SMD LED 15-215/G7C-BN1P2B/2T Teknik Şartnamesi - Parlak Sarı Yeşil - 20mA - Maks. 2.35V - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürüne Genel Bakış

15-215/G7C-BN1P2B/2T, Parlak Sarı Yeşil ışık yaymak için AlGaInP (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfür) yarı iletken çip kullanan bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'dir. Bu LED, kompakt boyutuyla öne çıkar; bu özelliği, daha küçük baskılı devre kartı (PCB) tasarımlarını, daha yüksek bileşen yoğunluğunu ve nihayetinde daha minyatür elektronik ekipmanların geliştirilmesini mümkün kılar. Hafif yapısı, ağırlık ve alanın kritik kısıtlamalar olduğu uygulamalarda uygunluğunu daha da artırır.

Cihaz, standart otomatik yerleştirme montaj ekipmanlarıyla tam uyumlu olacak şekilde, 7 inç çapında bir makaraya sarılmış 8 mm şerit üzerinde paketlenmiştir. Hem kızılötesi hem de buhar fazı reflow lehimleme işlemleriyle kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Ürün, kurşunsuz (Pb-free) olması, AB RoHS direktifine ve AB REACH düzenlemelerine uygunluğu ve halojensiz standartları (Brom <900 ppm, Klor <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm) karşılamasıyla önemli çevre ve güvenlik düzenlemelerine uygundur.

2. Teknik Parametrelerin Derinlemesine İncelenmesi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak maksimum değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu değerler, 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir. Maksimum ters gerilim (VR) 5V'dur. Maksimum sürekli ileri yön akımı (IF) 25 mA'dir. Darbe çalışması için, 1 kHz'de %10 görev döngüsü altında 60 mA'lik bir tepe ileri yön akımı (IFP) kabul edilebilir. Maksimum güç dağılımı (Pd) 60 mW'dır. Cihaz, İnsan Vücudu Modeline (HBM) göre 2000V'luk bir elektrostatik deşarja (ESD) dayanabilir. Çalışma sıcaklığı aralığı (Topr) -40°C ila +85°C, depolama sıcaklığı aralığı (Tstg) ise -40°C ila +90°C'dir. Lehimleme için, 260°C'de 10 saniye reflow lehimlemeye veya 350°C'de maksimum 3 saniye el lehimlemeye dayanabilir.

2.2 Elektro-Optik Özellikler

Temel performans, standart test koşulları altında (Ta=25°C, IF=20mA) tanımlanır. Işık şiddeti (Iv) tipik bir aralığa sahiptir. Cihaz, yaklaşık 140 derecelik geniş bir görüş açısı (2θ1/2) özelliğine sahiptir. Tepe dalga boyu (λp) yaklaşık 575 nm'dir ve baskın dalga boyu (λd) 567.5 nm ile 575.5 nm arasında değişir. Spektral bant genişliği (Δλ) tipik olarak 20 nm'dir. İleri yön gerilimi (VF) 1.75V ila 2.35V aralığındadır. 5V'luk bir ters gerilim (VR) uygulandığında, ters akım (IR) maksimum 10 μA'dır. Cihazın ters öngerilim altında çalışmak üzere tasarlanmadığını not etmek çok önemlidir; VR derecelendirmesi sadece IR parametresini test etmek içindir.

3. Sınıflandırma (Binning) Sistemi Açıklaması

Üretimde tutarlılığı sağlamak için, LED'ler anahtar parametrelere göre sınıflara ayrılır. Bu, tasarımcıların uygulamaları için belirli performans kriterlerini karşılayan parçaları seçmelerine olanak tanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Işık şiddeti, IF=20mA'de ölçülen dört sınıfa (N1, N2, P1, P2) ayrılır. Sınıflar, belirli bir parlaklık seviyesini garanti etmek için minimum ve maksimum değerleri tanımlar. Tasarımcılar, bir sınıf içindeki ışık şiddeti için ek bir ±%11 toleransı hesaba katmalıdır.

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Baskın dalga boyu ile tanımlanan renk, 567.5 nm'den 575.5 nm'ye kadar her biri 2 nm'lik bir aralığı kapsayan dört sınıfa (C15, C16, C17, C18) ayrılır. Bir sınıf içindeki baskın dalga boyu için ±1 nm'lik bir tolerans uygulanır.

3.3 İleri Yön Gerilimi Sınıflandırması

İleri yön gerilimi, 1.75V ila 2.35V arasında her biri 0.2V'lik bir aralığı kapsayan üç sınıfa (0, 1, 2) gruplandırılır. Bir sınıf içindeki ileri yön gerilimi için ±0.1V'lik bir tolerans uygulanır. Bu sınıflandırma, özellikle birden fazla LED paralel bağlandığında, tutarlı akım sürücü devreleri tasarlamak için kritik öneme sahiptir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, cihazın değişen koşullar altındaki davranışını gösteren çeşitli karakteristik eğriler sağlar.Bağıl Işık Şiddeti - İleri Yön Akımıeğrisi, ışık çıkışının akımla nasıl arttığını gösterir; tipik olarak yüksek akımlarda ısınma ve verim düşüşü nedeniyle doğrusal altı bir şekilde artar.İleri Yön Akımı Düşürme Eğrisitermal yönetim için esastır; ortam sıcaklığı 25°C'nin üzerine çıktıkça, maksimum eklem sıcaklığı ve güç dağılımı limitlerini aşmayı önlemek için izin verilen maksimum ileri yön akımının azaltılması gerektiğini belirtir.Spektrum Dağılımıgrafiği, 575 nm civarında merkezlenmiş ve karakteristik 20 nm bant genişliğine sahip olarak, bağıl ışıma gücünün dalga boyunun bir fonksiyonu olarak dağılımını tasvir eder.İleri Yön Akımı - İleri Yön Gerilimi (I-V Eğrisi)bir diyot için tipik olan üstel ilişkiyi gösterir; gerilimdeki küçük bir artış, akımda büyük bir artışa yol açar ve bu da akım sınırlayıcı devrelerin gerekliliğini vurgular.Radyasyon Diyagramı(kutupsal çizim), ışık şiddetinin uzaysal dağılımını görsel olarak temsil eder ve 140 derecelik görüş açısını doğrular.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

Paket çizimi, PCB ayak izi tasarımı için kritik boyutları sağlar. Anahtar ölçümler arasında toplam uzunluk ve genişlik, lehim pedlerinin boyutu ve konumu ile bileşen yüksekliği bulunur. Aksi belirtilmedikçe toleranslar tipik olarak ±0.1mm'dir. Polarite, cihazın kendisinde gösterilir ve doğru çalışmayı sağlamak için PCB ayak izindeki karşılık gelen polarite işaretiyle doğru şekilde hizalanmalıdır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Doğru kullanım ve lehimleme, güvenilirlik için hayati öneme sahiptir. Cihaz, nem hassas paketleme ile tedarik edilir. Torba, bileşenler kullanıma hazır olana kadar açılmamalıdır. Açıldıktan sonra, LED'ler ≤30°C ve ≤%60 bağıl nemde saklanmalı ve 168 saat (7 gün) içinde kullanılmalıdır. Bu süre aşılırsa veya nem alıcı indikatör doygunluk gösteriyorsa, kullanımdan önce 60±5°C'de 24 saatlik bir kurutma işlemi gereklidir.

Kurşunsuz reflow lehimleme için belirli bir sıcaklık profili takip edilmelidir: 150-200°C arasında 60-120 saniye ön ısıtma, likidüs üzerinde (217°C) 60-150 saniye süre, maksimum 10 saniye tutulan ve 260°C'yi aşmayan bir tepe sıcaklığı ve kontrollü soğutma oranları. Reflow lehimleme ikiden fazla yapılmamalıdır. El lehimlemesi sırasında, havya ucu sıcaklığı 350°C'nin altında olmalı, her terminal için temas süresi 3 saniyeyi aşmamalı ve her terminalin lehimlenmesi arasında uygun bir aralık bırakılmalıdır. İlk lehimlemeden sonra onarım önerilmez, ancak kaçınılmazsa, her iki terminali aynı anda ısıtmak ve mekanik stresi önlemek için özel bir çift uçlu havya kullanılmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

LED'ler nem geçirmez bir paketleme sistemiyle teslim edilir. Taşıyıcı şeride yüklenirler ve daha sonra 7 inçlik bir makaraya sarılırlar. Her makarada 2000 adet bulunur. Makara, nem alıcı ile birlikte alüminyum nem geçirmez bir torba içinde mühürlenir. Torba etiketi, izlenebilirlik ve tanımlama için gerekli bilgileri içerir: ürün numarası, miktar ve ışık şiddeti (CAT), baskın dalga boyu (HUE) ve ileri yön gerilimi (REF) için özel sınıf kodları.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Parlak Sarı Yeşil renk ve SMD formatı, bu LED'i çeşitli gösterge ve arka aydınlatma rollerinde uygun kılar. Başlıca uygulamalar arasında gösterge paneli ve membran anahtarlar için arka aydınlatma, telefon ve faks makineleri gibi telekomünikasyon cihazlarında durum göstergeleri ve tuş takımı arka aydınlatması ile küçük LCD paneller, anahtarlar ve semboller için düz arka aydınlatma bulunur. Genel amaçlı doğası, aynı zamanda tüketici elektroniği, endüstriyel kontroller ve taşınabilir cihazlarda kullanıma olanak tanır.

8.2 Tasarım Hususları

Akım Sürücüsü:Harici bir akım sınırlayıcı direnç zorunludur. Üstel I-V karakteristiği, besleme gerilimindeki küçük bir değişikliğin bile, ileri yön akımında potansiyel olarak yıkıcı büyük bir değişikliğe neden olabileceği anlamına gelir. Direnç değeri, besleme gerilimi, LED'in ileri yön gerilimi (sınıf ve tolerans dikkate alınarak) ve istenen çalışma akımına (25 mA sürekliyi aşmamalı) dayalı olarak hesaplanmalıdır.
Termal Yönetim:Güç dağılımı düşük olsa da, uygun PCB düzeni önemlidir. Özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum akıma yakın çalışırken, ısı emici görevi görmesi için lehim pedlerinin etrafında yeterli bakır alan sağlayın. Akım düşürme eğrisine uyun.
ESD Koruması:2000V HBM için derecelendirilmiş olsa da, kullanım ve montaj sırasında standart ESD önlemleri gözlemlenmelidir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılıklar

Geleneksel bacaklı LED'lere kıyasla, bu SMD tipi boyut, ağırlık ve otomatik montaj uygunluğunda önemli avantajlar sunar, bu da genel üretim maliyetlerinin düşmesine yol açar. SMD LED dünyasında, sarı-yeşil ışık yayımı için AlGaInP malzemesinin kullanımı, tipik olarak GaP gibi eski teknolojilere göre daha yüksek ışık verimliliği ve daha iyi renk doygunluğu sunar. Geniş 140 derecelik görüş açısı, odaklanmış aydınlatma için kullanılan dar açılı LED'lerin aksine, geniş görünürlük gerektiren uygulamalar için anahtar bir özelliktir. Modern çevre standartlarına (RoHS, Halojensiz) uygunluğu, çoğu çağdaş elektronik ürün için temel bir gerekliliktir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: 5V besleme ile hangi direnç değerini kullanmalıyım?
C: Sınıftaki maksimum ileri yön gerilimini (örneğin, Sınıf 2'den 2.35V) ve istenen akımı (örneğin, 20mA) kullanmalısınız. Ohm Kanunu'nu kullanarak: R = (Vbesleme - Vf) / If = (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5 Ohm. Standart 130 veya 150 Ohm'luk bir direnç uygun olacaktır, minimum Vf'de bile akımın 25 mA'yi aşmadığından emin olun.

S: Bu LED'i sabit gerilim kaynağı kullanarak akım sınırlayıcı direnç olmadan sürebilir miyim?
C: Hayır. Diyotun üstel I-V karakteristiğinden kaynaklanan kontrolsüz akım akışı nedeniyle bu neredeyse kesinlikle LED'i tahrip edecektir.

S: Sıcaklık parlaklığı nasıl etkiler?
C: Işık şiddeti tipik olarak eklem sıcaklığı arttıkça azalır. Düşürme eğrisi, aşırı ısınmayı (verimliliği ve ömrü daha da azaltacaktır) önlemek için yüksek ortam sıcaklıklarında daha düşük akımlar gerektirerek bunu dolaylı olarak yansıtır.

S: Tepe dalga boyu ile baskın dalga boyu arasındaki fark nedir?
C: Tepe dalga boyu (λp), spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyudur. Baskın dalga boyu (λd) ise LED'in algılanan rengiyle eşleşen tek renkli ışığın dalga boyudur. Bu gibi dar bantlı yayıcılar için genellikle birbirine yakındırlar, ancak renk belirtimi için λd daha alakalıdır.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Örnek: Çoklu LED'li durum göstergesi paneli tasarımı.Bir tasarımcı, 10 sarı-yeşil durum göstergeli bir kontrol paneli oluşturuyor. Tekdüze parlaklık sağlamak için, aynı ışık şiddeti sınıfından LED'ler belirtmelidir (örneğin, hepsi P1). Tutarlı renk görünümü sağlamak için, aynı baskın dalga boyu sınıfından LED'ler belirtmelidir (örneğin, hepsi C17). Sürücü devresini basitleştirmek ve LED'ler paralel yerleştirilirse eşit akım dağılımını sağlamak için, aynı ileri yön gerilimi sınıfından LED'ler belirtmek (örneğin, hepsi 1) şiddetle tavsiye edilir. Sürücü devresi, bir voltaj regülatörü (örneğin, 5V) ve her LED için bir akım sınırlayıcı dirençten (veya daha iyi kontrol ve karartma yeteneği için özel bir LED sürücü entegre devresi) oluşacaktır. PCB düzeni, LED'leri bir araya getirecek ancak, özellikle uzun süreler boyunca aynı anda aydınlatılacaklarsa, ısı dağılımı için yeterli bakır dökümü sağlayacaktır.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Bu LED, bir yarı iletken p-n ekleminde elektrolüminesans prensibiyle çalışır. İleri yön gerilimi uygulandığında, n-tipi AlGaInP bölgesinden gelen elektronlar eklem boyunca p-tipi bölgeye enjekte edilir ve delikler ters yönde enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları, eklemin yakınındaki aktif bölgede yeniden birleşir. AlGaInP gibi doğrudan bant aralıklı bir yarı iletkende, bu yeniden birleşme enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakır. Alüminyum, Galyum, İndiyum ve Fosfür atomlarının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler—bu durumda Parlak Sarı Yeşil (~575 nm). Epoksi reçine kapsülleyici, yarı iletken çipi korumak, ışık çıkış hüzmesini şekillendirmek (140 derecelik görüş açısını oluşturmak) ve mekanik stabilite sağlamak için görev yapar.

13. Gelişim Trendleri

Bunun gibi SMD LED'lerde genel trend, daha yüksek ışık verimliliği (elektriksel watt başına daha fazla ışık çıkışı), gelişmiş renk tutarlılığı ve daha sıkı sınıflandırma toleransları ile zorlu çevre koşullarında gelişmiş güvenilirliğe doğru devam etmektedir. Paketleme, termal performansı korurken veya iyileştirirken daha da küçük ayak izlerine ve daha düşük profillere izin verecek şekilde evrim geçirmektedir. Ayrıca, tam spektrum ayarlanabilirliği ve kontrol devreleriyle entegre akıllı, adreslenebilir LED'lere doğru güçlü bir yönelim vardır. AlGaInP LED'ler için temel malzeme bilimi olgun olsa da, devam eden araştırmalar daha yüksek akım yoğunluklarında verimliliği optimize etmeye ve ömrü iyileştirmeye odaklanmaktadır. Çevresel uygunluk (halojensiz, RoHS) vurgusu artık standarttır ve tüm elektronik bileşenler için temel bir gereklilik olmaya devam edecektir.