SMD LED 19-213/GHC-YR1S2/3T Veri Sayfası - Parlak Yeşil - 3.5V - 25mA - 120° Görüş Açısı - İngilizce Teknik Doküman

1. Ürüne Genel Bakış

19-213/GHC-YR1S2/3T, modern ve kompakt elektronik uygulamalar için tasarlanmış bir yüzey montajlı (SMD) LED'dir. Geleneksel kurşun çerçeveli tip bileşenlere kıyasla önemli bir ilerlemeyi temsil ederek, kart boyutunda önemli azalmalar, artan paketleme yoğunluğu ve en aza indirilmiş depolama gereksinimleri sağlar. Bu, nihayetinde daha küçük ve daha verimli son kullanıcı ekipmanlarının geliştirilmesine katkıda bulunur.

Hafif yapısı, onu ağırlık ve boyutun kritik faktörler olduğu minyatür ve alanı kısıtlı uygulamalar için özellikle uygun kılar. Cihaz, parlak yeşil bir ışık yayan tek renkli bir tiptir ve kurşunsuz malzemeler kullanılarak üretilmiştir; bu da çağdaş çevre ve güvenlik düzenlemelerine uyumu sağlar.

1.1 Temel Avantajlar ve Uygunluk

Bu LED'in temel avantajları, SMD paketlemesi ve malzeme bileşiminden kaynaklanmaktadır.

• Miniaturizasyon: Delikli LED'lere kıyasla çok daha küçük kapladığı alan, baskılı devre kartlarında (PCB) daha yüksek bileşen yoğunluğuna olanak tanır.
• Otomasyon Uyumluluğu: 7 inç çapındaki makaralarda 8mm şerit üzerinde paketlenmiştir, yüksek hızlı otomatik yerleştirme ekipmanlarıyla tam uyumludur ve üretim sürecini kolaylaştırır.
• Sağlam Lehimleme: Kızılötesi ve buhar fazı reflow lehimleme işlemlerinin her ikisiyle uyumludur, montaj hatlarında esneklik sunar.
• Çevresel Uyumluluk: Ürün kurşunsuzdur ve RoHS (Zararlı Maddelerin Kısıtlanması) uyumlu spesifikasyonlar dahilinde kalacak şekilde tasarlanmıştır. Ayrıca AB REACH düzenlemelerine uygun olup halojensizdir; Brom (Br) ve Klor (Cl) içeriği her biri 900 ppm'in altında ve toplamları 1500 ppm'in altındadır.

2. Teknik Parametrelerin Derinlemesine İncelenmesi

Bu bölüm, Mutlak Maksimum Değerler ve Elektro-Optik Özellikler tablolarında tanımlandığı şekilde LED'in elektriksel, optik ve termal spesifikasyonlarının detaylı ve objektif bir analizini sunar.

2.1 Absolute Maximum Ratings

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Güvenilir performans için bu sınırlarda veya yakınında çalıştırılması önerilmez.

• Ters Gerilim (V_R): 5V. Ters polarmada bu voltajın aşılması eklem çökmesine neden olabilir.
• İleri Yön Akımı (I_F): 25mA (sürekli). Bu, normal çalışma için önerilen maksimum DC akımdır.
• Tepe İleri Yön Akımı (I_FP): 50mA (1/10 görev döngüsünde, 1kHz). Bu değer kısa darbe çalışmasına izin verir ancak aşırı ısınmayı önlemek için görev döngüsüne kesinlikle uyulmalıdır.
• Güç Harcaması (P_d): 95mW. Bu, paketin 25°C ortam sıcaklığında (T_a) dağıtabileceği maksimum güçtür. Daha yüksek sıcaklıklarda güç azaltımı gerekir.
• Elektrostatik Deşarj (ESD): 150V (İnsan Vücudu Modeli). Montaj ve taşıma sırasında uygun ESD işlem prosedürleri gereklidir.
• Çalışma Sıcaklığı (T_opr): -40°C ila +85°C. Cihaz endüstriyel sıcaklık aralığı uygulamaları için derecelendirilmiştir.
• Depolama Sıcaklığı (T_stg): -40°C ila +90°C.
• Lehimleme Sıcaklığı (T_sol): Cihaz, 260°C tepe sıcaklığında 10 saniyeye kadar yeniden akış lehimlemeye veya her terminal için 350°C'de 3 saniyeye kadar elle lehimlemeye dayanabilir.

2.2 Electro-Optical Characteristics

T_a=25°C ve I_F=20mA'de ölçülen bu parametreler, cihazın standart test koşulları altındaki performansını tanımlar.

• Işık Şiddeti (I_v): Minimum 112.0 mcd ile maksimum 285.0 mcd arasında değişir. Gerçek değer sınıflandırılmıştır (Bkz. Bölüm 3). Tolerans ±%11'dir.
• Görüş Açısı (2θ_1/2): 120 derece (tipik). Bu geniş görüş açısı, LED'i geniş aydınlatma veya birden fazla açıdan görünürlük gerektiren uygulamalar için uygun kılar.
• Tepe Dalga Boyu (λ_p): 518 nm (tipik). Bu, spektral emisyonun en güçlü olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d): 520.0 nm ile 535.0 nm arasında değişir. Bu, ışığın algılanan rengidir ve aynı zamanda sınıflandırılır. Tolerans ±1 nm'dir.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ): 35 nm (tipik). Bu, tepe dalga boyu etrafındaki yayılan spektrumun yayılımını gösterir.
• İleri Yön Gerilimi (V_F): 3.5V (tipik), I_F=20mA'de maksimum 4.0V. Tolerans ±0.1V'dir. Bu parametre, akım sınırlama devresini tasarlamak için çok önemlidir.
• Ters Yön Akımı (I_R): V_R=5V'de Maksimum 50 μA. Cihazın ters öngerilimde çalışacak şekilde tasarlanmadığını not etmek kritik önem taşır; bu test koşulu yalnızca karakterizasyon içindir.

3. Binning Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için, LED'ler temel parametrelere göre gruplara (bin) ayrılır.

3.1 Işık Şiddeti Binning

LED'ler, I_F=20mA'daki ölçülen ışık şiddetlerine göre dört gruba (R1, R2, S1, S2) ayrılır.

• Bin R1: 112.0 – 140.0 mcd
• Bin R2: 140.0 – 180.0 mcd
• Bin S1: 180.0 – 225.0 mcd
• Bin S2: 225.0 – 285.0 mcd

Birden fazla LED'de düzgün parlaklık gerektiren uygulamalar için uygun binin seçilmesi esastır.

3.2 Baskın Dalga Boyu Binning

LED'ler ayrıca renk varyasyonunu kontrol etmek için baskın dalga boylarına göre sınıflandırılır. Üç sınıf (X, Y, Z) tanımlanmıştır.

• X Sınıfı: 520.0 – 525.0 nm
• Y Sınıfı: 525.0 – 530.0 nm
• Z Sınıfı: 530.0 – 535.0 nm

Hassas renk eşleştirmenin kritik olduğu uygulamalarda (örneğin, durum göstergeleri, arka aydınlatma dizileri), dar bir dalga boyu aralığı belirtmek gereklidir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, LED'in performansının çalışma koşullarına göre nasıl değiştiğini gösteren tipik karakteristik eğriler sağlar. Bunlar sağlam devre tasarımı için gereklidir.

4.1 Ortam Sıcaklığına Karşı Bağıl Işık Şiddeti

Bu eğri, ortam sıcaklığı arttıkça ışık çıkışının düşüşünü gösterir. Tüm LED'lerde olduğu gibi, ışık verimliliği eklem sıcaklığının yükselmesiyle azalır. Tasarımcılar, özellikle yüksek sıcaklık ortamlarında veya yüksek akım uygulamalarında, istenen parlaklığın korunmasını sağlamak için bu termal düşümü hesaba katmalıdır.

4.2 İleri Akıma Karşı İleri Voltaj (I-V Eğrisi)

I-V eğrisi, LED'in ileri yönlü polarma durumunda akım ve gerilim arasındaki üstel ilişkiyi gösterir. 20mA'de tipik ileri yönlü gerilim (V_F) 3.5V'dur ve bu önemli bir tasarım noktasıdır. Gerilimdeki küçük bir artış, büyük ve potansiyel olarak zarar verici bir akım artışına yol açabilir; bu da bir akım sınırlama direnci veya sabit akım sürücüsü kullanmanın mutlak gerekliliğini vurgular.

4.3 İleri Akıma Karşı Bağıl Işık Şiddeti

Bu eğri, ışık çıkışının akımla arttığını ancak tüm aralıkta mutlaka doğrusal olmadığını gösterir. Ayrıca, termal ve verimlilik etkileri nedeniyle daha yüksek akımlarda doygunluğa eğilim gösterir. Maksimum nominal akım (25mA) yakınında çalışmak daha yüksek parlaklık sağlayabilir ancak aynı zamanda daha fazla ısı üretecek ve uzun vadeli güvenilirliği azaltacaktır.

4.4 Radyasyon Deseni

Işıma diyagramı, 120 derecelik görüş açısını görsel olarak doğrular. Yoğunluk tipik olarak 0 derecede (LED yüzeyine dik) en yüksektir ve görüş konisinin kenarlarına doğru azalır. Bu desen, ışık kılavuzları veya lensler tasarlamak veya göstergeler için optimal yerleşimi belirlemek açısından önemlidir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED, standart bir SMD paketine sahiptir. Boyut çizimi, pad boyutu, aralığı ve bileşen yüksekliği dahil olmak üzere PCB lehim yatağı deseni tasarımı için kritik ölçümler sağlar. Belirtilmeyen tüm toleranslar ±0.1mm'dir. PCB yerleşiminde bu boyutlara doğru şekilde uyulması, güvenilir lehimleme ve mekanik stabilite için hayati önem taşır.

5.2 Polarite Tanımlama

Katot genellikle cihaz üzerinde, çoğunlukla bir çentik, yeşil bir nokta veya farklı bir pad boyutu ile işaretlenir. Doğru devre çalışmasını sağlamak için yerleştirme sırasında doğru polariteye dikkat edilmelidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Uygun taşıma ve lehimleme, verim ve uzun vadeli güvenilirlik için kritik öneme sahiptir.

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz bir reflow profili belirtilmiştir:

• Ön Isıtma: 60–120 saniye boyunca 150–200°C.
• Sıvı Faz Üzerinde Geçen Süre (217°C): 60–150 saniye.
• Tepe Sıcaklığı: Maksimum 260°C, 10 saniyeden fazla tutulmamalıdır.
• Isıtma Hızı: Maksimum 6°C/saniye.
• 255°C Üzerindeki Süre: Maksimum 30 saniye.
• Soğutma Hızı: Maksimum 3°C/saniye.

Aynı cihaz üzerinde reflow lehimleme işlemi ikiden fazla kez yapılmamalıdır.

6.2 El ile Lehimleme

El ile lehimleme kaçınılmaz ise:

• Uç sıcaklığı 350°C'nin altında olan bir lehim havya kullanın.
• Her terminal için temas süresini 3 saniye ile sınırlayın.
• Güç tüketimi 25W'ın altında olan bir havya kullanın.
• Her terminali lehimledikten sonra en az 2 saniyelik bir aralık bırakın.

El ile lehimleme, termal hasar riskini daha fazla artırır.

6.3 Depolama ve Nem Hassasiyeti

LED'ler nem geçirmez bariyer torbalarında, kurutucu ile paketlenmiştir.

• Kullanıma hazır olana kadar torbayı açmayın.
• Açıldıktan sonra, kullanılmayan LED'ler ≤30°C ve ≤%60 RH koşullarında depolanmalıdır.
• Torba açıldıktan sonraki "kullanım ömrü" 168 saattir (7 gün).
• Bu süre aşılırsa veya kurutucu doygunluğu gösterirse, "popcorning"i (buharlaşan nem nedeniyle paket çatlaması) önlemek için reflow öncesinde 60±5°C'de 24 saat boyunca kurutma işlemi gereklidir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Makara ve Şerit Özellikleri

Cihaz, kabartmalı taşıyıcı bant içinde tedarik edilir:

• Taşıyıcı Bant Genişliği: 8mm.
• Makara Çapı: 7 inç.
• Makara Başına Miktar: 3000 adet.

Otomatik besleyicilerle uyumluluk için ayrıntılı makara ve taşıyıcı bant ölçüleri sağlanmıştır.

7.2 Etiket Açıklaması

Makara etiketi birkaç önemli tanımlayıcı içerir:

• P/N: Ürün Numarası (örn., 19-213/GHC-YR1S2/3T).
• QTY: Paketleme Miktarı.
• CAT: Işık Şiddeti Sınıfı (Bin kodu: R1, R2, S1, S2).
• RENK TONU: Chromaticity Coordinates & Baskın Dalga Boyu Rank (Bin code: X, Y, Z).
• REF: İleri Yönlü Gerilim Sınıfı.
• LOT No: İzlenebilir üretim lot numarası.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Parlak yeşil rengi, geniş görüş açısı ve SMD form faktörü sayesinde, bu LED şunlar için çok uygundur:

• Arka Aydınlatma: Gösterge paneli aydınlatması, anahtar arka aydınlatması ve LCD'ler ile semboller için düz arka aydınlatma.
• Durum Göstergeleri: Telekomünikasyon ekipmanlarında (telefonlar, faks makineleri), tüketici elektroniğinde ve endüstriyel kontrol panellerinde.
• Genel Amaçlı İndikatör: Kompakt, parlak, yeşil bir görsel sinyal gerektiren herhangi bir uygulama.

8.2 Kritik Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama Zorunludur: Her zaman bir seri direnç veya sabit akım sürücüsü kullanın. İleri voltaj negatif bir sıcaklık katsayısına ve üretim toleransına sahiptir, bu da doğrudan bir voltaj kaynağına bağlanmayı güvensiz kılar.
• Termal Yönetim: Güç dağılımı düşük olsa da, termal pedin altında (varsa) yeterli PCB bakır alanı veya termal geçiş delikleri sağlamak, daha düşük eklem sıcaklığını korumaya, parlaklığı ve ömrü muhafaza etmeye yardımcı olur.
• ESD Koruması: LED kullanıcı tarafından erişilebilir bir konumdaysa sinyal hatlarında ESD koruması uygulayın ve montaj sırasında ESD güvenli işlem prosedürlerine uyun.
• Optik Tasarım: 120° görüş açısı geniş kapsama sağlar. Odaklanmış ışık için harici bir lens veya ışık kılavuzu gerekli olabilir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Eski delikli LED'lere kıyasla, bu SMD cihazı belirgin avantajlar sunar:

• Size & Density: Önemli ölçüde daha küçük, modern mini elektronik cihazları mümkün kılar.
• Üretim Verimliliği: Şerit ve makara paketleme, tam otomatik, yüksek hızlı montaja olanak tanır.
• Performans: Genellikle birçok radyal bacaklı muadiline göre daha iyi parlaklık tutarlılığı ve daha geniş görüş açısı sunar.
• Güvenilirlik: SMD yapısı genellikle titreşime ve mekanik şoka karşı daha iyi direnç sağlar.

Parlak yeşil rengi (InGaN malzeme kullanımı), 120° görüş açısı ve standart SMD ayak izinin spesifik kombinasyonu, onu geniş yeşil SMD LED kategorisi içinde farklılaştırır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 Akım sınırlama direnci neden kesinlikle gereklidir?

LED'in Akım-Gerilim (I-V) karakteristiği üsseldir. Besleme voltajındaki küçük bir artış veya LED'in ileri voltajındaki (sıcaklık artışı nedeniyle) bir düşüş, kontrolsüz büyük bir akım dalgalanmasına neden olabilir, bu da Mutlak Maksimum Değeri hızla aşarak cihazı tahrip eder. Bir direnç, tanımlanmış, güvenli bir çalışma akımı belirler.

10.2 Bu LED'i 5V besleme ile sürebilir miyim?

Evet, ancak bir seri direnç kullanmalısınız. 20mA'de tipik V_F 3.5V olduğunda, direnç üzerindeki voltaj düşümü 1.5V (5V - 3.5V) olacaktır. Ohm Kanunu (R = V/I) kullanılarak, gerekli direnç değeri 1.5V / 0.020A = 75 Ohm olacaktır. Standart bir 75Ω veya 82Ω direnç uygun olacaktır, ancak direncin güç değeri (P = I²R) da kontrol edilmelidir.

10.3 Tasarımım için bin kodları (R1, S2, X, Y) ne anlama geliyor?

Tasarımınız birden fazla LED kullanıyorsa ve tekdüze bir görünüm gerektiriyorsa, tüm birimler için aynı yoğunluk ve dalga boyu bin kodlarını belirtmelisiniz. Binlerin karıştırılması, bitişik LED'ler arasında gözle görülür şekilde farklı parlaklıklar veya renk tonlarıyla sonuçlanabilir. Tek LED'li uygulamalar veya varyasyonun kabul edilebilir olduğu durumlar için daha geniş bir bin seçimi kullanılabilir.

10.4 Sıcaklık performansı nasıl etkiler?

Ortam sıcaklığı yükseldikçe:

• Işık Şiddeti Azalır: Işık çıkışı düşer (azaltma eğrisine bakınız).
• İleri Voltajı Azalır: V_F negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir (InGaN için ~ -2mV/°C). Hesaba katılmazsa, basit bir dirençle sınırlandırılmış devrede akımın yükselmesine neden olabilir.
• Dalga Boyu Hafifçe Kayar: Baskın dalga boyu kayabilir, genellikle daha uzun dalga boylarına doğru (kırmızıya kayma).

Yüksek sıcaklık ortamları için tasarımlar sabit akım sürücüleri kullanmalı ve parlaklık hesaplamalarında termal azaltmayı dikkate almalıdır.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Senaryo: Çoklu LED'li durum göstergesi paneli tasarımı.

1. Gereksinimler: Ön panelde farklı sistem durumlarını gösteren, 10 adet düzgün parlaklıkta yeşil LED.
2. Seçim: 19-213 LED'i belirtin. Düzgünlüğü sağlamak için tüm birimleri aynı ışık şiddeti grubundan (örn. S1) ve aynı baskın dalga boyu grubundan (örn. Y) sipariş edin.
3. Devre Tasarımı: 5V ray kullanın. Seri direnç hesaplaması: R = (5V - 3.5V) / 0.020A = 75Ω. Direnç gücü: P = (0.020A)² * 75Ω = 0.03W, bu nedenle standart 1/10W (0.1W) direnç yeterlidir. Bireysel kontrol için her LED için bir direnç yerleştirin.
4. PCB Yerleşimi: Paket boyutlarından önerilen lehim pedi desenini takip edin. İstenen estetik için LED'ler arasında yeterli boşluk sağlayın.
5. Montaj: Belirtilen yeniden akış profilini kullanın. Nem hassas cihazları, montaj hattında kullanılana kadar mühürlü torbalarda saklayın.
6. Sonuç: Kontrollü parlaklık ve renge sahip, güvenilir, tutarlı görünümlü bir gösterge paneli.

12. İlke Tanıtımı

Bu LED, bir yarı iletken diyot yapısına dayanmaktadır. Aktif bölge, doğrudan bant aralıklı bir yarı iletken malzeme olan İndiyum Galyum Nitrürden (InGaN) oluşur. İleri yönlü bir voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir ve burada yeniden birleşirler. InGaN gibi doğrudan bant aralıklı bir malzemede, bu yeniden birleşme olayı enerjiyi başlıca fotonlar (ışık) şeklinde salar; bu sürece elektrolüminesans denir. InGaN alaşımının özgün bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler, bu da yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler—bu durumda, parlak yeşil (~518-535 nm). Epoksi reçine kapsülü, yarı iletken çipi korur, ışık çıktısını şekillendirmek için bir mercek görevi görür (120° görüş açısına katkıda bulunur) ve fosforlar veya boyalar içerebilir, ancak bu tek renkli tip için su berraklığındadır.

13. Gelişim Eğilimleri

19-213 gibi SMD LED'lerin evrimi, birkaç net endüstri eğilimini takip eder:

• Artan Verimlilik: Devam eden malzeme bilimi ve çip tasarımı iyileştirmeleri, watt başına daha fazla lümen (daha yüksek etkinlik) üretmeyi ve belirli bir ışık çıktısı için güç tüketimini azaltmayı amaçlamaktadır.
• Miniaturizasyon: Daha küçük paketler için süren çaba (örneğin, 0402, 0201 metrik boyutları), giderek daha kompakt elektronik cihazların geliştirilmesini sağlamaya devam etmektedir.
• Gelişmiş Renk Tutarlılığı: Epitaksiyel büyüme ve sınıflandırma süreçlerindeki ilerlemeler, dalga boyu ve yoğunlukta daha sıkı toleranslara yol açarak bazı uygulamalarda katı sınıf seçimi ihtiyacını azaltmaktadır.
• Higher Reliability & Power Handling: Paket malzemelerindeki, termal yollardaki ve lehim bağlantısı tasarımlarındaki iyileştirmeler, benzer boyutlardaki paketlerde daha yüksek maksimum sürücü akımlarına ve güç dağılımına olanak tanır.
• Genişletilmiş Çevresel Uyumluluk: Halojensiz, düşük VOC (Uçucu Organik Bileşik) ve tamamen geri dönüştürülebilir malzemelere yönelim, küresel sürdürülebilirlik girişimleriyle uyumludur.

Bu eğilimler, giderek daha küçük ve daha uygun maliyetli bileşenlerden daha fazla performans, güvenilirlik ve çevre dostu özellik sunmaya odaklanmaktadır.