SMD LED 19-213 Veri Sayfası - Parlak Yeşil - 120° Görüş Açısı - 2.7-3.2V - 25mA - Şeffaf Reçine - Basitleştirilmiş Çince Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

19-213, modern kompakt elektronik uygulamalar için özel olarak tasarlanmış bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'idir. İndiyum Galyum Nitrür (InGaN) çip teknolojisini kullanarak parlak yeşil bir ışık çıkışı üretir. Bileşenin temel avantajı, PCB (Baskılı Devre Kartı) üzerindeki kapladığı alanı önemli ölçüde azaltan, bileşen montaj yoğunluğunu artıran ve son kullanıcı cihazlarının genel küçültülmesine katkıda bulunan mini boyutudur. Hafif yapısı, onu alan ve ağırlık kısıtlamaları olan uygulamalar için ideal bir seçim haline getirir.

Bu LED, 7 inç çapındaki bir makaraya sarılmış 8mm taşıma bandı paketlemesiyle gelir ve yüksek hızlı otomatik yüzey montaj ekipmanlarıyla tam uyumludur. Bu uyumluluk, seri üretim imalat süreçlerini basitleştirir.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

19-213 SMD LED'in temel avantajları, SMD paketleme formu ve malzeme uyumluluğundan kaynaklanmaktadır. Geleneksel bağlantı çerçevesini terk ederek, PCB ile daha sağlam bir bağlantı sağlar ve yüksek titreşimli ortamlarda daha iyi performans sunar. Ürün kurşunsuz olarak sınıflandırılır, AB'nin RoHS (Zararlı Maddelerin Kısıtlanması) Direktifi'ne uyumludur ve REACH (Kimyasalların Kaydı, Değerlendirilmesi, İzni ve Kısıtlanması) düzenlemelerine uyar. Aynı zamanda halojensizdir; brom (Br) ve klor (Cl) içeriği her biri 900 ppm'in altındadır ve toplamları 1500 ppm'den azdır, bu da çevre dostu tasarımlar için uygun olduğunu gösterir.

Hedef uygulamaları çeşitlidir ve ağırlıklı olarak gösterge ışıkları ve arka aydınlatma işlevlerine odaklanır. Başlıca pazarlar arasında otomotiv iç donanımı (örneğin, gösterge paneli ve anahtar arka aydınlatması), iletişim ekipmanları (örneğin, telefon ve faks makinelerindeki gösterge ışıkları) ve tüketici elektroniği (örneğin, LCD, anahtarlar ve semboller için düz arka aydınlatma) bulunur. Çok yönlülüğü, aynı zamanda geniş bir yelpazedeki diğer gösterge ışığı uygulamaları için de uygun olmasını sağlar.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Bu bölüm, şartname belgesinde tanımlanan temel elektriksel, optik ve termal parametrelerin detaylı ve objektif bir yorumunu sunar. Bu limit değerleri ve tipik değerleri anlamak, güvenilir devre tasarımı için çok önemlidir.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak Maksimum Değerler, cihazda kalıcı hasara yol açabilecek stres limitlerini tanımlar. Bunlar normal çalışma koşulları değildir.

• Ters Gerilim (VR): 5V- 5V'yi aşan bir ters öngerilim uygulanması, birleşim noktasının anında delinmesine yol açabilir. Veri sayfası, bu cihazın ters yönde çalışma için tasarlanmadığını açıkça belirtir; bu değer esas olarak IR test koşulları için geçerlidir.
• İleri Akım (IF): 25mA- LED'den sürekli olarak akabilecek maksimum DC akım. Bu değerin aşılması aşırı ısınmaya, ışık akısında hızlanmış azalmaya veya yıkıcı bir arızaya neden olacaktır.
• Tepe İleri Akım (IFP): 100mA- Bu, %10 görev döngüsü ve 1kHz frekans ile belirlenen maksimum izin verilen darbe akımıdır. Kısa süreler için daha yüksek parlaklık sağlar, ancak kesin zamanlama kontrolü ile kullanılmalıdır.
• Güç Tüketimi (Pd): 95mW- Paketleme, ısı şeklinde dağıtılabilecek maksimum gücü ifade eder ve VF * IF formülü ile hesaplanır. Bu sınır değere yakın çalışırken, PCB için dikkatli bir ısıl yönetim gereklidir.
• Elektrostatik Deşarj (ESD): 150V (İnsan Vücudu Modeli)- Bu İnsan Vücudu Modeli derecelendirmesi, cihazın orta düzeyde ESD duyarlılığına sahip olduğunu gösterir. Potansiyel veya anında arızaları önlemek için montaj ve işletme sırasında uygun ESD işlem prosedürlerine uyulmalıdır.
• Çalışma Sıcaklığı (Topr): -40°C ila +85°C- Cihazın yayınlanan spesifikasyonları dahilinde düzgün çalışmasını garanti eden ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı (Tstg): -40°C ila +90°C- Çalışmayan durumdaki depolama sıcaklığı aralığı.
• Lehimleme Sıcaklığı (Tsol)İki lehimleme eğrisi belirlenmiştir: Reflow lehimleme (260°C tepe sıcaklık, 10 saniyeden fazla olmayan süre) ve elle lehimleme (350°C havya ucu sıcaklığı, her bağlantı noktası için 3 saniyeden fazla olmayan temas süresi).

2.2 Optoelektronik Özellikler

Aksi belirtilmedikçe, bu parametreler standart test koşullarında (Ta=25°C ve IF=5mA) ölçülmüştür. LED'in optik performansını tanımlarlar.

• Işık şiddeti (Iv): 45 - 112 mcd (minimum - maksimum)- LED'in algılanan parlaklığı, milikandela cinsinden ölçülür. Geniş aralık, bir sınıflandırma sisteminin kullanıldığını gösterir (ayrıntılar için Bölüm 3'e bakın). Tipik bir değer açıkça verilmemiştir ve bu aralık içinde bir değere karşılık gelir.
• Görüş Açısı (2θ1/2): 120° (Tipik değer)- Işık şiddetinin tepe değerinin yarısına düştüğü açı aralığı. Bu, eksen dışı konumlardan görünürlük gerektiren uygulamalar için son derece uygun, çok geniş bir görüş açısıdır.
• Tepe Dalgaboyu (λp): 518 nm (Tipik değer)- Işık yayılımının spektral güç dağılımının maksimum değere ulaştığı dalga boyu.
• Baskın dalga boyu (λd): 520 - 535 nm- LED çıkışı ile aynı algılanan rengi oluşturabilen tek renkli ışığın dalga boyu. Bu, renk spesifikasyonunun kilit parametresidir ve aynı zamanda sınıflandırmaya tabi tutulmuştur.
• Spektral bant genişliği (Δλ): 35 nm (Tipik)- Emisyon spektrumunun, maksimum gücün yarısında ölçülen genişliği (Yarı Yükseklikte Tam Genişlik - FWHM). 35nm değeri, InGaN yeşil LED'ler için tipik bir özelliktir.
• İleri Yönlü Gerilim (VF): 2.70 - 3.20 V- 5mA test akımı ile sürüldüğünde, LED üzerindeki gerilim düşüşü. Bu aralık aynı zamanda binning'den etkilenir. Bu parametre için tolerans, binning değerinin ±0.05V'sidir.
• Ters Akım (IR): 50 μA (Maks.)- Belirtilen ters voltaj (5V) uygulandığında maksimum sızıntı akımı.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler performanslarına göre sınıflandırılır. 19-213, üç bağımsız sınıflandırma parametresi kullanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

LED'ler, IF=5mA'de ölçülen ışık şiddetlerine göre dört sınıfa (P1, P2, Q1, Q2) ayrılır. Sınıf aralıkları şu şekildedir: P1 (45.0-57.0 mcd), P2 (57.0-72.0 mcd), Q1 (72.0-90.0 mcd) ve Q2 (90.0-112.0 mcd). Sınıflandırma değerlerinin toleransı ±%11'dir. Tasarımcı, uygulaması için gereken parlaklık seviyesini karşılamak üzere uygun sınıfı seçmelidir.

3.2 Dominant Dalga Boyu Sınıflandırması

Renk tutarlılığı, dominant dalga boyunun üç gruba ayrılmasıyla yönetilir: X (520-525 nm), Y (525-530 nm) ve Z (530-535 nm). Tolerans ±1nm'dir. Bu, aynı partideki tüm LED'lerin çok benzer bir yeşil ton üretmesini sağlar.

3.3 İleri Yönlü Gerilim Sınıflandırması

İleri yönlü gerilim 0.1V adımlarla beş gruba ayrılır: 29 (2.70-2.80V), 30 (2.80-2.90V), 31 (2.90-3.00V), 32 (3.00-3.10V) ve 33 (3.10-3.20V). Tolerans ±0.05V'dir. VF sınıfını bilmek, özellikle birden fazla seri bağlı LED sürerken daha hassas akım sınırlama devreleri tasarlamaya yardımcı olur.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, LED'in standart olmayan koşullardaki davranışını anlamak için çok önemli olan birkaç tipik karakteristik eğri içerir.

4.1 Göreceli Işık Şiddeti ile Ortam Sıcaklığı Arasındaki İlişki

Bu eğri, ışık çıkışının ortam sıcaklığı (Ta) arttıkça nasıl azaldığını göstermektedir. Tüm LED'lerde olduğu gibi, 19-213 modeli de sıcaklık arttıkça ışık akısında azalma yaşar. LED'in veya ortamının ısınabileceği uygulamalarda, tasarımcılar maksimum çalışma sıcaklığında yeterli parlaklığın korunmasını sağlamak için bu termal derecelendirme düşüşünü hesaba katmalıdır.

4.2 Göreceli Işık Şiddeti ile İleri Yön Akımı Arasındaki İlişki

Bu şekil, sürücü akımı ile ışık çıkışı arasındaki doğrusal olmayan ilişkiyi göstermektedir. Akımı artırmak parlaklığı yükseltebilse de, artan ısı nedeniyle verimlilik (lümen/watt) genellikle daha yüksek akımlarda düşer. Ayrıca, akım maksimum derecelendirmeye yaklaştıkça ışık çıkışının doyuma ulaşma eğiliminde olduğunu göstermektedir.

4.3 İleri Yönlü Gerilim ile İleri Yönlü Akım Arasındaki İlişki (IV Eğrisi)

IV eğrisi, devre tasarımının temelidir. Bir diyottaki gerilim ile akım arasındaki üstel ilişkiyi gösterir. Eğrinin, tipik ileri yönlü gerilim yakınındaki "dönüm noktasında", LED belirgin şekilde ışık yaymaya başlar. Bu eğri, uygun akım sınırlama yönteminin (örneğin, direnç değeri veya sabit akım sürücü ayarı) seçimi için çok önemlidir.

4.4 Radyasyon Diyagramı

Kutupsal grafik, ışık şiddetinin uzaysal dağılımını betimler. 19-213'ün 120° görüş açısı, geniş, Lambertian benzeri bir yayılım modeli oluşturur. Bu, onun her açıdan görülebilirliğin gerekli olduğu geniş alan aydınlatması ve gösterge ışıkları için uygunluğunu doğrular.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutu

Veri sayfası, LED paketinin anahtar boyutlarını içeren detaylı iki boyutlu çizimini sağlar. Anahtar ölçümler toplam uzunluk, genişlik, yükseklik, pad boyutları ve konumu ile katot tanımlayıcısının (genellikle bir köşedeki çentik veya yeşil işaret) konumunu içerir. Belirtilmemiş tüm toleranslar ±0.1mm'dir. Bu çizim, CAD yazılımında PCB pad deseni (footprint) oluşturmak için çok önemlidir.

5.2 Polarite Tanımlama

Doğru polarite, çalışma için kritik öneme sahiptir. Paket, katot (-) terminalini tanımlamak için görsel bir işaret içerir. Tasarımcılar ve montaj teknisyenleri, bileşen yönünü PCB üzerinde doğru şekilde yerleştirmek için boyut çizimine başvurmalıdır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

LED'lere zarar vermeden güvenilir kaynak bağlantıları elde etmek için bu kılavuzlara uymak çok önemlidir.

6.1 Reflow Lehimleme Sıcaklık Profili

Önerilen kurşunsuz reflow lehimleme sıcaklık profili sağlanmıştır. Temel parametreler şunları içerir: 150-200°C arasındaki ön ısıtma bölgesi, 60-120 saniye süre; sıvı faz çizgisi üzeri (217°C) süresi 60-150 saniye; tepe sıcaklığı 260°C'yi geçmemelidir; tepe sıcaklığında maksimum kalma süresi 10 saniye. Maksimum ısınma hızı 6°C/saniye, maksimum soğuma hızı 3°C/saniye. Reflow lehimleme işlemi iki defayı geçmemelidir.

6.2 El Lehimleme Dikkat Edilmesi Gerekenler

El ile lehimleme yapılması zorunlu ise, ekstra dikkat gösterilmelidir. Havya ucu sıcaklığı 350°C'nin altında olmalı ve her bir lehim bağlantısı ile temas süresi 3 saniyeyi geçmemelidir. Düşük güçlü havya (≤25W) kullanılması önerilir. Her bir lehim bağlantısı arasında, ısının dağılması için en az 2 saniye ara verilmelidir.

6.3 Depolama ve Nemden Koruma Gereksinimleri

LED'ler, nem alıcılı nem koruma torbalarında paketlenmiştir. Bileşen kullanıma hazır olana kadar torba açılmamalıdır. Açıldıktan sonra, kullanılmayan LED'ler ≤30°C sıcaklıkta ve ≤%60 bağıl nemde saklanmalı ve 168 saat (7 gün) içinde kullanılmalıdır. Depolama süresi belirtileni aşarsa veya nem alıcı nem emdiğini gösterirse, yeniden akış lehimleme sırasında "patlamış mısır" etkisini önlemek için kullanımdan önce 60±5°C'de 24 saat boyunca ısıl işleme tabi tutulmalıdır.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Kaset Özellikleri

Bileşenler, şartname belgesinde belirtilen boyutlarda, embosslu taşıyıcı bant formunda sağlanır. Taşıyıcı bant, standart 7 inç (178 mm) çapındaki makaralara sarılır. Her makara 3000 adet içerir. Otomatik montaj ekipmanlarıyla uyumluluğu sağlamak için makara boyutları (göbek çapı, flanş çapı, genişlik) sağlanmıştır.

7.2 Etiket Açıklaması

Makara etiketi birkaç önemli kodu içerir: P/N (Ürün Numarası), QTY (Paket Miktarı), CAT (Işık Şiddeti Sınıfı/Derecesi), HUE (Renk Özü/Ana Dalga Boyu Sınıfı), REF (İleri Yönlü Gerilim Sınıfı) ve LOT No (İzlenebilir Parti Numarası). Bu etiketi anlamak, stok kontrolü ve üretimde doğru performans derecesinin kullanılmasını sağlamak için önemlidir.

8. Uygulama Tasarımı Değerlendirmeleri

8.1 Akım sınırlama önlemleri kullanılmalıdır

Specification, harici bir akım sınırlama direnci (veya sabit akım sürücüsü) kullanılmasının zorunlu olduğunu vurgulamaktadır. LED'in akımı, voltaj ileri voltajının biraz üzerine çıktığında katlanarak keskin bir şekilde artar. Akım sınırlama olmadan, güç kaynağı voltajındaki en küçük dalgalanmalar bile akımın maksimum derecelendirmeyi aşmasına ve anında arızaya yol açmasına neden olabilir.ZorunluKullanım. LED'in voltajı ileri voltajını biraz aştığında, akım katlanarak keskin bir şekilde yükselir. Akım sınırlama olmadan, güç kaynağı voltajındaki en küçük bir dalgalanma bile akımın maksimum derecelendirmeyi aşmasına ve anında arızaya yol açmasına neden olabilir.

8.2 Isıl yönetim

Paketin kendisi ısı yaysa da, ana ısı yayma yolu, lehim pedlerinden PCB bakır katmanlarına doğrudur. Yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum akıma yakın çalışan uygulamalar için, ısı dağılımına yardımcı olmak amacıyla yeterli ısıl tasarıma sahip, daha geniş bakır izler ve hatta toprak katmanına bağlanan özel ısı pedleri içeren PCB'lerin kullanılması düşünülmelidir.

8.3 Elektrostatik Deşarj (ESD) Koruması

150V HBM ESD derecelendirmesi göz önüne alındığında, özellikle elektrostatik deşarjın yaygın olduğu ortamlarda ve LED'lerin kullanıcı tarafından erişilebilir olduğu durumlarda, LED'e bağlı hatlara temel ESD koruması (örneğin, geçici voltaj baskılama diyotu veya seri direnç) eklemek akıllıca olabilir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

19-213, temel olarak 120° süper geniş görüş açısı ve şeffaf reçine kombinasyonu ile farklılaşmaktadır. Birçok gösterge LED'i görüş açısını genişletmek için dağıtıcı reçine kullanır, ancak bu eksenel tepe yoğunluğunu azaltır. 19-213, şeffaf reçine kullanarak geniş bir görüş açısı elde eder; bu, iyi bir eksen dışı görünürlüğü korurken doğrudan eksenel yönde daha yüksek algılanan parlaklık sağlayabilir. Modern çevre düzenlemelerine (RoHS, REACH, halojensiz) tam uyumu da çoğu yeni tasarım için standart ancak gerekli bir gerekliliktir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 5V güç kaynağı kullanırken hangi direnç değeri seçilmelidir?

Direnç değeri (R), gerekli ileri akıma (IF) ve belirli bir LED derecesinin ileri voltajına (VF) bağlıdır. Ohm Kanunu'nu kullanın: R = (Güç Kaynağı Voltajı - VF) / IF. Örneğin, 5V güç kaynağı, 3.0V VF (derece 31) ve 20mA hedef IF ile: R = (5 - 3.0) / 0.020 = 100 Ohm. Direncin güç tüketimini her zaman hesaplayın: P_direnç = (Güç Kaynağı Voltajı - VF) * IF. Bu örnekte, P = 2V * 0.02A = 0.04W, bu nedenle standart 1/8W (0.125W) direnç yeterlidir.

10.2 Bu LED'i karartmak için PWM sinyali ile sürmek mümkün müdür?

可以，脉宽调制（PWM）是调光LED的绝佳方法。它通过快速开关LED来工作。感知亮度与占空比（LED开启时间的百分比）成正比。与模拟调光（降低电流）可能导致颜色偏移不同，PWM调光能保持LED的颜色一致性。确保PWM频率足够高（通常>100Hz）以避免可见闪烁。

10.3 Depolama ve pişirme işlemleri neden bu kadar önemlidir?

SMD paketleri atmosferden nem emer. Yüksek sıcaklıktaki reflow lehimleme işlemi sırasında, hapsolmuş bu nem hızla buharlaşarak paket içinde buhar basıncı oluşturur. Bu, iç katman ayrışmasına, reçine çatlamasına veya bağlama teli arızalarına yol açabilir - bu olgu "popcorn" efekti olarak adlandırılır. Nem geçirmez ambalajlama ve pişirme prosedürleri tam da bu arıza modunu önlemek içindir.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örnekleri

11.1 Panel Arka Aydınlatması için Çoklu LED Dizileri

Küçük bir LCD veya anahtar panelini aydınlatmak için, birden fazla 19-213 LED bir dizi halinde düzenlenebilir. İleri voltaj derecelendirmesi nedeniyle, LED'leri seri bağlamak yerine paralel bağlamak ve her bir LED'e ayrı bir akım sınırlama direnci eklemek genellikle daha güvenilir bir yaklaşımdır. Bu konfigürasyon, bireysel LED'ler arasındaki VF farklılıklarının dengesiz akım dağılımına ve parlaklık tutarsızlığına yol açmasını önler. Daha büyük diziler için, çoklu paralel LED kanalları için tasarlanmış sabit akım sürücü IC'leri en düzgün ve verimli çözümü sağlayacaktır.

11.2 Mikrodenetleyiciye Bağlı Durum Göstergesi

Doğrudan bir mikrodenetleyici GPIO pini ile sürüldüğünde, pinin akım kaynağı/çekme kapasitesi kontrol edilmelidir. Birçok MCU pininin sınırı 20-25mA'dır ve bu, LED'in maksimum değeriyle oldukça uyumludur. Devre, MCU pini ile toprak (akım çekme konfigürasyonu için) veya VCC (akım kaynağı konfigürasyonu için) arasına bağlanan bir LED ve bir seri dirençten oluşacaktır. Direnç değeri, MCU'nun çıkış voltajı (örneğin 3.3V) ve LED'in VF değeri kullanılarak hesaplanır.

12. Çalışma Prensibi Özeti

19-213 LED, indiyum galyum nitrür (InGaN) ile yapılmış bir yarı iletken diyot yapısına dayanır. Diyot eklem potansiyelini (yaklaşık 2.7-3.2V) aşan ileri yönlü bir voltaj uygulandığında, elektronlar ve boşluklar yarı iletkenin aktif bölgesine enjekte edilir. Bu taşıyıcılar yeniden birleştiğinde, enerjilerini foton (ışık) şeklinde salarlar. InGaN alaşımının spesifik bileşimi, yarı iletkenin bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler. Bu örnekte, alaşım yeşil spektrum (520-535 nm) fotonları üretecek şekilde ayarlanmıştır. Şeffaf epoksi kapsül, yarı iletken çipi korur, mekanik stabilite sağlar ve yayılan ışığı 120°'lik bir görüş açısına şekillendiren bir lens görevi görür.

13. Teknoloji Trendleri ve Arka Plan

19-213, SMD LED pazarında olgun ve yaygın olarak benimsenmiş bir teknolojiyi temsil etmektedir. Bu alandaki eğilimler birkaç önemli yönde ilerlemeye devam etmektedir. İlk olarak, sürekli olarak artan ışık verimliliği (watt başına daha fazla ışık çıkışı) devam eden bir itici güçtür ve bu da enerji verimliliğini artırmaktadır. İkinci olarak, özellikle yeşil spektrumda daha yüksek renk saflığı ve doygunluğu arayışı hala aktiftir. Üçüncüsü, paket küçültme devam etmekte, 19-213'ten daha küçük form faktörleri ultra kompakt cihazlarda yaygın hale gelmektedir. Son olarak, entegrasyon artan bir eğilimdir; çok renkli LED'ler (RGB) veya entegre kontrol devreli (I2C adreslenebilir LED gibi) LED'ler birden fazla işlevi tek bir pakette birleştirerek tasarımı ve montajı basitleştirir. 19-213, güvenilirliği, geniş kullanılabilirliği ve uyumluluğu ile gösterge ışığı ve aydınlatma uygulamalarının geniş ekosisteminde temel bir yapı taşı olarak hizmet etmektedir.