SMD LED 19-217/R6C-P1Q2/3T Veri Sayfası - Parlak Kırmızı - 20mA - 2.0V - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

19-217, genel amaçlı gösterge ve arka aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'dir. Parlak kırmızı bir ışık çıkışı üretmek için bir AlGaInP çipi kullanır. Kompakt SMD paketi, modern elektronik tasarımda önemli avantajlar sağlar: daha az kart alanı, daha yüksek bileşen yoğunluğu ve son ekipmanın genel olarak küçültülmesi gibi. Cihaz, RoHS, REACH ve halojensiz gereksinimleri de dahil olmak üzere temel çevre ve güvenlik standartlarına uygundur.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED'in birincil avantajları, minyatür SMD form faktöründen kaynaklanmaktadır. Geleneksel bacaklı LED'lere kıyasla, daha küçük baskılı devre kartı (PCB) tasarımlarına, daha az depolama alanı gereksinimine ve daha hafif nihai ürünlere olanak tanır. Bu özellikler, alan ve ağırlığın kritik kısıtlamalar olduğu uygulamalar için özellikle uygundur. Cihaz, tüketici elektroniği, telekomünikasyon ekipmanları (örn. telefonlar, faks makineleri), otomotiv gösterge paneli ve anahtar arka aydınlatması ile güvenilir, kompakt bir kırmızı ışık kaynağına ihtiyaç duyulan genel gösterge uygulamalarını içeren geniş bir pazar yelpazesini hedeflemektedir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Bu bölüm, veri sayfasında tanımlanan temel elektriksel, optik ve termal parametrelerin detaylı ve objektif bir yorumunu sunar. Bu limitleri ve tipik değerleri anlamak, güvenilir devre tasarımı için çok önemlidir.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak Maksimum Değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini tanımlar. Bunlar çalışma koşulları değildir.

• Ters Gerilim (VR): 5V- 5V'u aşan bir ters öngerilim uygulamak, jonksiyon bozulmasına neden olabilir.
• İleri Akım (IF): 25mA- LED üzerinden geçirilebilecek maksimum sürekli DC akımıdır.
• Tepe İleri Akım (IFP): 60mA- Kısa süreli, yüksek yoğunluklu flaşlar için bir darbe akım limitidir (1/10 görev döngüsü, 1kHz). Uygun darbeleme olmadan sürekli akım değerinin aşılması aşırı ısınmaya yol açacaktır.
• Güç Dağılımı (Pd): 60mW- Paketin ısı olarak dağıtabileceği maksimum güçtür, İleri Gerilim (VF) * İleri Akım (IF) olarak hesaplanır.
• ESD (HBM): 2000V- LED'in İnsan Vücudu Modeli elektrostatik deşarj derecesi 2kV'dir. Montaj sırasında uygun ESD işlem önlemleri alınması gereklidir.
• Çalışma & Depolama Sıcaklığı: -40°C ila +85°C / -40°C ila +90°C- Kullanım ve çalışmayan depolama için tam çevresel aralığı belirtir.
• Lehimleme Sıcaklığı:Cihaz, 260°C tepe sıcaklığında en fazla 10 saniye süreyle reflow lehimlemeye veya her terminal için 350°C'de en fazla 3 saniye süreyle el lehimlemeye dayanabilir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bu parametreler, aksi belirtilmedikçe, Ta=25°C ve IF=20mA standart test koşulunda ölçülür. LED'in tipik performansını tanımlarlar.

• Işık Şiddeti (Iv): 45.0 - 112 mcd (Tipik belirtilmemiş)- Yayılan görünür ışık miktarıdır. Geniş aralık, bir sınıflandırma sisteminin kullanıldığını gösterir (Bkz. Bölüm 3). Test akımı 20mA'dir.
• Görüş Açısı (2θ1/2): 120° (Tipik)- Işık şiddetinin 0° (eksen üzeri) şiddetinin yarısı olduğu açıdır. Bu, geniş görünürlük gerektiren uygulamalar için uygun, çok geniş bir görüş açısıdır.
• Tepe Dalga Boyu (λp): 632 nm (Tipik)- Optik çıkış gücünün maksimum olduğu dalga boyudur. AlGaInP kırmızı LED'ler için bu tipik olarak turuncu-kırmızı ile kırmızı bölgesine düşer.
• Baskın Dalga Boyu (λd): 624 nm (Tipik)- İnsan gözünün LED ışığının rengiyle eşleştiğini algıladığı tek dalga boyudur. Kırmızı LED'ler için genellikle tepe dalga boyundan biraz daha kısadır.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ): 20 nm (Tipik)- Maksimum gücün yarısında (FWHM) yayılan spektrumun genişliğidir. 20nm'lik bir değer nispeten saf bir rengi gösterir.
• İleri Gerilim (VF): 1.7V - 2.4V (Tipik 2.0V)- LED 20mA ile sürüldüğünde üzerindeki voltaj düşümüdür. Tasarımcılar, gerekli akım sınırlama direnci değerini hesaplamak için bunu kullanmalıdır. 2.0V'luk tipik değer, kilit bir tasarım parametresidir.
• Ters Akım (IR): Maks. 10 μA- Belirtilen ters gerilim (5V) uygulandığında akan küçük sızıntı akımıdır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, üretim uygulamalarında parlaklık tutarlılığını sağlamak için bir ışık şiddeti sınıflandırma sistemini ana hatlarıyla belirtir. Parça numarasındaki "P1Q2" özel cihaz kodu, onun sınıfını ifade eder.

• Sınıf Kodu P1:Işık Şiddeti 45.0 mcd ila 57.0 mcd.
• Sınıf Kodu P2:Işık Şiddeti 57.0 mcd ila 72.0 mcd.
• Sınıf Kodu Q1:Işık Şiddeti 72.0 mcd ila 90.0 mcd.
• Sınıf Kodu Q2:Işık Şiddeti 90.0 mcd ila 112 mcd.

Parça numarası son eki "P1Q2/3T", bu özel cihazın ışık şiddeti için Q2 sınıfına düştüğünü gösterir. Tasarımcılar, uygulamaları için gerekli parlaklık seviyesine göre uygun sınıfı seçebilir. Veri sayfası ayrıca, bir sınıf içindeki ışık şiddeti için ±%11'lik genel bir tolerans olduğunu belirtmektedir.

4. Performans Eğrisi Analizi

PDF "Tipik Elektro-Optik Karakteristik Eğrileri"ne atıfta bulunsa da, metinde spesifik grafikler sağlanmamıştır. Standart LED davranışına dayanarak, bu eğriler tipik olarak şunları içerir:

• IV Eğrisi (Akım vs. Gerilim):İleri gerilim ve ileri akım arasındaki üstel ilişkiyi gösterir. "Diz" gerilimi, tipik VF olan 2.0V civarındadır. Bu eğri, sürücü devresi tasarımı için gereklidir.
• Işık Şiddeti vs. İleri Akım:Işık çıkışının akımla nasıl arttığını gösterir; tipik olarak çalışma aralığında, ısınma nedeniyle çok yüksek akımlarda verim düşmeden önce, yakın-doğrusal bir ilişki içindedir.
• Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı:Jonksiyon sıcaklığı arttıkça ışık çıkışının düşüşünü gösterir. Çoğu LED için, sıcaklık arttıkça çıkış azalır.
• Spektral Dağılım:Göreceli yoğunluğun dalga boyuna karşı çizimi, ~632nm'deki tepe noktasını ve ~20nm bant genişliğini gösterir.

Tasarımcılar, sıcaklık ve sürüş koşulları üzerinde performansı optimize etmek için bu detaylı eğriler için üreticinin tam grafiksel veri sayfasına başvurmalıdır.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED standart bir SMD paketi içindedir. Veri sayfasındaki çizim, gövde uzunluğu, genişlik, yükseklik ve katot/anot terminallerinin yerleşimi dahil kritik boyutları sağlar. Katot tipik olarak paket üzerinde bir çentik, yeşil nokta veya kesik köşe gibi görsel bir işaretle tanımlanır. Boyutsal tolerans, aksi belirtilmedikçe genellikle ±0.1mm'dir. Başarılı otomatik pick-and-place ve lehimleme için hassas footprint düzeni gereklidir.

5.2 Polarite Tanımlama

Doğru polarite, LED çalışması için esastır. Veri sayfasının paket diyagramı, katot (negatif) terminalini açıkça gösterecektir. LED'i ters öngerilimde monte etmek, ışık vermesini engeller ve ters gerilim derecesi aşılırsa cihaza zarar verebilir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Uygun işlem, güvenilirliği korumak için kritiktir. Veri sayfası detaylı talimatlar sağlar.

6.1 Depolama ve Nem Hassasiyeti

LED'ler, kurutucu ile birlikte neme dayanıklı bir torbada paketlenmiştir. Torba, bileşenler kullanıma hazır olana kadar açılmamalıdır. Torba açılırsa ve bileşenler hemen kullanılmazsa, kontrollü koşullar altında (≤30°C, ≤%60 RH) 1 yıllık bir "zemin ömrü" vardır. Bu süre aşılırsa veya kurutucu göstergesi renk değiştirirse, reflow lehimlemeden önce nem buharlaşmasından kaynaklanan "patlamış mısır" hasarını önlemek için bir pişirme işlemi (60±5°C'de 24 saat) gereklidir.

6.2 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz bir reflow profili belirtilmiştir:

• Ön Isıtma:150-200°C, 60-120 saniye.
• Sıvı Üstü Süresi (217°C):60-150 saniye.
• Tepe Sıcaklık:Maksimum 260°C, 10 saniyeden fazla tutulmamalı.
• Isınma Hızı:Maksimum 6°C/saniye.
• Soğuma Hızı:Maksimum 3°C/saniye.

Reflow lehimleme ikiden fazla kez yapılmamalıdır. PCB, lehimleme sırasında veya sonrasında eğilmemeli veya stres altında kalmamalıdır.

6.3 El Lehimleme ve Tamir

El lehimlemesi gerekliyse, havya ucu sıcaklığı 350°C'nin altında olmalı ve her terminal için 3 saniyeden fazla uygulanmamalıdır. Düşük güçlü bir havya (≤25W) önerilir. Her terminal lehimlendikten sonra en az 2 saniyelik bir soğuma aralığı bırakılmalıdır. Tamir kesinlikle tavsiye edilmez, ancak kaçınılmazsa, her iki terminali aynı anda ısıtmak ve lehim bağlantıları üzerinde mekanik stresi önlemek için özel bir çift uçlu havya kullanılmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Paketleme Şartnamesi

LED'ler, endüstri standardı 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı bantta, 7 inç çapında bir makaraya sarılı olarak tedarik edilir. Her makara 3000 adet içerir. Makara, bant ve kapak bandı boyutları, otomatik montaj ekipmanlarıyla uyumluluğu sağlamak için veri sayfasında sağlanmıştır.

7.2 Etiket Açıklaması

Makara etiketi birkaç önemli alan içerir:

• P/N:Ürün Numarası (örn., 19-217/R6C-P1Q2/3T).
• QTY:Paketleme Miktarı (3000 adet).
• CAT:Işık Şiddeti Sıralaması (örn., Q2).
• HUE:Kromatik Koordinatlar & Baskın Dalga Boyu Sıralaması.
• REF:İleri Gerilim Sıralaması.
• LOT No:İzlenebilirlik için Üretim Parti Numarası.

8. Uygulama Tasarım Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Devreleri

En yaygın sürme yöntemi basit bir seri dirençtir. Direnç değeri (R) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (Vbesleme - VF) / IF. Örneğin, 5V besleme, tipik 2.0V VF ve istenen 20mA IF ile: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. Direncin güç derecesi en az (Vbesleme - VF) * IF = 0.06W olmalıdır; 1/8W veya 1/10W'luk bir direnç yeterlidir. Bu dirençzorunludurçünkü LED'in üstel IV karakteristiği, küçük bir voltaj artışının, cihazı anında yok edebilecek büyük bir akım dalgalanmasına neden olacağı anlamına gelir.

8.2 Tasarım Hususları

• Akım Sürme:Her zaman sabit akım veya seri dirençli bir voltaj kaynağı ile sürün. Doğrudan bir voltaj kaynağına bağlamayın.
• Termal Yönetim:Paket küçük olsa da, termal pedlerin (varsa) etrafında yeterli PCB bakır alanı sağlamak veya genel kart havalandırması, daha düşük jonksiyon sıcaklığını korumaya, ışık çıkışını ve ömrü korumaya yardımcı olur.
• ESD Koruması:LED kullanıcı tarafından erişilebilir bir konumdaysa, giriş hatlarında ESD koruması uygulayın ve montaj sırasında ESD-güvenli işlem prosedürlerini izleyin.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

19-217'nin birincil farklılaşması, çok geniş 120 derecelik görüş açısı ile AlGaInP malzeme sisteminden gelen spesifik parlak kırmızı renk noktasının (λd ~624nm) kombinasyonunda yatar. Eski teknolojiler veya daha dar açılı LED'lere kıyasla, daha düzgün eksen dışı görünürlük sağlar; bu, izleyicinin doğrudan cihazın önünde olmayabileceği panel göstergeleri ve arka aydınlatma için avantajlıdır. Modern çevre standartlarına (RoHS, Halojensiz) uyumu da, çoğu çağdaş elektronik üretimi için kilit bir gerekliliktir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

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

C: Hayır. Sürekli ileri akım için Mutlak Maksimum Değer 25mA'dir. Bu değerin aşılması, aşırı ısınma ve erken arıza riski taşır. Daha yüksek parlaklık için, daha yüksek ışık şiddeti sınıfından (örn. Q2) bir LED veya daha yüksek akım için derecelendirilmiş farklı bir ürün seçin.

S: Veri sayfası tipik VF'yi 2.0V olarak gösteriyor, ancak devrem 2.2V ölçüyor. Bu normal mi?

C: Evet. İleri Gerilim, 1.7V ila 2.4V arasında belirtilmiş bir aralığa sahiptir. 2.2V'luk bir değer, maksimum limitin içindedir ve üretim varyasyonları nedeniyle normaldir. Akım sınırlama direnci hesaplamanız, en kötü durum koşullarında akımın asla 25mA'yi aşmamasını garanti etmek için maksimum VF'yi (2.4V) kullanmalıdır.

S: Torba bir hafta açık kaldıysa LED'leri pişirmem gerekiyor mu?

C: Depolama ortamına bağlıdır. Zemin ömrü koşullarını karşılayan kontrollü bir ortamda (≤30°C, ≤%60 RH) depolandılarsa, pişirme gerekli olmayabilir. Ancak, depolama koşulları bilinmiyorsa veya nemliyse, lehimleme kusurlarını önlemek için önerilen pişirme işleminin (60°C'de 24 saat) yapılması güvenli bir uygulamadır.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Senaryo: Birden fazla kırmızı LED içeren bir durum göstergesi paneli tasarlama.

Bir tasarımcı, 10 adet düzgün kırmızı durum göstergesi gerektiren bir kontrol paneli oluşturuyor. Tutarlı parlaklık için 19-217/Q2 sınıfı LED'i seçiyor. Panel 3.3V hattından besleniyor. Tüm koşullar altında güvenli çalışmayı sağlamak için maksimum VF olan 2.4V'yi kullanarak seri direnci hesaplıyor: R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 Ω. En yakın standart değer 47 Ω'dur. Tipik VF olan 2.0V ile gerçek akım ~27.7mA olurdu, bu mutlak maksimumun biraz üzerindedir. Bu nedenle, tüm koşullar altında 25mA limiti içinde kalmak için daha büyük bir direnç kullanmalıdır. Maksimum VF'de 20mA hedefiyle yeniden hesaplama: R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 Ω. Tipik VF'de (2.0V), akım (3.3V-2.0V)/47Ω = 27.7mA olurdu, bu çok yüksek. Daha iyi bir yaklaşım, tipik durum için tasarlamak ancak maksimum akımı doğrulamaktır: R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 Ω (68 Ω kullan). VF_min'de (1.7V) maksimum akım = (3.3V-1.7V)/68Ω = 23.5mA (güvenli). Bu örnek, direnç hesaplamasında tam VF aralığını dikkate almanın önemini vurgulamaktadır.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), elektrolüminesans yoluyla ışık yayan yarı iletken cihazlardır. P-n jonksiyonu üzerine bir ileri gerilim uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler aktif bölgeye enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları (elektronlar ve delikler) yeniden birleştiğinde enerji açığa çıkarır. 19-217 gibi bir AlGaInP (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfür) LED'inde, bu enerji esas olarak görünür spektrumun kırmızı kısmında fotonlar (ışık) olarak açığa çıkar. Spesifik dalga boyları (632nm'de tepe, 624nm'de baskın), kristal büyütme işlemi sırasında mühendislik yapılan yarı iletken malzemenin kesin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. Geniş 120 derecelik görüş açısı, yarı iletken çipi kapsülleyen epoksi lensin şekli ve malzemesi ile elde edilir.

13. Teknoloji Trendleri ve Gelişmeler

SMD gösterge LED'lerindeki trend, daha yüksek verimlilik, daha küçük paket boyutları ve geliştirilmiş güvenilirlik yönünde devam etmektedir. 19-217 kırmızı için kanıtlanmış bir AlGaInP teknolojisi kullanırken, daha yeni malzemeler ve çip tasarımları daha yüksek ışık etkinliği (elektriksel watt başına daha fazla ışık çıkışı) sunabilir. Ayrıca, tam renkli ekranlar ve otomotiv aydınlatma kümeleri gibi yüksek düzgünlük gerektiren uygulamaların taleplerini karşılamak için hem renk hem de yoğunluk için daha sıkı sınıflandırma toleranslarına artan bir vurgu vardır. Dahası, küçültme çabası devam etmekte, geleneksel 2.0mm x 1.25mm footprint'inden daha küçük paketlere doğru itmektedir. Bu veri sayfasında vurgulanan çevre uyumluluk standartları (Halojensiz, REACH) artık küresel olarak satılan neredeyse tüm elektronik bileşenler için temel gereksinimlerdir.