SMD LED 15-21/S2C-AQ2R2B/2T Veri Sayfası - Parlak Turuncu - 20mA - 60mW - Çince Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

15-21/S2C-AQ2R2B/2T, parlak turuncu ışık yayan, AlGaInP (alüminyum galyum indiyum fosfit) yarı iletken teknolojisi kullanan bir Yüzey Montaj Cihazı (SMD) LED'dir. Bu bileşen, alan ve ağırlığın kritik kısıtlayıcı faktörler olduğu yüksek yoğunluklu PCB uygulamaları için tasarlanmıştır. Geleneksel lead-frame tipi LED'lere kıyasla, kompakt form faktörü devre kartı boyutunu ve cihaz hacmini önemli ölçüde azaltabilir.

该 LED 以 8mm 载带包装，卷绕在直径为 7 英寸的卷盘上，完全兼容自动化贴片组装设备。它是单色类型，符合无铅、RoHS、欧盟 REACH 和无卤素法规（Br <900 ppm，Cl <900 ppm，Br+Cl < 1500 ppm）。该器件适用于红外和气相回流焊接工艺。

Teknik Parametrelerin Detaylı Açıklaması

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihazda kalıcı hasara neden olabilecek limitleri tanımlar. Bu koşullar altında çalışma garantisi verilmez.

• Ters Gerilim (VR):5 V. Bu gerilimin üzerindeki ters öngerilim, eklem delinmesine neden olabilir.
• Sürekli İleri Yön Akımı (IF):25 mA. Güvenilir çalışma için maksimum DC akım.
• Tepe İleri Yön Akımı (IFP):60 mA. Bu yalnızca %10 görev döngüsü ve 1 kHz frekanslı darbe koşullarında izin verilir. Sürekli çalışma için kullanılmamalıdır.
• Güç Tüketimi (Pd):60 mW. Ortam sıcaklığının (Ta) 25°C olduğu durumda, paketin dağıtabileceği maksimum güç. Bu değer sıcaklık arttıkça düşer.
• Elektrostatik Deşarj (ESD) İnsan Vücudu Modeli (HBM):2000 V. Bu, cihazın elektrostatik hassasiyetini gösterir. Doğru ESD işleme prosedürlerine uyulmalıdır.
• Çalışma Sıcaklığı (Topr):-40°C ila +85°C. Cihazın çalışabileceği belirtilen ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı (Tstg):-40°C ila +90°C.
• Lehimleme Sıcaklığı:Bu cihaz, 260°C'lik tepe sıcaklığında, en fazla 10 saniye süreyle gerçekleştirilen reflow lehimlemeye veya her bir terminal için 350°C'de, en fazla 3 saniye süreyle gerçekleştirilen el lehimlemeye dayanabilir.

2.2 Optoelektronik Özellikler

Aksi belirtilmedikçe, bu parametreler standart test koşullarında (Ta=25°C ve IF=20 mA) ölçülmüştür. LED'in optik ve elektriksel performansını tanımlarlar.

• Işık Şiddeti (Iv):90.0 mcd (minimum) ile 180.0 mcd (maksimum) aralığında, tipik tolerans ±11%. Bu, ışık kaynağının algılanan parlaklığıdır.
• Görüş Açısı (2θ1/2):Tipik değer 130 derecedir. Bu, ışık şiddetinin 0 derece (eksenel) şiddetinin yarısı olduğu tam açıdır.
• Tepe Dalga Boyu (λp):Tipik değer 611 nm'dir. Spektral güç dağılımının maksimum değerine ulaştığı dalga boyudur.
• Ana Dalga Boyu (λd):600.5 nm ile 612.5 nm aralığındadır. LED'in algılanan rengiyle en iyi eşleşen, ±1 nm toleranslı tek dalga boyudur.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):Tipik değer 17 nm'dir. Maksimum yoğunluğun yarısındaki spektral genişlik (Yarı Yükseklikte Tam Genişlik).
• İleri Yönlü Gerilim (VF):20 mA'de, 1.75 V (minimum) ile 2.35 V (maksimum) aralığında, ±0.1V toleranslıdır.
• Ters Yönlü Akım (IR):5V ters gerilim (VR) uygulandığında maksimum 10 μA'dır. Bu cihaz ters öngerilimli çalışma için tasarlanmamıştır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için, LED'ler ana parametrelere göre farklı sınıflara ayrılır. Model 15-21/S2C-AQ2R2B/2T, sınıflandırma kodlarını (A, Q2, R2, B) içerir.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

LED'ler, IF=20mA'de ölçülen ışık şiddetlerine göre sınıflandırılır.

• Q2 Sınıfı:90.0 mcd ile 112.0 mcd arası
• R1 sınıfı:112.0 mcd ile 140.0 mcd arası
• R2 sınıfı:140.0 mcd ile 180.0 mcd arası

Modeldeki "R2", cihazın bu serinin en yüksek parlaklık sınıfına ait olduğunu belirtir.

3.2 Ana Dalga Boyu Sınıflandırması

LED'ler, renk tonunu kontrol etmek için ana dalga boylarına göre sınıflandırılır.

• D8 bandı:600.5 nm ila 603.5 nm
• D9 bandı:603.5 nm ila 606.5 nm
• D10 bandı:606.5 nm ila 609.5 nm
• D11 bandı:609.5 nm ila 612.5 nm

Modeldeki "A" büyük olasılıkla bu dalga boyu aralıklarından birine karşılık gelir (örneğin, tipik turuncu için D10 veya D11 olabilir).

3.3 İleri Yönlü Voltaj Sınıflandırması

İleri gerilime göre sınıflandırma, tutarlı akım sürücü devreleri tasarlamaya yardımcı olur.

• 0. Sınıf:1.75 V ila 1.95 V
• 1. Sınıf:1.95 V ile 2.15 V arası
• 2. kademe:2.15 V ile 2.35 V arası

Modeldeki "B", ileri voltaj kademesini belirtir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, LED'in farklı çalışma koşulları altındaki davranışını anlamak için çok önemli olan birkaç karakteristik eğri sağlar.

4.1 Bağıl Işık Şiddeti vs. İleri Yön Akımı

Bu eğri, ışık çıkışının akımla doğrusal bir orantıda olmadığını göstermektedir. Daha yüksek akımlarda, verim düşüşü ve termal etkiler nedeniyle ışık çıkışı doğrusal altı bir artış gösterir. Önerilen 20mA çalışma değerinin önemli ölçüde üzerine çıkmak, parlaklık kazancında azalmaya ve ömrün kısalmasına yol açabilir.

4.2 Bağıl Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı

Işık şiddeti, ortam sıcaklığı arttıkça azalır. Bu, yarı iletken LED'lerin bir özelliğidir. Bu eğri, tasarımcıların yüksek sıcaklık ortamlarındaki parlaklık kaybını tahmin etmesini sağlar; bu, otomobil gösterge panelleri gibi uygulamalar için çok önemlidir.

4.3 İleri Yön Akımı Düşürme Eğrisi

Bu grafik, maksimum izin verilen sürekli ileri akımın ortam sıcaklığına bağlı fonksiyonunu tanımlar. Sıcaklık arttıkça, cihazın güç tüketimi sınırları içinde kalmak ve termal kaçak oluşmasını önlemek için maksimum akım düşürülmelidir.

4.4 İleri Yön Gerilimi vs. İleri Yön Akımı

Bu IV (akım-gerilim) eğrisi tipik bir diyot üstel ilişkisini göstermektedir. Gerilim, akımın logaritması ile artar. Bu eğri, akım sınırlama direnci veya sabit akım sürücüsü tasarımı için çok önemlidir.

4.5 Işıma Diyagramı ve Spektral Dağılım

Işıma diyagramı (kutupsal grafik), 130 derecelik görüş açısını görsel olarak sergiler. Spektral dağılım grafiği, AlGaInP LED'in monokromatik yapısını doğrular ve 611 nm civarında tek bir tepe noktası ile tipik 17 nm yarı yükseklikte tam genişlik (FWHM) gösterir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

15-21 SMD LED, kompakt dikdörtgen bir paket kullanır. Anahtar boyutlar (birim: mm, aksi belirtilmedikçe tolerans ±0.1mm) toplam uzunluk, genişlik ve yüksekliği içerir. Veri sayfası, çip konumunu, lens şeklini ve lead frame'i gösteren detaylı çizimler sağlar. Paket üzerinde, montaj sırasında polarite yönünün doğru tanımlanması için açıkça bir katot işareti bulunur.

5.2 Polarite Tanımlama

Doğru polarite kritik öneme sahiptir. 5V'u aşan ters voltaj uygulamak LED'i anında hasara uğratır. Paket, boyut çiziminde gösterildiği gibi belirgin bir katot işaretine (genellikle yeşil nokta, çentik veya kesik köşe) sahiptir. Tasarımcılar, PCB pad düzeninin bu yönle eşleştiğinden emin olmalıdır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Eğrisi

Kurşunsuz reflow lehimleme profili belirtilmiştir:

• Ön ısıtma:150–200°C, 60–120 saniye süreyle.
• Sıvı faz çizgisi üzerindeki süre (TAL):217°C'nin üzerinde, 60–150 saniye süreyle.
• Tepe sıcaklığı:Maksimum 260°C, en fazla 10 saniye tutma süresi.
• Isınma hızı:Maksimum 6°C/saniye.
• 255°C üzerindeki süre:En fazla 30 saniye.
• Soğutma hızı:Maksimum 3°C/saniye.

Aynı cihaz üzerinde iki defadan fazla geri akış lehimleme yapılmamalıdır.

6.2 El Lehimleme

El ile lehimleme yapılması gerekiyorsa, son derece dikkatli olunmalıdır:

• Ucu 350°C'nin altında sıcaklığa sahip bir lehimleme demiri kullanın.
• Her bir terminal ile temas süresi en fazla 3 saniye ile sınırlandırılmalıdır.
• Anma gücü 25W veya daha düşük olan bir lehimleme demiri kullanın.
• Her terminali lehimlerken en az 2 saniye ara verin.

El ile lehimleme yüksek ısı hasarı riski taşır.

6.3 Depolama ve Nem Duyarlılığı

LED'ler, nem bariyerli torbalarda kurutucu ile paketlenmiştir.

• Kullanıma hazır olana kadar torbayı açmayın.
• Açıldıktan sonra, kullanılmayan LED'ler ≤30°C sıcaklıkta ve ≤%60 bağıl nemde saklanmalıdır.
• Torbanın açılmasından sonraki "atölye ömrü" 168 saattir (7 gün).
• Maruziyet süresi aşılırsa veya nem alıcı gösterge renk değiştirmişse, yüksek sıcaklık lehimleme işlemi sırasında "patlamış mısır" hasarını önlemek için emilen nemi gidermek amacıyla, reflow lehimlemeden önce 60 ±5°C'de 24 saat boyunca ısıl işlem uygulanmalıdır.

6.4 Kritik Hususlar

• Akım Sınırlama:Harici bir akım sınırlama direnci kullanılmalıdır. LED'in üstel V-I karakteristiği, küçük voltaj değişimlerinin büyük akım değişimlerine yol açacağı anlamına gelir; direnç olmadan anında yanma meydana gelir.
• Mekanik Gerilim:Lehimleme veya nihai uygulama sırasında LED gövdesine gerilim uygulamaktan kaçının. Montajdan sonra PCB'yi bükmeyin.
• Onarım:Lehimleme sonrasında onarım yapılması kesinlikle önerilmez. Mutlaka gerekliyse, lehim pedlerine zarar vermemek için her iki ucu aynı anda ısıtmak üzere çift uçlu havya kullanın ve bileşeni eşit şekilde kaldırın. Herhangi bir onarım girişiminden sonra LED işlevini doğrulayın.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Makara ve Taşıyıcı Bant Özellikleri

Bu cihaz, 7 inç (178mm) çapında bir makaraya sarılı, kabartmalı taşıyıcı bant formunda sağlanır.

• Taşıyıcı bant genişliği:8 mm.
• Cep aralığı:Boyut çizimine bakınız.
• Rulo başına miktar:2000 adet.

Makara, taşıyıcı bant ve kapak bandı boyutları için ayrıntılı çizimler sağlanmıştır; aksi belirtilmedikçe tolerans ±0.1mm'dir.

7.2 Etiket Açıklaması

Makara etiketi, izlenebilirlik ve doğru uygulama için gerekli temel bilgileri içerir:

• CPN:Müşteri Ürün Numarası.
• P/N:Üretici parça numarası (örneğin, 15-21/S2C-AQ2R2B/2T).
• ADET:Paketleme miktarı.
• KAT:Işık şiddeti sınıfı (örneğin, R2).
• RENK TONU:Kromatiklik/Ana dalga boyu sınıfı (örneğin, A).
• REF:İleri yönlü voltaj seviyesi (örneğin, B).
• LOT No:İzlenebilirlik için üretim parti numarası.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Otomobil İç Döşemesi:Gösterge paneli göstergeleri, anahtarlar ve kontrol panellerinin arka aydınlatması.
• Telekomünikasyon Ekipmanları:Telefon ve faks makinelerinde durum göstergeleri ve klavye arka aydınlatması.
• Tüketici Elektroniği:Küçük LCD ekranlar için düz arka aydınlatma, anahtar aydınlatması ve sembol göstergeleri.
• Genel Göstergeler:Kompakt, parlak, turuncu durum göstergesi gerektiren herhangi bir uygulama.

8.2 Tasarım Hususları

• Sürücü Devresi:Daima seri direnç veya sabit akım sürücüsü kullanın. Direnç değerini R = (Vsupply - VF) / IF formülüyle hesaplayın; burada VF, tasarımın sağlam olması için maksimum değer (2.35V) seçilmelidir.
• Termal Yönetim:Paket küçük olsa da, maksimum akıma yakın veya yüksek ortam sıcaklıklarında çalışıyorsa, ısının ışık çıkışını ve ömrü azaltacağından yeterli PCB bakır alanı veya ısı iletim delikleri sağlayın.
• Optik Tasarım:130 derece görüş açısı geniş bir ışık hüzmesi sağlar. Daha odaklanmış bir ışık için harici lens veya ışık kılavuzu gerekebilir.
• ESD Koruması:Cihaz 2kV HBM seviyesine sahip olsa bile, LED kullanıcının erişebileceği bir konumdaysa, giriş hatlarında ESD koruması uygulanmalıdır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Eski tip delikli LED'ler veya daha büyük SMD paketleriyle karşılaştırıldığında, 15-21 belirgin avantajlara sahiptir:

• Boyut ve Ağırlık:Mini paketi, daha yüksek paketleme yoğunluğuna ve daha hafif nihai ürünlere olanak tanır; bu, taşınabilir ve küçültülmüş cihazlar için çok önemlidir.
• Otomasyon Uyumluluğu:Şerit paketleme, yüksek hızlı otomatik montaj için optimize edilmiştir ve üretim maliyetlerini düşürür.
• Performans:Eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, AlGaInP malzemesinin kullanımı turuncu/kırmızı spektrum aralığında daha yüksek ışık yayma verimliliği sağlar.
• Uygunluk:Modern çevre düzenlemelerine (RoHS, halojensiz, REACH) tam uyumluluk, nihai ürünlerin uygunluk süreçlerini basitleştirir.

Potansiyel bir dikkat noktası termal performanstır; çok küçük boyut, daha büyük termal kapasiteye sahip daha büyük paketlerle karşılaştırıldığında ısı dağılımını sınırlayabilir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 5V güç kaynağı kullanırken hangi direnç değerini kullanmalıyım?

2. seviye için maksimum ileri voltaj (2.35V) ve önerilen akım (20mA) kullanılarak: R = (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5 ohm. En yakın standart değerler olan 130 ohm veya 150 ohm uygundur. Devrede gerçek akımı doğrulamayı unutmayın.

10.2 Bu LED'i daha yüksek parlaklık için 30mA ile sürebilir miyim?

Hayır. Sürekli ileri akımın (IF) mutlak maksimum değeri 25 mA'dir. 30 mA'de çalıştırmak bu değeri aşar, bu da güvenilirliği ve ömrü önemli ölçüde azaltır ve anında arızaya neden olabilir. Zorunlu olduğunda, tepe akımını (60mA darbe) yalnızca çok kısa görev döngüleri için kullanın.

10.3 Devre kartı ısındığında parlaklık neden düşer?

Bu, "Göreceli Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı" eğrisinde gösterildiği gibi LED yarı iletkeninin temel bir özelliğidir. Sıcaklık artışı, yarı iletken içindeki radyasyonsuz yeniden birleşmeyi artırarak verimliliği düşürür. Uygun termal tasarım bu etkiyi hafifletebilir.

10.4 Torba bir ay önce açıldı. Bu LED'leri hala kullanabilir miyim?

Önlem alınmazsa hayır. Nem Duyarlılık Seviyesi, torbanın açılmasından sonraki 168 saat (7 gün) içinde kullanılmasını gerektirir. Bu süre aşılırsa, yüksek sıcaklık lehimleme işlemi sırasında iç katman ayrılmasını önlemek için emilen nemi gidermek amacıyla LED'lerin reflow lehimlemeden önce 60°C'de 24 saat pişirilmesi gerekir.

11. Gerçek Tasarım ve Kullanım Örnekleri

Örnek: Durum Göstergesi Paneli Tasarımı
Bir tasarımcı, 20 turuncu durum göstergeli bir kontrol paneli oluşturuyor. Yüksek parlaklığı (R2 derecesi) ve kompakt boyutu nedeniyle 15-21/S2C-AQ2R2B/2T'yi seçti.

1. Devre Tasarımı:Ortak 5V güç rayı kullanıldı. Muhafazakar bir VF değeri olan 2.35V kullanılarak, her LED için 150 ohm'luk bir akım sınırlama direnci seçildi. Bu, yaklaşık 17.7mA'lik bir akım sağlar ve 25mA maksimum değerin güvenli bir şekilde altındadır.
2. PCB Yerleşimi:Kompakt paket boyutu, 20 LED'in tamamının tek sıra halinde dizilmesine izin verir. Lehim pedi yerleşimindeki katot işareti, montaj hatalarını önlemek için paket çizimiyle açıkça hizalanmıştır.
3. Üretim:Şerit paketleme, PCB montajcısının tüm 20 bileşeni hızlı, doğru ve güvenilir bir şekilde yerleştirmek için otomatik yüzey montaj makinesi kullanmasına olanak tanır.
4. Sonuç:Bu panel, renk (dalga boyu sınıflandırması sayesinde) ve parlaklık (yoğunluk sınıflandırması sayesinde) tutarlılığı ile üniform, parlak turuncu göstergelere sahiptir; üretimi verimli ve güvenilirdir.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

15-21 LED, AlGaInP (alüminyum galyum indiyum fosfit) yarı iletken malzemesine dayanır. p-n eklemine ileri yönde bir voltaj uygulandığında, elektronlar ve boşluklar aktif bölgeye enjekte edilir. Bunların yeniden birleşimi, enerjiyi foton (ışık) formunda salar. AlGaInP alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler; bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tanımlar—bu örnekte parlak turuncu (~611 nm). Epoksi lens, yarı iletken çipi paketleyerek mekanik koruma sağlar ve belirtilen 130 derecelik görüş açısını elde etmek için ışık çıkış modelini şekillendirir.

13. Gelişim Eğilimleri

15-21 gibi SMD LED'lerin gelişimi, birkaç önemli sektör eğilimini takip eder:

• Miniaturizasyon:Paket boyutları sürekli küçülmektedir (örneğin, 0603'ten 0402'ye, ardından 0201 metrik boyutlarına), daha küçük elektronik cihazlar elde etmek için.
• Verimlilik Artışı:Epitaksiyel büyüme ve çip tasarımındaki sürekli iyileştirmeler, daha yüksek ışık verimliliği (watt başına daha fazla ışık çıkışı) sağlayarak güç tüketimini ve ısı yükünü azaltmaktadır.
• Güvenilirlik Geliştirme:Paketleme malzemeleri ve çip montaj teknolojilerindeki iyileştirmeler, daha uzun çalışma ömrü ve zorlu koşullarda (yüksek sıcaklık, yüksek nem) daha iyi performans sağlamaktadır.
• İleri Seviye Sınıflandırma:Renk (dalga boyu) ve ışık akısı için daha sıkı sınıflandırma toleransları, yüksek renk tutarlılığı gerektiren uygulamalar (tam renkli ekranlar ve otomotiv aydınlatma kümeleri gibi) tarafından yönlendirilerek standart hale gelmektedir.
• Entegrasyon:Birden fazla LED çipini (RGB veya beyaz + renkli) tek bir pakette birleştirme veya "akıllı LED" modülleri oluşturmak için kontrol IC'leri entegre etme eğilimi.

15-21 olgun ve güvenilir bir teknolojiyi temsil etse de, daha yeni paketleme çözümleri daha küçük boyutlar veya daha yüksek verimlilik sunabilir; ancak temel çalışma prensibi ve kritik uygulama kılavuzları büyük ölçüde aynı kalır.