SMD LED 16-213/GHC-YR1S1/3T Veri Sayfası - Parlak Yeşil - 2.7-3.7V - 25mA - Basitleştirilmiş Çince Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

16-213/GHC-YR1S1/3T, modern elektronik uygulamalar için kompakt boyut, yüksek güvenilirlik ve üstün optik performans gereksinimlerine yönelik tasarlanmış bir Yüzey Montaj Cihazı (SMD) LED'dir. Bileşen, parlak yeşil bir ışık çıkışı üreten InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) yarı iletken çip kullanır. Başlıca avantajları şunlardır: Geleneksel kurşun çerçeveli LED'lere kıyasla önemli ölçüde azaltılmış baskılı devre kartı (PCB) kaplama alanı, bu sayede PCB üzerindeki bileşen yoğunluğunun artırılması, depolama gereksinimlerinin azaltılması ve sonuçta nihai cihazların küçültülmesine katkıda bulunulması. Cihaz hafiftir ve özellikle alan kısıtlı ve taşınabilir uygulamalar için uygundur.

Temel ürün konumlandırması, yüksek verimli gösterge ışığı ve arka aydınlatma kaynağı olarak kullanımı içerir. 8mm taşıyıcı şerit ambalajlıdır ve standart otomatik yüzey montaj ekipmanlarıyla uyumluluğu sağlamak için 7 inç çapında makaraya sarılmıştır. LED, ışık çıkışını maksimize etmek ve temiz, parlak bir görünüm sağlamak için şeffaf reçine ile kapsüllenmiştir.

2. Teknik Özelliklerin Detaylı Açıklaması

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Cihazın çalışma limitleri Ta=25°C koşulunda tanımlanmıştır. Bu değerlerin aşılması kalıcı hasara neden olabilir.

• Ters Gerilim (V_R):5V. Bu değerin üzerinde ters voltaj uygulamak LED'in PN birleşimini delip bozabilir.
• Sürekli ileri akım (I_F):25mA. Bu, sürekli çalışma için önerilen maksimum DC akımdır.
• Tepe ileri akımı (I_FP):100mA. Bu değer, %10 görev döngüsü ve 1kHz frekanslı darbe koşullarında, kısa süreli yüksek parlaklık çalışmasına izin verir.
• Güç Tüketimi (P_d):110mW. Bu, paketin termal sınırlarını aşmadan dağıtabileceği maksimum güçtür.
• Elektrostatik Deşarj (ESD):150V (İnsan Vücut Modeli) dayanabilir. Montaj sırasında doğru ESD işlem prosedürleri takip edilmelidir.
• Çalışma Sıcaklığı (T_opr):-40°C ila +85°C. Bu LED, geniş çevresel koşullar altında çalışmak üzere derecelendirilmiştir.
• Depolama sıcaklığı (T_stg):-40°C ila +90°C.
• Kaynak Sıcaklığı (T_sol):Bu cihaz, 260°C'lik tepe sıcaklığında, en fazla 10 saniye süreyle gerçekleştirilen reflow lehimlemeye veya her bir pin için 350°C'de en fazla 3 saniye süreyle gerçekleştirilen elle lehimlemeye dayanabilir.

2.2 Optoelektronik Özellikler

Tipik performanslar Ta=25°C, I_F=20mA koşullarında ölçülmüştür, aksi belirtilmedikçe.

• Işık şiddeti (I_v):112 mcd minimum ile 225 mcd maksimum aralığında olup, tipik değer bu sınıflandırma aralığındadır. Uygulanabilir tolerans ±11%'dir.
• Görüş Açısı (2θ)_1/2):120 derece. Bu geniş görüş açısı, farklı açılardan iyi görünürlük sağlar.
• Tepe Dalga Boyu (λ_p):Tipik değer 518 nm, en yüksek emisyon ışık yoğunluğuna sahip dalga boyunu ifade eder.
• Ana dalga boyu (λ_d):520 nm'den 535 nm'ye kadar olan aralık, algılanan rengi (yeşil) tanımlar. Uygulanabilir tolerans ±1 nm'dir.
• Spektral bant genişliği (Δλ):Tipik değer 35 nm, yarı maksimum yoğunlukta (FWHM) ölçülmüştür.
• İleri yön gerilimi (V_F):2.7V (minimum) ile 3.7V (maksimum) aralığında, 20mA'de tipik değer 3.3V'dur. Uygulanabilir tolerans ±0.05V'dur.
• Ters yön akımı (I_R):5V ters gerilim uygulandığında, maksimum 50 μA'dır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Ürünler, uygulama tasarımında tutarlılığı sağlamak amacıyla temel optik ve elektriksel parametrelere göre sınıflandırılır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

I_v=20mA koşulunda, I_Fsınıflandırılır:

• R1:112 mcd'den 140 mcd'ye
• R2:140 mcd'den 180 mcd'ye
• S1:180 mcd ile 225 mcd arası

Belirli bir seçim kodu (örneğin, GHC-YR1S1'in bir parçası), o özel birimin garanti edilen yoğunluk aralığını belirtir.

3.2 Dominant Dalga Boyu Sınıflandırması

I_d=20mA koşulunda, λ_Fsınıflandırılır:

• X:520 nm ile 525 nm arası
• Y:525 nm ila 530 nm
• Z:530 nm ila 535 nm

Bu, tasarımcıların renk eşleştirme uygulamaları için çok özel bir yeşil tonuna sahip LED'ler seçmesine olanak tanır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, tasarım için kritik öneme sahip birkaç karakteristik eğri sağlar.

4.1 Bağıl Işık Şiddeti ile Ortam Sıcaklığı İlişkisi

Eğri, -40°C'den yaklaşık 25°C'ye kadar ışık şiddetinin nispeten kararlı olduğunu göstermektedir. 25°C'yi aştıktan sonra, şiddet sıcaklık arttıkça kademeli olarak azalır; bu, artan radyasyonsuz yeniden birleşme ve diğer termal etkilerden kaynaklanan LED'lerin yaygın bir özelliğidir. Maksimum çalışma sıcaklığı olan 85°C'de çıkış, oda sıcaklığındakine kıyasla önemli ölçüde daha düşük olabilir. Yüksek ortam sıcaklıklarının beklendiği tasarımlarda bu durum mutlaka dikkate alınmalıdır.

4.2 İleri Yönlü Akım Azaltma Eğrisi

Bu grafik, maksimum izin verilen ileri yönlü akımın ortam sıcaklığına bağlı fonksiyonel ilişkisini tanımlar. 25°C'de tam 25mA'ye izin verilir. Ortam sıcaklığı arttıkça, cihazın 110mW güç tüketim sınırını aşmamak ve uzun vadeli güvenilirliği sağlamak için maksimum izin verilen akım doğrusal olarak azaltılmalıdır. Bu, termal kaçak ve erken arızaları önlemek için çok önemlidir.

3.3 Işık Şiddeti ile İleri Yönlü Akım Arasındaki İlişki

Düşük akımlarda bu ilişki genellikle doğrusaldır, ancak yüksek akımlarda (maksimum nominal değere yakın) doyma veya verim düşüşü belirtileri gösterebilir. Bu eğri, tasarımcıların belirli bir sürücü akımındaki parlaklığı tahmin etmesine olanak tanır.

4.4 Spektral Dağılım

Spektrum, yaklaşık 518 nm'de (yeşil) merkezlenmiş, 35 nm FWHM özelliğine sahip tek bir ana tepe göstermektedir. Görünür spektrumun diğer kısımlarında minimum emisyon, saf yeşil rengi doğrulamaktadır.

4.5 İleri Yön Akım-Voltaj İlişkisi

Bu IV eğrisi, tipik bir diyot üstel ilişkisini sergilemektedir. İleri voltaj, akım arttıkça artar. Belirtilen V_FAralık (2.7V-3.7V, 20mA'da) bu eğri üzerinde görülebilir. Tasarımcılar, belirli bir güç kaynağı voltajı için gerekli akım sınırlama direnci değerini hesaplamak üzere bu eğriyi kullanır.

4.6 Radyasyon Deseni Diyagramı

Kutupsal diyagram, 120°'lik bir görüş açısını göstermektedir. Yoğunluk, merkezi konik bölgede neredeyse düzgündür ve kenarlara doğru azalır. Bu patern, belirli bir aydınlatma açısı gerektiren uygulamalar için çok önemlidir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

5.1 Paket Boyutu

Bu LED, kompakt bir SMD kaplama alanına sahiptir. Anahtar boyutlar gövde boyutları, bacak aralığı ve toplam yüksekliği içerir. Veri sayfasında ayrıntılı boyut çizimi sağlanmıştır ve aksi belirtilmedikçe standart tolerans ±0.1 mm'dir. Ayrıca, güvenilir lehimleme ve mekanik stabilite için tasarlanmış PCB üzerinde önerilen lehim pedi düzeni gösterilmiştir. Tasarımcıların, kendi spesifik PCB üretim süreçlerine ve termal gereksinimlerine göre lehim pedi boyutlarını değiştirmeleri önerilir.

5.2 Polarite İşareti

Bu bileşen bir anot ve bir katoda sahiptir. Veri sayfası çizimi, polariteyi genellikle bir çentik, nokta veya farklı bacak şekilleri ile işaretleyerek belirtir. Doğru işlevselliği sağlamak için PCB düzeni ve montajı sırasında doğru polariteye dikkat edilmelidir.

6. Kaynak ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Sıcaklık Profili

Kurşunsuz reflow lehimleme için ayrıntılı sıcaklık profili sağlanmıştır:

• Ön Isıtma:150-200°C, 60-120 saniye süreyle.
• Likidüs Üstü Süre (217°C):60-150 saniye.
• Lehimleme sonrasında onarım önerilmez. Kaçınılmazsa, LED üzerindeki stresi en aza indirmek için çift uçlu havya ile her iki bacağa aynı anda ısı uygulanmalıdır. Onarımın LED özellikleri üzerindeki potansiyel etkisi önceden değerlendirilmelidir.Maksimum 260°C, 10 saniyeyi aşmamak üzere.
• Isınma hızı:Maksimum 6°C/saniye.
• Soğutma hızı:Maksimum 3°C/saniye.

LED'in iki defadan fazla reflow lehimleme döngüsüne maruz bırakılmaması önerilir. LED gövdesine ısıtma sırasında stres uygulanmasından ve lehimleme sonrası PCB bükülmesinden kaçınılmalıdır.

6.2 El Lehimleme

El ile lehimleme yapılması gerekiyorsa, havya ucunun sıcaklığı 350°C'nin altında olmalı ve her pimin temas süresi 3 saniyeyi geçmemelidir. Düşük güçlü bir havya (≤25W) kullanılması önerilir. Termal şoku önlemek için iki pin arasında lehimleme yaparken en az 2 saniyelik soğuma süresi bırakılmalıdır.

6.3 Yeniden İşleme ve Onarım

Lehimleme sonrası onarım tavsiye edilmez. Kaçınılmazsa, LED üzerindeki stresi en aza indirmek için her iki terminali aynı anda ısıtmak üzere çift uçlu bir lehim havya kullanılmalıdır. Yeniden işlemenin LED özellikleri üzerindeki potansiyel etkisi önceden değerlendirilmelidir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Şerit (Tape) Spesifikasyonu

LED'ler, veri sayfasında belirtilen boyutlarda taşıyıcı şerit ambalajında sağlanır. Her makara 3000 adet içerir. Otomatik işleme ekipmanlarının ayarlanması için makara boyutları (7 inç çap) sağlanmıştır.

7.2 Nem Hassasiyeti ve Depolama

Ürün, içinde desikant ve nem göstergesi kartı bulunan nem geçirmez alüminyum folyo torbada paketlenmiştir. Lehimleme işlemi sırasında nemden kaynaklanan hasarı ("patlamış mısır" etkisi) önlemek için:

• Açmadan önce:≤30°C ve ≤90% RH koşullarında saklayın.
• Açıldıktan sonra:≤30°C ve ≤60% RH koşullarında "workshop life" 1 yıldır. Kullanılmayan parçalar yeniden mühürlenmelidir.
• Fırınlama:Nem tutucu indikatör doygunluğu gösteriyorsa veya depolama süresi aşılmışsa, kullanımdan önce 60±5°C'de 24 saat pişirilmelidir.

7.3 Etiket Açıklaması

Makara etiketi aşağıdaki kodları içerir:

• Müşteri Parça Numarası (CPN)
• Ürün Numarası (P/N)
• Paketleme Miktarı (QTY)
• Işık Şiddeti Sınıfı (CAT)
• Kromatiklik / Ana Dalga Boyu Sınıfı (HUE)
• İleri Yönlü Gerilim Seviyesi (REF)
• Parti Numarası (LOT No.)

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Arka Aydınlatma:Gösterge paneli ışık göstergeleri, anahtar aydınlatması ve LCD panel ile semboller için düz arka aydınlatma.
• Telekomünikasyon ekipmanları:Telefon ve faks makinelerindeki durum göstergeleri ve klavye arka aydınlatması.
• Genel gösterge:Tüketici elektroniği, endüstriyel elektronik ve otomotiv elektroniğinde güç durumu, mod seçimi ve diğer kullanıcı arayüzü göstergeleri için yaygın olarak kullanılır.

8.2 Kritik Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:Harici seri dirençkesinlikle gereklidir, ileri yöndeki akımı sınırlamak için kullanılır. LED'in üstel V-I karakteristiği, çok küçük bir voltaj artışının büyük, yıkıcı bir akım dalgalanmasına yol açabileceği anlamına gelir.
• Isı Yönetimi:İleri akım düşürme eğrisine uyun. Yüksek ortam sıcaklığında veya maksimum akıma yakın çalışırken, yeterli PCB bakır alanı veya diğer soğutma önlemlerini sağlayın.
• ESD Koruması:Hassas hatlarda ESD koruma devreleri uygulayın ve montaj sırasında doğru işlem prosedürlerini izleyin.
• Optik Tasarım:İstenen aydınlatma etkisini elde etmek için, ışık yönlendirici plaka, lens veya difüzör tasarımında 120° görüş açısını ve radyasyon modelini göz önünde bulundurun.

9. Teknoloji Karşılaştırması ve Farklılaşma

Eski delikli LED teknolojisine kıyasla, bu SMD LED'in belirgin avantajları vardır:

• Boyut ve Yoğunluk:Kart üzerinde kapladığı alan önemli ölçüde azalmıştır, bu da miniaturizasyonun gerçekleştirilmesine yardımcı olur.
• Otomasyon:Yüksek hızlı SMT montajı ile tam uyumludur, üretim maliyetini düşürür.
• Performans:InGaN teknolojisi, eski malzemelere kıyasla daha yüksek verimlilik ve daha parlak yeşil ışık çıkışı sağlar.
• Güvenilirlik:Doğru şekilde lehimlendiğinde, SMD yapısı genellikle daha iyi termal performans ve mekanik sağlamlık sunar.
• Uygunluk:该器件无铅，符合RoHS和欧盟REACH法规，并满足无卤标准（Br <900ppm，Cl <900ppm，Br+Cl <1500ppm），使其适合注重环保的设计和全球市场。

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 5V güç kaynağı kullanırken hangi direnç değeri seçilmelidir?

Ohm Kanunu (R = (V_{Güç Kaynağı}- V_F) / I_F), ve 20mA'da tipik V_F3.3V olduğunu varsayalım: R = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85 ohm. Standart 82 veya 100 ohm direnç uygundur. Her zaman minimum V_F(2.7V) ile hesaplayın, böylece akım maksimum değeri aşmaz.

10.2 Daha yüksek parlaklık için bu LED'i 30mA ile sürebilir miyim?

Hayır. Sürekli ileri akım için mutlak maksimum değer 25mA'dır. Bu değerin aşılması güvenilirliği olumsuz etkiler ve anında veya kademeli arızaya yol açabilir. Daha yüksek parlaklık gerekiyorsa, daha yüksek ışık şiddeti sınıfına sahip bir LED (örneğin, S1 sınıfı) veya daha yüksek akım değerine sahip bir ürün seçin.

10.3 Sıcaklık ışık çıkışını nasıl etkiler?

Performans eğrilerinde gösterildiği gibi, ışık şiddeti ortam sıcaklığı arttıkça azalır. 85°C'de çıkış, 25°C'dekinin yalnızca %60-70'i kadar olabilir. Bu durum, sistemin optik tasarımında mutlaka dikkate alınmalıdır.

10.4 Soğutucu gerekiyor mu?

对于在20mA连续工作且环境温度适中（<50°C）的情况，热量通常通过LED引脚传导到PCB铜箔上即可充分散发。遵循建议的焊盘布局可改善散热。对于高环境温度或驱动电流接近最大值的情况，增加连接到LED焊盘的PCB铜箔面积可作为有效的散热片。

11. Tasarım Kullanım Örnek Çalışması

Senaryo: Endüstriyel kontrolör için durum göstergesi paneli tasarımı.

1. Gereksinimler:"Sistem Hazır" durumunu göstermek için birden fazla parlak yeşil LED kullanılır. Panelin çalışma ortam sıcaklığı 60°C'ye kadar çıkabilir.
2. Model Seçimi:Yüksek görünürlük için 16-213/GHC-YR1S1/3T'nin S1 kademesini (180-225 mcd) seçin.
3. Devre Tasarımı:3.3V sistem güç kaynağı rayını kullanın. V_F= 3.3V olduğunu varsayarak seri direnci hesaplayın: R = (3.3V - 3.3V) / 0.02A = 0 ohm. Bu değer geçersizdir. Bu nedenle, LED'i daha düşük bir akımla, örneğin 15mA ile sürün. R = (3.3V - 3.0V*) / 0.015A = 20 ohm. (*IV eğrisine göre, 15mA'de V_Fdaha düşük tahmin edilir).
4. Termal kontrol:60°C ortam sıcaklığında, düşürme eğrisi maksimum akımın azaltılmasını gerektirir. 15mA ile çalışmak, düşürme limitinin altında iyi bir güvenlik marjı sağlayarak uzun vadeli güvenilirliği garanti eder.
5. Yerleşim:PCB lehim pedleri, veri sayfası önerilerine uygun olarak tasarlanmıştır ve ısı dağılımını iyileştirmek için katot pedine bağlı ek bakır alan eklenmiştir.
6. Sonuçlar:İş ortamları için güvenilir, tutarlı parlaklığa sahip bir gösterge ışığı sistemi.

12. Çalışma Prensibi Özeti

Bu LED, yarı iletken bir PN eklemindeki elektrolüminesans prensibiyle çalışır. Aktif bölge InGaN'dan oluşur. Diyot eşik voltajını aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve boşluklar sırasıyla N-tipi ve P-tipi katmanlardan aktif bölgeye enjekte edilir. Bu taşıyıcılar yeniden birleşerek enerjiyi fotonlar şeklinde salar. InGaN alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler; bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyuna (rengine) karşılık gelir - bu durumda yeşil (~518 nm). Şeffaf epoksi kapsül, yarı iletken çipi korur, mekanik stabilite sağlar ve çıkış ışınını şekillendirmek için bir mercek görevi görür.

13. Teknoloji Trendleri

Bu tür SMD LED'lerin gelişimi, fotonik alanındaki daha geniş bir eğilimin parçasıdır:

• Miniaturizasyon:Paket boyutları sürekli olarak küçülüyor (örneğin, 0603'ten 0402'ye ve ardından 0201 metrik boyutlarına), daha küçük cihazlar elde etmek için.
• Verimlilik Artışı:Epitaksiyel büyüme ve çip tasarımındaki sürekli iyileştirmeler, daha yüksek ışık yayma verimliliği (elektriksel giriş watt'ı başına daha fazla ışık çıkışı) sağlamaktadır.
• Renk Tutarlılığı:Daha katı sınıflandırma özellikleri ve gelişmiş üretim süreçleri, farklı üretim partileri arasında renk ve parlaklıkta yüksek düzeyde tutarlılık sağlar; bu, çoklu LED dizileri ve ekranlar için çok önemlidir.
• Güvenilirlik Artırımı:Geliştirilmiş paketleme malzemeleri ve ısı yönetimi tasarımı, çalışma ömrünü uzatmakta ve daha zorlu ortamlarda (daha yüksek sıcaklık, nem) kullanıma izin vermektedir.
• Entegrasyon:Trendler, kontrol IC'sini, akım sınırlama direncini ve hatta çok renkli çipleri (RGB) tek bir pakette entegre etmeyi içerir, böylece son kullanıcının devre tasarımını basitleştirir.

Bu eğilimler, bileşenlerin daha işlevsel, daha güvenilir ve uygulanması daha kolay bir yönde gelişmesini teşvik etmektedir.