SMD LED 19-217/GHC-YR1S2/3T Teknik Özellikleri - Parlak Yeşil - 120° Görüş Açısı - 3.3V Tipik - 20mA - İngilizce Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

19-217/GHC-YR1S2/3T, kompakt boyut, yüksek güvenilirlik ve verimli montaj gerektiren modern elektronik uygulamalar için tasarlanmış bir yüzeye montaj (SMD) LED'idir. Bu bileşen, geleneksel lead-frame LED'lere kıyasla önemli bir ilerlemeyi temsil ederek, kart üzerinde önemli ölçüde alan tasarrufu sağlar, paketleme yoğunluğunu artırır ve sonuçta nihai ekipmanların küçültülmesine katkıda bulunur. Hafif yapısı, özellikle alan ve ağırlığın kritik kısıtlamalar olduğu uygulamalar için uygun kılar.

LED, su berraklığında bir reçine içine kapsüllenmiş bir InGaN (Indiyum Galyum Nitrür) yarı iletken çip aracılığıyla elde edilen parlak yeşil bir ışık yayar. Bu kombinasyon, yüksek ışık şiddeti ve mükemmel renk saflığı sağlar. Cihaz, modern elektronik imalatında kullanılan yüksek hızlı otomatik pick-and-place ekipmanlarıyla tam uyumluluğu sağlamak için, endüstri standardı 8mm şerit üzerinde ve 7 inç çapında makaralar halinde tedarik edilir.

1.1 Temel Avantajlar ve Uyumluluk

Ürün, çağdaş imalat ve çevre standartlarıyla uyumlu olan birkaç temel avantaj sunar:

• Minyatürleştirme: SMD paketi, bacaklı alternatiflerinden önemli ölçüde daha küçüktür, bu da doğrudan daha küçük PCB tasarımlarına ve daha yüksek bileşen yoğunluğuna olanak tanır.
• Otomasyona Uygun: Bant ve makara üzerinde paketlenmiş olup, otomatik montaj süreçleriyle tam uyumludur; işçilik maliyetlerini düşürür ve yerleştirme hassasiyetini artırır.
• Çevresel Uyumluluk: Cihaz, kurşunsuz (Pb-free) bir bileşen olarak üretilmiştir. AB'nin Tehlikeli Maddelerin Sınırlandırılması (RoHS) yönergesine uyumlu kalacak şekilde tasarlanmıştır.
• REACH & Halogen-Free: Ürün, kimyasallarla ilgili AB'nin REACH düzenlemesine uygundur. Ayrıca halojensiz olarak sınıflandırılır; brom (Br) ve klor (Cl) içeriği her biri 900 ppm'in altında ve toplamları 1500 ppm'in altındadır.
• Lehimleme Süreci Uyumluluğu: Hem kızılötesi hem de buhar fazı reflow lehimleme süreçlerine uygundur ve üretim hattı kurulumunda esneklik sunar.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

Bu bölüm, mutlak maksimum değerler ve elektro-optik özellikler tablolarında tanımlandığı şekilde LED'in elektriksel, optik ve termal özelliklerinin detaylı ve objektif bir analizini sunar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırlarda veya ötesinde çalıştırılması tavsiye edilmez.

• Sürekli İleri Akım (I_F): 25 mA. Bu, LED anoduna sürekli olarak uygulanabilecek maksimum DC akımdır.
• Tepe İleri Akımı (I_FP): 50 mA. Bu daha yüksek akım yalnızca darbe koşullarında, özellikle %10 görev döngüsü ve 1 kHz frekansta izin verilir. Sürekli akım değerinin aşılması, DC çalışmada kısa süreli bile olsa, ciddi arıza riski taşır.
• Güç Dağılımı (P_d): 95 mW. Bu, paketin ısı olarak dağıtabileceği maksimum güçtür ve İleri Gerilimi (V_F) ile İleri Akımının (I_F) çarpımı olarak hesaplanır. Tasarımcılar, ortam sıcaklığını da göz önünde bulundurarak, çalışma koşullarının bu sınır içinde kalmasını sağlamalıdır.
• Elektrostatik Deşarj (ESD): İnsan Vücudu Modeli (HBM) 150V. Bu nispeten düşük bir ESD toleransıdır. Gizli veya anında hasarı önlemek için katı ESD işleme prosedürleri (topraklanmış çalışma istasyonları, bileklik bantları vb. kullanımı) gereklidir. esastır montaj ve işleme sırasında gizli veya anında hasarı önlemek için.
• Sıcaklık Aralıkları:
  • Çalışma Sıcaklığı (T_opr): -40°C ila +85°C. Cihaz, bu ortam sıcaklığı aralığında çalışması garanti edilmiştir.
  • Depolama Sıcaklığı (T_stg): -40°C ila +90°C.
• Lehimleme Sıcaklığı (T_sol):
  • Reflow Lehimleme: Maksimum 10 saniye için 260°C tepe sıcaklığı.
  • El İşlemi Lehimleme: Uç sıcaklığı 350°C'yi geçmemeli ve her terminal için maksimum 3 saniye uygulanmalıdır.

2.2 Elektro-Optik Özellikler

Bu parametreler, 25°C ortam sıcaklığı ve 20mA ileri akım standart test koşullarında ölçülmüş olup cihazın performansını tanımlar.

• Işık Şiddeti (I_v): Minimum 112 mcd'den maksimum 285 mcd'ye kadar değişir. Spesifik değer, ürünün bin kodu tarafından belirlenir (Bkz. Bölüm 3). Tipik değer belirtilmemiştir, bu da üretim yayılımı boyunca önemli varyasyon olduğunu ima eder.
• Görüş Açısı (2θ_1/2): 120 derece (tipik). Bu, ışık şiddetinin tepe değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. 120°'lik bir açı, çok geniş bir görüş desenini gösterir ve geniş açılardan geniş aydınlatma veya görünürlük gerektiren uygulamalar için uygundur.
• Tepe Dalga Boyu (λ_p): 518 nm (tipik). Bu, spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d): 520 nm ile 535 nm arasında değişir. Bu, insan gözü tarafından ışığın rengi olarak algılanan tek dalga boyudur. Renklilik koordinatlarıyla yakından ilişkilidir ve ayrıca sınıflandırmaya (binning) tabidir.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ): 35 nm (tipik). Bu, maksimum yoğunluğun yarısındaki yayılan spektrumun genişliğidir (Yarı Yükseklikte Tam Genişlik - FWHM). 35nm değeri, bir InGaN çipinden gelen nispeten saf yeşil rengin karakteristiğidir.
• İleri Yönlü Gerilim (V_F): 2.7V (min) ile 3.7V (max) arasında değişir ve I=20mA'de tipik değeri 3.3V'dur._F=20mA. Bu parametre, devre tasarımı için, özellikle akım sınırlama direnci değerinin hesaplanmasında çok önemlidir: R = (V_supply - V_F) / I_F.
• Ters Akım (I_R): 5V ters gerilim (V_R) uygulandığında maksimum 50 μA. LED'ler ters polarma için tasarlanmamıştır ve bu parametre böyle bir durumdaki sızıntı seviyesini gösterir.

Toleranslar Hakkında Kritik Not: Veri sayfası, ±%11'lik bir ışık şiddeti toleransı ve ±1nm'lik bir baskın dalga boyu toleransı belirtmektedir. Bunlar, bir sonraki bölümde açıklanan sınıflandırma sistemi aracılığıyla yönetilen doğal üretim varyasyonlarıdır.

3. Binning Sistemi Açıklaması

Yarı iletken üretimindeki doğal varyasyonları yönetmek için, LED'ler temel performans parametrelerine göre sınıflandırılır (gruplandırılır). Bu, tasarımcıların parlaklık ve renk için belirli uygulama gereksinimlerini karşılayan bileşenleri seçmelerine olanak tanır.

3.1 Işık Şiddeti Binning

LED, 20mA'de ölçülen ışık şiddetine göre dört farklı sınıfa ayrılır. Sınıf kodu, ürün sipariş kodunun bir parçasıdır (örneğin, GHC-YR1S2/3T).

• Bin R1: 112 mcd (Min) ila 140 mcd (Max)
• Bin R2: 140 mcd ila 180 mcd
• Bin S1: 180 mcd ile 225 mcd arası
• Bin S2: 225 mcd ile 285 mcd arası

Daha yüksek bir bin kodu (örneğin, S2) seçmek, daha parlak bir LED sağlar; bu, yüksek ortam ışığı koşullarında veya maksimum görünürlüğün kritik olduğu uygulamalar için gerekli olabilir.

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Yeşil ışığın rengi (ton), baskın dalga boyunun sınıflandırılmasıyla kontrol edilir. Bu, bir LED grubu içinde renk tutarlılığını sağlar.

• Bin X: 520 nm (Min) ila 525 nm (Max) – Daha yeşil, biraz daha kısa bir dalga boyu.
• Bin Y: 525 nm'den 530 nm'ye
• Bin Z: 530 nm'den 535 nm'ye – Daha sarımsı-yeşil, daha uzun dalga boyu.

Belirli bin (örneğin, GHC-'deki Y)YR1S2/3T), uygulamanın estetiği veya fonksiyonel gereksinimleri için birden fazla LED arasında renk eşleştirmesi önemli olduğunda belirtilmelidir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, LED'in performansının çalışma koşullarına bağlı olarak nasıl değiştiğini gösteren birkaç tipik karakteristik eğri sağlar. Bunları anlamak, sağlam bir tasarım için anahtardır.

• Göreceli Işık Şiddeti vs. İleri Yön Akımı: Bu eğri, tipik çalışma aralığında ışık çıkışının ileri yön akımıyla yaklaşık olarak orantılı olduğunu göstermektedir. Ancak, LED'i nominal akımının üzerinde sürmek, süper doğrusal ısı üretimine ve verim düşüşüne yol açarak ömrünü kısaltır.
• Göreceli Işık Şiddeti vs. Ortam Sıcaklığı: Bir LED'in ışık çıkışı, eklem sıcaklığı arttıkça azalır. Bu eğri, bu azalma oranını nicelendirir. Yüksek güvenilirlik gerektiren uygulamalar veya sıcak ortamlarda çalışanlar için, parlaklığı korumak amacıyla termal yönetim (yeterli PCB bakır alanı, muhtemel soğutucu kullanımı) gereklidir.
• İleri Yön Gerilimi - İleri Yön Akımı: Bu, diyodun Akım-Gerilim eğrisidir. Doğrusal değildir ve tipik üstel ilişkiyi gösterir. Açılma eşiği aşıldıktan sonra gerilim keskin bir şekilde yükselir. Belirtilen V_F 20mA'de bu eğri üzerindeki çalışma noktasıdır.
• Spektral Dağılım: Detaylı bir grafik olmasa da, tepe dalga boyu (518nm) ve bant genişliği (35nm), merkezi yeşil ışıkta olan kabaca Gauss şeklinde bir eğri tanımlar.
• Işıma Diyagramı: Polar diyagram, 120° görüş açısını doğrulayarak, yoğunluğun 0°'de (LED yüzeyine dik) en yüksek olduğu ve yanlara doğru simetrik olarak azaldığı Lambert-benzeri bir dağılım göstermektedir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED, standart bir SMD paketine sahiptir. Boyut çizimi, gövde uzunluğu, genişliği, yüksekliği ve lehim pedlerinin konumu ile boyutu dahil olmak üzere PCB yerleşim deseni (footprint) tasarımı için kritik ölçümler sağlar. Güvenilir lehimleme ve otomatik montaj sırasında doğru hizalama için bu boyutlara uyulması gereklidir. Belirtilmemiş tüm toleranslar ±0.1mm'dir.

5.2 Polarite Tanımlama

Katot genellikle cihaz üzerinde, çoğunlukla yeşil bir nokta, pakette bir çentik veya farklı şekilli bir ped ile işaretlenir. PCB footprint'i, yanlış yerleştirmeyi önlemek için karşılık gelen bir polarite işareti (örneğin bir silkscreen ana hat veya bir nokta) içermelidir. LED'i ters öngerilimde bağlamak, I_R Devre tasarımında spec'ten kaçınılmalıdır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

Bileşen spesifikasyonlarının vaat ettiği güvenilirliğe ulaşmak için uygun taşıma ve lehimleme işlemleri kritik öneme sahiptir.

6.1 Depolama ve Nem Hassasiyeti

LED'ler, atmosferik nemin emilmesini önlemek için nem geçirmez bir torbada kurutucu ile paketlenmiştir.

• Açmayınız bileşenler üretim hattında kullanılmaya hazır olana kadar nem geçirmez torbada muhafaza edilir.
• Açıldıktan sonra kullanılmayan LED'ler, 30°C veya daha düşük sıcaklıkta ve %60 veya daha düşük bağıl nemde bir ortamda saklanmalıdır.
• The raf ömrü Torba açıldıktan sonra 168 saat (7 gün). Bu süre içinde kullanılmazsa, belirtilen profile göre (genellikle 125°C'de 24 saat) yeniden fırınlanmalı ve taze nem alıcı ile yeniden torbalanmalıdır.
• Nem alıcı göstergesinin rengi değiştiyse (örneğin, maviden pembeye), kullanımdan önce fırınlama gereklidir.

6.2 Reflow Lehimleme Profili

Önerilen kurşunsuz reflow profili, LED'e zarar vermeden güvenilir lehim bağlantıları oluşturmak için çok önemlidir.

• Ön Isıtma: Ortam sıcaklığından 150-200°C'ye 60-120 saniye içinde kademeli olarak ısıtın. Bu kademeli ısıtma, termal şoku en aza indirir.
• Bekletme/Ön Akış: 150-200°C arasında tutun. Bu, PCB ve bileşenlerin termal olarak eşitlenmesini sağlar ve flux'ı etkinleştirir.
• Yeniden Akış: Yeniden akış bölgesine hızlı rampa yukarı (maks. 6°C/sn). Tepe sıcaklığı, tipik kurşunsuz lehimin erime noktası olan 217°C'nin üzerine 60-150 saniye boyunca ulaşmalıdır. mutlak maksimum tepe 260°C'dir ve 255°C üzerindeki süre 30 saniyeyi geçmemelidir. Gerçek tepe noktasındaki (örneğin 260°C) süre 10 saniyeyi aşmamalıdır.
• Soğutma: Lehim bağlantılarındaki gerilimi en aza indirmek için maksimum 3°C/saniye hızla kontrollü soğutma.

Kritik Kısıtlamalar:

1. Reflow işlemi ikiden fazla kez yapılmamalıdır. Üçüncü bir reflow döngüsü, LED'in dahili tel bağlantılarını veya epoksi kapsülleyiciyi hasarlama riski taşır.
2. Lehimlemenin ısıtma ve soğutma aşamalarında LED üzerinde mekanik stres oluşturmaktan kaçının.
3. Lehimlemeden sonra PCB'yi bükmeyin veya eğmeyin, çünkü bu lehim bağlantılarını veya LED'in kendisini çatlatabilir.

6.3 El İle Lehimleme ve Yeniden İşleme

El ile lehimlemeye izin verilir ancak daha yüksek risk taşır.

• Maksimum 350°C'ye ayarlanmış sıcaklık kontrollü bir lehim havya kullanın.
• Her bir terminale en fazla 3 saniye boyunca ısı uygulayın.
• Aşırı ısı transferini önlemek için 25W veya daha düşük güç dereceli bir havya kullanın.
• Her bir terminali lehimleme işlemleri arasında en az 2 saniyelik bir soğuma aralığı bırakın.
• Onarım/Yeniden işleme kesinlikle tavsiye edilmez. Kesinlikle kaçınılmazsa, SMD bileşenleri için tasarlanmış, her iki terminali aynı anda ısıtarak parçayı bükmeden kaldırabilen özel bir çift uçlu lehim havya kullanın. Yeniden işleme sonrasında LED'in özelliklerinin bozulmadığını her zaman doğrulayın.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Makara ve Bant Özellikleri

Ürün, otomatik montaj için tedarik edilir:

• Taşıyıcı Bant: 8mm genişliğinde bant.
• Makara: 7 inç (178mm) çapında makara.
• Makara Başına Miktar: 3000 adet.

Yerleştirme makinelerindeki besleyici mekanizmaları ile uyumluluğu sağlamak için taşıyıcı bant cepleri ve makara için detaylı boyut çizimleri sağlanmıştır.

7.2 Etiket Açıklaması

Makara etiketi, birkaç önemli tanımlayıcı içerir:

• P/N: Üreticinin ürün numarası (örn., 19-217/GHC-YR1S2/3T).
• CAT: Işık Şiddeti Sınıfı (bin kodu, örn. S2).
• RENK TONU: Chromaticity Coordinates & Baskın Dalga Boyu Rank (the color bin, e.g., Y).
• REF: İleri Voltaj Sıralaması.
• LOT No: İzlenebilirlik lot numarası.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Geniş görüş açısı, yeşil rengi ve SMD formatı sayesinde, bu LED şunlar için oldukça uygundur:

• Arka Aydınlatma: Gösterge panoları, kontrol panelleri, anahtarlar ve tuş takımları üzerindeki sembollerin, ikonların veya panellerin aydınlatılması.
• Durum Göstergeleri: Telekomünikasyon ekipmanlarında (telefonlar, faks makineleri), tüketici elektroniğinde ve bilgisayar çevre birimlerinde güç, aktivite veya mod göstergeleri.
• LCD Arka Aydınlatma: Kenar aydınlatmasının kullanıldığı küçük, düz panel LCD'ler için ayrık bir ışık kaynağı olarak.
• Genel Amaçlı Gösterge: Kompakt, güvenilir, parlak yeşil bir gösterge ışığı gerektiren herhangi bir uygulama.

8.2 Kritik Tasarım Hususları

1. Akım Sınırlama Zorunludur: LED, akımla sürülen bir cihazdır. Seri bir akım sınırlayıcı direnç kullanmalısınız. İleri voltajın bir aralığı vardır (2.7V-3.7V). Besleme voltajında V_F üzerinde hafif bir artış, bir dirençle sınırlanmazsa akımda büyük ve potansiyel olarak yıkıcı bir artışa neden olabilir. Direnç değerini, tüm koşullarda güvenli çalışmayı sağlamak için veri sayfasındaki maksimum V_F kullanarak hesaplayın: R_min = (V_supply - V_{F_maks}) / I_{F_istenen}.
2. Termal Yönetim: Güç dağılımı düşük olsa da (maks. 95mW), yüksek ortam sıcaklıklarında veya yüksek akımlarda çalışmak ışık çıkışını ve ömrü azaltacaktır. LED'in termal pedlerine (varsa) veya katot/anot izlerine bağlı, soğutucu görevi görmesi için PCB üzerinde yeterli bakır alan sağlayın.
3. ESD Koruması: LED, kullanıcı tarafından erişilebilir portlara (düğmeler veya konnektörler gibi) bağlıysa, giriş hatlarına ESD koruması uygulayın. Montaj sırasında her zaman ESD'ye karşı güvenli işlem prosedürlerini takip edin.

9. Uygulama Kısıtlamaları ve Güvenilirlik Notu

Veri sayfası, yüksek güvenilirlik gerektiren uygulamalarla ilgili kritik bir sorumluluk reddi beyanı içerir. Bu LED, genel ticari ve endüstriyel kullanım için tasarlanmış ve belirtilmiştir. Ek niteliklendirme ve muhtemelen bu tür ortamlar için tasarlanmış farklı bir ürün varyantı olmadan, arızanın ciddi yaralanma, can kaybı veya önemli maddi hasara yol açabileceği uygulamalar için uygun olmayabilir.

Bu tür kısıtlı uygulamalara örnekler şunlardır:

• Askeri ve havacılık sistemleri (özellikle uçuş-kritik).
• Otomotiv güvenlik ve emniyet sistemleri (örneğin, hava yastığı göstergeleri, fren lambaları).
• Tıbbi yaşam destek veya kritik tanı ekipmanları.

Bu uygulamalar için, spesifik gereksinimleri, potansiyel güç azaltımını ve daha yüksek güvenilirlik standartlarına (otomotiv için AEC-Q100 gibi) uygun ürünlerin mevcudiyetini görüşmek üzere bileşen üreticisi ile istişare etmek zorunludur. Bu veri sayfası, yalnızca belirtilen spesifikasyonlar dahilindeki performansı garanti eder; bunların ötesinde veya belirtilmemiş koşullarda kullanım için geçerli değildir.

10. Teknik Parametrelere Dayalı SSS

S: 5V besleme ile hangi direnç değerini kullanmalıyım?
A: En kötü durum maksimum V kullanılarak_F 3.7V ve istenen bir I_F 20mA için: R = (5V - 3.7V) / 0.020A = 65 ohm. En yakın standart değer 68 ohm'dur. Direncin güç değeri (5V-3.3V)^2 / 68Ω ≈ 0.042W'dır, bu nedenle standart bir 1/8W (0.125W) direnç yeterlidir.

S: Bu LED'i daha fazla parlaklık için 30mA'de sürebilir miyim?
A: Hayır. Sürekli ileri akım için Mutlak Maksimum Değer 25mA'dir. 30mA'de çalıştırmak bu değeri aşar, bu da LED'in ömrünü önemli ölçüde kısaltacak ve aşırı ısınma nedeniyle anında arızaya neden olabilecektir. Daima belirtilen sınırlar içinde çalıştırın.

Q: Nihai ürünümdeki LED, bir numuneye kıyasla daha sönük. Neden?
A> Common causes are: 1) Operating at a higher ambient temperature than 25°C, causing intensity drop. 2) Using a resistor value that results in a lower actual forward current. 3) Voltage drop in the supply lines. 4) Selecting an LED from a lower luminous intensity bin (e.g., R1 instead of S2).

Q: Ürünümdeki birden fazla birimde tutarlı yeşil rengi nasıl sağlarım?
A> You must specify and order LEDs from the same Baskın Dalga Boyu bin (e.g., all from Bin Y). Mixing bins (X, Y, Z) will result in visible color differences between LEDs.

11. Design-in Vaka Çalışması Örneği

Senaryo: Bir ağ yönlendirici için bir durum göstergesi paneli tasarlama. Panelde 10 adet aynı yeşil "Bağlantı Aktif" göstergesi bulunuyor.

Tasarım Seçenekleri:

1. Parlaklık Tutarlılığı: Tüm 10 göstergenin eşit derecede parlak görünmesini sağlamak için, tasarımcı satın alma emrinde mevcut en yüksek ışık şiddeti grubunu (S2: 225-285 mcd) belirtir.
2. Renk Tutarlılığı: Bir göstergenin diğerinden biraz daha sarı veya mavi-yeşil görünmesini önlemek için tasarımcı ayrıca tek bir baskın dalga boyu grubunu (örneğin, Bin Y) belirtir.
3. Devre Tasarımı: Yönlendiricinin dahili mantık beslemesi 3.3V'dur. Tipik V_F 3.3V olduğunda, bir akım sınırlama direnci üzerindeki voltaj düşüşü neredeyse sıfır olacaktır. Bu nedenle, V_F varyasyonu azaltmak ve verimliliği artırmak için. Sürücü 20mA sağlayacak şekilde ayarlanmıştır.
4. PCB Yerleşimi: PCB footprint'i, paket boyut çizimine tam olarak uygun şekilde tasarlanmıştır. Rota muhafazası ısınabileceğinden, ısı dağılımına yardımcı olmak için iç katmanlardaki LED lehim pedlerine ek bakır döküm bağlanmıştır.
5. Montaj: LED'ler 8mm şerit ve makara üzerinde sipariş edilmiştir. Üretim ekibi, pik sıcaklığın 260°C'yi aşmamasını sağlayarak, belirtilen yeniden akış profilini tam olarak takip eder. Nem hassas cihazlar, PCB montaj süreci birden fazla geçiş içerdiğinden kullanımdan önce fırınlanır.

Veri sayfasının derinlemesine anlaşılmasına dayanan bu sistematik yaklaşım, tek tip gösterge performansına sahip güvenilir ve profesyonel görünümlü bir ürünle sonuçlanır.