltajı - VF) / IF formülünü kullanın. 5V besleme ve 5mA hedef akım için, güvenlik amacıyla maksimum VF 3.1V kullanın: R = (5 - 3.1) / 0.005 = 380 Ohm. En yakın standart değer (390 Ohm) iyi bir seçim olacaktır. Direncin güç değerini doğrulamayı unutmayın: P = I^2 * R.

Soru: Bu LED'i doğrudan mikrodenetleyici GPIO pini ile sürebilir miyim?
Cevap: Mümkün olabilir, ancak dikkatli olunmalıdır. Tipik bir GPIO pini 20-25mA akım çekebilir/sağlayabilir. Bir seri direnç eklemelisiniz. Ayrıca, mikrodenetleyicinin çıkış voltajının LED'in VF'sini (2.7-3.1V) aşacak kadar yüksek olduğundan emin olun. 3.3V'luk bir mikrodenetleyici VF aralığının alt sınırında çalışabilir, ancak 5V güç kaynağı daha güvenilirdir. LED'i bir direnç olmadan doğrudan pin ile toprak arasına bağlamayın.

Soru: "Kurşunsuz" ve "Halojensiz" ifadeleri benim uygulamam için ne anlama geliyor?
答：“无铅”意味着可焊性表面处理不含铅，符合RoHS等环保法规。“无卤素”（Br <900ppm， Cl <900ppm， Br+Cl <1500ppm）意味着塑料封装材料含有极少的卤素，如果器件暴露在极端高温或火灾中，可以减少有毒烟雾的排放，改善环境和安全性能。

9. Gerçek Tasarım ve Kullanım Örnekleri

Senaryo: Tıbbi cihazlar için arkadan aydınlatmalı klavye tasarımı.
Silikon kauçuk tuşların arkasına 12 adet beyaz gösterge ışığı (LED) monte edilmesi gerekmektedir. Çift taraflı baskılı devre kartı (PCB) üzerindeki alan son derece kısıtlıdır. 17-21 LED seçimi, en küçük kart alanı kaplaması nedeniyle yapılmıştır. Tasarımcı, parlak ortamlarda iyi görünürlük sağlamak için R2 ışık şiddeti seviyesini seçmiştir. Tüm LED'ler, paralel konfigürasyonda (her paralel dal bir akım sınırlama direnci ile sürülür, 12'si tek bir dirençle değil) düzgün parlaklığı sağlamak için aynı VF seviyesinde (örneğin 30) belirlenmiştir. PCB yerleşimi, veri sayfası çizimine göre ısı emici pedlerin yerleştirilmesi şeklinde yapılmıştır. Montaj fabrikasının belirtilen geri akış sıcaklık profilini takip etmesi ve bileşenleri montaj öncesinde vakumlu torbada saklaması talimatı verilmiştir. Montaj sonrasında, 150° geniş görüş açısı her bir tuşun sıcak nokta olmadan eşit şekilde aydınlatılmasını sağlar.

10. Çalışma Prensibi ve Teknoloji Eğilimleri

10.1 Temel Çalışma Prensibi

Bu, bir fosfor dönüştürmeli beyaz LED'dir. Çekirdeğinde, ileri yönde öngerilim uygulandığında (elektrolüminesans) mavi veya yakın ultraviyole spektrumunda ışık yayan, indiyum galyum nitrür (InGaN) yapılmış bir yarı iletken çip bulunur. Bu birincil ışık daha sonra bir fosfor tabakası tarafından emilir - bu durumda, dağıtıcı reçine kapsülleme maddesi içinde asılı duran sarı ışık yayan fosfor. Fosfor, ışığı daha uzun bir dalga boyunda (sarı) yeniden yayar. Çipten gelen dönüştürülmemiş mavi ışık ile fosfordan gelen dönüştürülmüş sarı ışığın birleşimi, "beyaz" ışık algısını oluşturur. Kesin renk tonu (soğuk beyaz, saf beyaz, sıcak beyaz), kullanılan fosforun bileşimi ve miktarı ile belirlenir; bu, belirtilen kromatiklik sınıfına ulaşmak için üretim sürecinde kontrol edilir.

10.2 Objektif Teknoloji Eğilimleri

SMD LED teknolojisinin genel eğilimi, birkaç temel hedefe doğru ilerlemeye devam etmektedir:Verimliliği Artırma (lm/W):Birim elektrik gücü başına ışık çıktısını artırarak enerji tüketimini ve ısı yükünü azaltmak.Daha Yüksek Güvenilirlik ve Ömür:Malzemeleri ve paketlemeyi, en az ışık akısı azalmasıyla daha yüksek sıcaklıklara ve daha uzun çalışma sürelerine dayanacak şekilde iyileştirmek.Renk tutarlılığını ve renksel geriverimi iyileştirmek:Daha sıkı sınıflandırma toleransları ve daha doğal bir beyaz ışık için daha yüksek Renksel Geriverim İndeksi (CRI) değerleri sağlayabilen fosforların geliştirilmesi.Daha fazla miniaturizasyon:Daha küçük paket boyutları geliştirilirken, ışık çıkışının korunması veya artırılması.Entegre Çözümler:Devre tasarımını basitleştirmek için, tek bir paket içinde yerleşik akım regülatörleri, kontrolörler veya çoklu çipler içeren LED'lerin kullanımı artmaktadır. 17-21 LED'ler, bu süregelen evrimde, alan kısıtlı, yüksek hacimli uygulamalar için güvenilir performansı optimize edilmiş, olgun ve uygun maliyetli bir düğümü temsil eder.