SMD LED 17-21 Derin Kırmızı Işık Veri Sayfası - Boyutlar 1.6x0.8x0.6mm - Voltaj 1.75-2.35V - Güç 60mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, kompakt 17-21 paketleme kullanılan bir yüzey montajlı derin kırmızı LED'in özelliklerini ayrıntılı olarak açıklamaktadır. Bu bileşen, modern elektronik montaj için tasarlanmış olup, geleneksel lead frame LED'lere kıyasla boyut ve ağırlıkta önemli bir azalma sağlar. Başlıca avantajları arasında daha küçük baskılı devre kartı (PCB) tasarımlarını desteklemesi, daha yüksek bileşen montaj yoğunluğu ve sonuçta daha kompakt ve hafif son kullanıcı cihazlarının elde edilmesine katkıda bulunması yer alır.

1.1 Temel Özellikler ve Uygunluk

该 LED 以 8mm 载带形式提供，卷绕在 7 英寸直径的卷盘上，完全兼容自动化贴片组装设备。它适用于红外（IR）和气相回流焊工艺。该器件为单色类型，发射深红光。采用无铅材料制造，并符合关键的环境与安全法规，包括欧盟 RoHS 指令、欧盟 REACH 法规以及无卤素要求（Br <900 ppm，Cl <900 ppm，Br+Cl < 1500 ppm）。

1.2 Hedef Uygulamalar

Bu LED, çeşitli gösterge ışığı ve arka aydınlatma uygulamaları için uygundur. Yaygın kullanımları şunları içerir: Gösterge panelleri ve anahtarlar için arka aydınlatma, telefon ve faks makinesi gibi iletişim cihazlarında durum göstergeleri ve klavye arka aydınlatması, LCD'ler için düz panel arka aydınlatma ve küçük, güvenilir kırmızı ışık kaynağı gerektiren genel gösterge ışığı uygulamaları.

2. Teknik Parametreler: Derinlemesine ve Nesnel Bir Analiz

Aşağıdaki bölümler, veri sayfası parametrelerine dayanarak LED'in elektriksel, optik ve termal özelliklerini detaylı ve nesnel bir şekilde analiz etmektedir. Aksi belirtilmedikçe, tüm değerler ortam sıcaklığında (Ta) 25°C'de belirtilmiştir.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihazda kalıcı hasara neden olabilecek limitleri tanımlar. Bu koşullar altında veya ötesinde çalıştırma garanti edilmez ve devre tasarımında kaçınılmalıdır.

• Ters Gerilim (VR):5V. Bu ters gerilim değerinin aşılması, eklem delinmesine yol açabilir.
• Sürekli İleri Akım (IF):25 mA. Bu, güvenilir uzun süreli çalışma için önerilen maksimum doğru akım değeridir.
• Tepe İleri Akım (IFP):60 mA. Bu akım yalnızca %10 görev döngüsü ve 1 kHz frekanslı darbe koşullarında izin verilir, sürekli kullanılamaz.
• Güç Tüketimi (Pd):60 mW. Bu, paketin termal sınırlarını aşmadan dağıtabileceği maksimum güçtür.
• Elektrostatik Deşarj (ESD) İnsan Vücudu Modeli (HBM):2000V. Bu, cihazın elektrostatik deşarja karşı hassasiyetini gösterir; doğru ESD işleme prosedürlerine uyulmalıdır.
• Çalışma Sıcaklığı (Topr):-40°C ila +85°C. Bu, cihazın çalıştırılabileceği belirtilen ortam sıcaklığı aralığıdır.
• Depolama Sıcaklığı (Tstg):-40°C ila +90°C. Bu, cihazın güçsüz durumdayken saklanabileceği sıcaklık aralığıdır.
• Lehimleme Sıcaklığı (Tsol):Reflow lehimleme için, tepe sıcaklığı 260°C, en fazla 10 saniye olarak belirlenmiştir. El lehimlemesi için, havya ucu sıcaklığı 350°C'yi geçmemeli ve her terminal için en fazla 3 saniye uygulanmalıdır.

2.2 Optoelektronik Özellikler

Bu parametreler, LED'in normal çalışma koşullarında (IF=20mA, Ta=25°C) ışık çıkışını ve elektriksel davranışını tanımlar.

• Işık Şiddeti (Iv):Minimum 36.00 mcd'den maksimum 90.00 mcd'ye kadar değişir. Tipik bir değer belirtilmemiştir, bu da performansın bir sınıflandırma sistemi ile yönetildiğini gösterir (Bkz. Bölüm 3).
• Görüş Açısı (2θ1/2):Yarı yoğunluktaki tipik tam görüş açısı 140 derecedir, geniş bir yayılım modeli sağlar.
• Tepe Dalga Boyu (λp):Maksimum ışık gücü çıkışının tipik dalga boyu 639 nanometredir (nm) ve spektrumun koyu kırmızı ışık bölgesinde yer alır.
• Baskın dalga boyu (λd):Algılanan renk dalga boyu aralığı 625.5 nm ile 637.5 nm arasındadır. Bu da sınıflandırma yönetimi ile sağlanır.
• Spektral bant genişliği (Δλ):Emisyon spektrumunun tipik yarı yükseklikteki tam genişliği (FWHM) 20 nm'dir.
• İleri Yönlü Gerilim (VF):20mA'de 1.75V ile 2.35V aralığındadır. Bu parametre sınıflandırılmıştır.
• Ters Akım (IR):5V ters voltaj uygulandığında, maksimum 10 μA. Veri sayfası, bu cihazın ters çalışma için tasarlanmadığını açıkça belirtir; bu test parametresi yalnızca kalite güvence amacıyla verilmiştir.

Önemli Not:Veri sayfası, üretim toleranslarını belirtir: ışık şiddeti (±%11), ana dalga boyu (±1nm) ve ileri voltaj (±0.1V). Bunlar, sınıflandırma sonrası değerler için geçerlidir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için, LED'ler kritik performans parametrelerine göre sınıflandırılır (binleme). Bu, tasarımcıların uygulamaları için belirli parlaklık ve renk gereksinimlerini karşılayan bileşenleri seçmelerini sağlar.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

IF=20mA'de ölçülen ışık şiddetine göre, LED'ler dört sınıfa ayrılır (N2, P1, P2, Q1). Örneğin, Q1 sınıfı bir LED'in şiddeti 72.00 ile 90.00 mcd arasında olacaktır.

3.2 Ana Dalga Boyu Sınıflandırması

Algılanan renk (ton), üç dalga boyu sınıfı (E6, E7, E8) ile kontrol edilir. E6 sınıfı LED'lerin ana dalga boyu 625.50 nm ile 629.50 nm arasındadır ve E8 sınıfına (633.50 nm - 637.50 nm) kıyasla hafif farklı bir kırmızı ton üretir.

3.3 İleri Yönlü Gerilim Sınıflandırması

İleri voltaj üç gruba ayrılır (0, 1, 2). Bu, özellikle birden fazla LED'i seri olarak sürerken akımın eşit dağılımını sağlamak için akım sınırlama devrelerinin tasarımında çok önemlidir. 0 grubu LED'lerin VF'i 1.75V ile 1.95V arasındayken, 2 grubu LED'lerin VF'i 2.15V ile 2.35V arasındadır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Sağlanan PDF alıntısı "Tipik Optoelektronik Karakteristik Eğrileri" bölümünü gösterse de, belirli grafikler (örneğin IV eğrisi, akıma karşı bağıl yoğunluk, sıcaklığa karşı bağıl yoğunluk, spektral dağılım) metin içeriğinde yer almamaktadır. Tam veri sayfasında, bu eğriler tasarım için çok önemlidir. Genellikle şunları gösterirler:

• İleri yön akım vs. ileri yön voltaj (IV eğrisi):Doğrusal olmayan ilişkiyi gösterir, dinamik direnci ve belirli bir akım için gereken sürüş voltajını belirlemeye yardımcı olur.
• Bağıl ışık şiddeti vs. ileri yön akım:Işık çıkışının akım arttıkça nasıl değiştiğini gösterir, genellikle yüksek akımlarda doyma etkisi sergiler.
• Göreceli Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı:Kavşak sıcaklığı arttıkça ışık çıkışının düştüğünü gösterir, bu termal yönetim için kritik öneme sahiptir.
• Normalleştirilmiş Spektral Dağılım:Göreceli yoğunluğun dalga boyuna karşı grafiğini çizerek, tepe dalga boyunu (639nm) ve spektral bant genişliğini (20nm) görsel olarak doğrulayın.

Tasarımcılar, LED'in standart olmayan koşullardaki (farklı akım veya sıcaklık) davranışını doğru bir şekilde modellemek için grafikler içeren tam veri sayfasına başvurmalıdır.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları ve Polarite

Bu LED, standart 17-21 SMD paket formuna sahiptir. PCB lehim pedi deseni tasarımı için kritik olan ana boyutlar milimetre cinsindendir. Paket üzerinde polarite tanımlaması için katot işaretlenmiştir. Tipik bir lehim pedi deseni, doğru lehimleme ve mekanik stabiliteyi sağlamak için önerilen ped boyutları ve aralıkları ile anot ve katot terminallerine karşılık gelen iki ayrı ped içermelidir. Kesin boyutlar, veri sayfasındaki "Paket Boyutları" şeklinden alınmalıdır.

5.2 Nem Hassasiyeti ve Paketleme

Bu cihaz, atmosferik nemi emmesini ve yüksek sıcaklıkta gerçekleştirilen reflow lehimleme işlemi sırasında "patlamış mısır" etkisine (paket çatlaması) yol açabilecek nemi önlemek için nem alıcı (desiccant) içeren nem bariyerli bir torbada paketlenmiştir. Torba üzerindeki etiket, izlenebilirlik ve uygulama için gerekli olan müşteri ürün numarası (CPN), ürün numarası (P/N), paket miktarı (QTY) ve ayrıca ışık şiddeti (CAT), baskın dalga boyu (HUE) ve ileri yönlü voltaj (REF) için spesifik seçim kodları gibi kritik bilgileri içerir.

5.3 Makara ve Taşıyıcı Bant Özellikleri

Bileşenler, 7 inçlik makaralara sarılmış, kabartmalı taşıma bandı formunda sağlanır. Taşıma bandı boyutları (cep boyutu, aralık) ve makara boyutları (göbek çapı, flanş çapı) otomatik montaj ekipmanlarıyla uyumlu olacak şekilde standartlaştırılmıştır. Her makaradaki yükleme miktarı 3000 adet olarak belirlenmiştir.

6. Kaynak ve Montaj Kılavuzu

Bu kılavuzlara uymak, montaj verimi ve uzun vadeli güvenilirlik için çok önemlidir.

6.1 Depolama ve İşletme

• Kullanıma hazır olana kadar nem önleyici torbayı açmayın.
• Açıldıktan sonra, kullanılmayan LED'ler ≤30°C sıcaklıkta ve ≤%60 bağıl nem (RH) ortamında saklanmalıdır.
• Torbanın açılmasından sonraki "atölye ömrü" 168 saattir (7 gün). Bu süreyi aşan kullanılmamış parçalar, kullanımdan önce yeniden kurutulmalı (60±5°C, 24 saat) ve yeni nem alıcı ile yeniden paketlenmelidir.
• Her zaman ESD (Elektrostatik Boşalma) güvenlik işlem prosedürlerine uyun.

6.2 Reflow Lehimleme Sıcaklık Profili

Kurşunsuz geri akış lehimleme sıcaklık profilini belirler. Temel parametreler şunları içerir:

• Ön ısıtma:150-200°C, 60-120 saniye süreyle.
• Sıvı faz çizgisi üzerindeki süre (217°C):60-150 saniye.
• Tepe sıcaklığı:Maksimum 260°C.
• Tepe sıcaklık ±5°C içinde kalma süresi:Maksimum 10 saniye.
• Maksimum ısınma hızı:6°C/saniye.
• 255°C üzeri süre:En fazla 30 saniye.
• Maksimum soğutma hızı:3°C/saniye.

Kritik kural:Aynı LED için reflow lehimleme işlemi iki defadan fazla yapılmamalıdır.

6.3 El Lehimleme ve Tamir

El ile lehimleme yapılması gerekiyorsa, uç sıcaklığı ≤350°C olan bir havya kullanın ve her bir terminali ≤3 saniye ısıtın. Düşük güçlü bir havya (≤25W) kullanın ve terminaller arasında ≥2 saniyelik soğuma aralığı bırakın. Veri sayfası, LED lehimlendikten sonra tamir yapılmasını şiddetle önermez. Kesinlikle gerekliyse, mekanik stresi önlemek için sökme işlemi sırasında her iki terminali aynı anda ısıtmak üzere özel bir çift uçlu havya kullanılmalı ve LED özellikleri üzerindeki etkisi doğrulanmalıdır.

7. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

7.1 Akım sınırlama kullanılmalıdır

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Veri sayfası, seri bir akım sınırlama direncinin kullanılması gerektiği konusunda açıkça uyarır. İleri voltaj negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir ve diyodun üstel IV karakteristiği nedeniyle küçük bir değişiklik, akımda büyük bir değişikliğe yol açarak termal kaçak ve arızaya neden olabilir.GerekliKullanım. İleri yön gerilimi negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir; diyodun üstel IV karakteristiği nedeniyle küçük bir değişiklik, akımda büyük bir değişikliğe yol açarak termal kaçak ve arızaya neden olabilir.

7.2 Isıl yönetim

Paket boyutu küçük olsa da, 60mW güç tüketimi sınırına uyulmalıdır. Yüksek ortam sıcaklığında veya yüksek akımda çalışmak, ışık çıkışını ve ömrü azaltır. Maksimum derecelendirme değerlerine yakın çalışıyorsanız, yeterli PCB bakır alanı veya ısı dağıtımı için delikler kullandığınızdan emin olun.

7.3 Optik Tasarım

140° görüş açısı, alan aydınlatması veya her açıdan görülebilmesi gereken göstergeler için geniş, dağınık bir ışık deseni sağlar. Daha odaklanmış bir ışık için harici bir lens veya reflektör gereklidir.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu 17-21 derin kırmızı LED'in temel farklılaştırıcı özelliği, belirli bir yarı iletken malzemenin (AlGaInP) ve oldukça kompakt bir yüzey montaj paketinin birleşiminden kaynaklanmaktadır.

• Eski tip delikli LED'lere kıyasla:Büyük alan tasarrufu, ağırlık azaltımı ve yüksek hızlı otomatik montaj ile uyumluluk sağlayarak genel üretim maliyetini düşürür.
• Diğer SMD kırmızı LED'lere kıyasla:Bazı diğer kırmızı ışık yayılımı için kullanılan malzeme sistemleriyle karşılaştırıldığında, AIGaInP teknolojisinin kullanımı genellikle daha yüksek verimlilik ve daha iyi sıcaklık performansı kararlılığı sağlar. Belirli 639nm tepe/deep red renk seçimi, görsel benzersizliği veya bazı sensör uygulamalarındaki etkinliği nedeniyle yapılmış olabilir.
• Daha büyük SMD paketleriyle karşılaştırma (örneğin 3528, 5050):17-21 paketi belirgin şekilde daha küçüktür ve ultra mini boyutlu tasarımlara olanak tanır, ancak daha küçük çip boyutu ve termal sınırlamalar nedeniyle toplam ışık çıktısı genellikle daha düşüktür.

8.1 Çalışma Prensibi

Işık, AIGaInP (alüminyum galyum indiyum fosfit) yarı iletken çip içindeki elektrolüminesans süreci ile üretilir. İleri yönde bir voltaj uygulandığında, elektronlar ve boşluklar yarı iletken eklemin aktif bölgesine enjekte edilir. Bu taşıyıcılar yeniden birleştiğinde, enerjilerini foton (ışık) formunda salıverirler. AIGaInP alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler; bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tanımlar — bu durumda, yaklaşık 639 nm derin kırmızı ışık.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Özelliklere Dayalı)

Soru: Bu LED'i doğrudan 3.3V veya 5V mantık güç kaynağı ile sürebilir miyim?
Cevap: Hayır. Her zaman seri bir akım sınırlama direnci kullanmalısınız. Gerekli direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (Besleme Voltajı - LED İleri Voltajı) / İstenen Akım. Muhafazakar bir tasarım için, maksimum VF (2.35V), 3.3V besleme ve 20mA hedef akım kullanın: R = (3.3 - 2.35) / 0.02 = 47.5Ω. Standart 47Ω veya 51Ω direnç uygundur.

Soru: Işık şiddeti neden aralık ve sınıflandırma (binning) şeklinde verilir?
Cevap: Yarı iletken üretim sürecinin doğası gereği, tek bir LED'in performansı hafifçe değişiklik gösterir. Sınıflandırma, onları garanti edilen minimum ve maksimum değerlere sahip gruplara ayırır ve tasarımcıların maliyet ve performans gereksinimlerine göre uygun parlaklık seviyesini seçmelerini sağlar.

Soru: Torba açıldıktan sonra 7 günlük atölye ömrü aşılırsa ne olur?
Cevap: Emilmiş nem, reflow işlemi sırasında buhara dönüşebilir ve bu da iç katman ayrılmasına veya çatlamaya neden olabilir. Bu bileşenler, kullanımdan önce 60°C'de 24 saat pişirilerek yeniden işlenmelidir.

Soru: Bu LED, otomotiv gösterge paneli aydınlatması için uygun mudur?
Cevap: "Gösterge paneli arka aydınlatması" bir uygulama olarak listelenmiş olsa da, veri sayfası bir "Uygulama Kısıtlamaları" bölümü içerir. Bu bölüm, otomotiv güvenlik/güvenlik sistemleri gibi yüksek güvenilirlik gerektiren uygulamaların farklı, daha sıkı sertifikalı ürünler gerektirebileceği konusunda uyarır. Kritik olmayan gösterge paneli aydınlatması için uygun olabilir, ancak güvenlik açısından kritik gösterge ışıkları için, özellikle otomotiv standartlarına (örneğin AEC-Q102) uygun ürünler tedarik edilmelidir.

10. Pratik Tasarım ve Kullanım Örnekleri

Senaryo: Kompakt bir durum göstergesi paneli tasarlayın.Bir tasarımcı, bileşen yoğun bir kontrol panelinde birden fazla koyu kırmızı ışık durum LED'i kullanmak istiyor. Bu 17-21 LED'i küçük boyutu nedeniyle seçiyorlar. Tüm göstergelerin parlak ve tutarlı bir renge sahip olmasını sağlamak için Q1 parlaklık derecesini ve E7 dalga boyu derecesini belirtiyorlar. PCB düzeninde, veri sayfasında önerilen lehim pedi desenini kullanıyorlar. Sürücü devresini tasarlamak için 3.3V regülatörü, her LED için bir 51Ω akım sınırlama direnci (yaklaşık 18-20mA akım üretir) kullanıyorlar ve küçük ısı emici pedlar yerleştiriyorlar. Montaj sürecinde, fabrika kapalı makaraların raf ömrü içinde kullanılmasını sağlıyorlar ve belirtilen geri akış lehimleme sıcaklık profilini takip ediyorlar. Bu, güvenilir ve kompakt bir gösterge sistemi oluşturuyor.

11. Teknoloji Trendleri

LED teknolojisinin (gösterge ışıkları dahil) genel eğilimi birkaç önemli alana doğru ilerlemektedir:

• Verimlilik Artışı:Süregelen malzeme bilimi iyileştirmeleri, her bir elektrik giriş gücü birimi (watt) başına daha fazla ışık (lümen) üretmeyi amaçlayarak enerji tüketimini ve ısı yükünü azaltır.
• Miniaturizasyon:Paketleme sürekli küçülüyor (örneğin, 17-21'den 10-05 gibi daha küçük form faktörlerine), daha küçük elektronik cihazlar elde etmek için.
• Daha Yüksek Güvenilirlik ve Sağlamlık:Paketleme malzemeleri ve çip montaj teknolojilerindeki iyileştirmeler, ömrü ve termal döngü ile neme karşı direnci artırdı.
• Entegrasyon:Trend, birden fazla LED'i (örneğin RGB), kontrol IC'sini ve hatta pasif bileşenleri tek bir daha akıllı modüler pakete entegre etmektir.
• Standardizasyon ve Uygunluk:Daha katı ve kapsamlı çevre düzenlemeleri (RoHS, REACH, halojensiz) endüstri genelinde malzeme değişimini sürdürmeye devam ediyor.