SMD LED 19-217 Veri Sayfası - Kızılımsı Turuncu - 120° Görüş Açısı - 5mA İleri Akım - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

19-217, modern ve kompakt elektronik montajlar için tasarlanmış bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'dir. Kızılımsı turuncu bir ışık çıkışı üretmek için AlGaInP (Alüminyum Galyum İndiyum Fosfit) çip kullanır. Temel avantajı, geleneksel bacaklı LED'lere kıyasla önemli ölçüde azaltılmış kapladığı alandır; bu, baskılı devre kartları (PCB'ler) üzerinde daha yüksek paketleme yoğunluğu, azaltılmış depolama gereksinimleri ve nihayetinde son ekipmanların küçültülmesine katkı sağlar. Bileşen hafiftir, bu da alan ve ağırlığın kritik kısıtlamalar olduğu uygulamalar için uygun olmasını sağlar.

1.1 Temel Avantajlar

• Küçültme:SMD paketi, daha küçük kart tasarımlarına olanak tanır.
• Otomasyon Uyumluluğu:7 inçlik makaralar üzerinde 8mm bantta tedarik edilir, yüksek hızlı otomatik pick-and-place ekipmanlarıyla tam uyumludur.
• Süreç Uyumluluğu:Hem kızılötesi hem de buhar fazı reflow lehimleme süreçlerine uygundur.
• Çevresel Uyumluluk:Ürün kurşunsuzdur, RoHS, EU REACH ve halojensiz standartlarına (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm) uygundur.

1.2 Hedef Uygulamalar

Bu LED çok yönlüdür ve çeşitli aydınlatma ve gösterge rollerinde kullanılır, örneğin:

• Gösterge panelleri, anahtarlar ve semboller için arka aydınlatma.
• Telefon ve faks makinesi gibi telekomünikasyon cihazlarında durum göstergeleri ve tuş takımı arka aydınlatması.
• Genel amaçlı gösterge ışıkları.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu koşullar altında çalışma garanti edilmez.

• Ters Gerilim (V_R):5 V
• Sürekli İleri Akım (I_F):25 mA
• Tepe İleri Akım (I_FP):60 mA (1/10 görev döngüsünde, 1 kHz)
• Güç Dağılımı (P_d):60 mW
• Elektrostatik Deşarj (ESD) İnsan Vücudu Modeli (HBM):2000 V
• Çalışma Sıcaklığı (T_opr):-40°C ila +85°C
• Depolama Sıcaklığı (T_stg):-40°C ila +90°C
• Lehimleme Sıcaklığı (T_sol):Reflow: Maksimum 10 saniye için 260°C; El: Maksimum 3 saniye için 350°C.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Aksi belirtilmedikçe, 25°C ortam sıcaklığında (T_a) ve 5 mA standart test akımında (I_F) ölçülmüştür.

• Işık Şiddeti (I_v):14.5 mcd (Min), 36.0 mcd (Maks). ±%11 tolerans uygulanır.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):120 derece (Tipik). Bu geniş açı, çeşitli bakış açılarından iyi görünürlük sağlar.
• Tepe Dalga Boyu (λ_p):621 nm (Tipik).
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):605.5 nm (Min), 625.5 nm (Maks). ±1 nm tolerans uygulanır. Bu parametre, algılanan rengi tanımlar.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):18 nm (Tipik). Bu, yayılan ışığın spektral saflığını gösterir.
• İleri Gerilim (V_F):1.7 V (Min), 2.2 V (Maks) I_F=5mA'da. ±0.05V tolerans uygulanır. Bu, akım sınırlayıcı direnç hesaplaması için kritiktir.
• Ters Akım (I_R):10 μA (Maks) V_R=5V'da. Cihaz ters öngerilimde çalışmak için tasarlanmamıştır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler, anahtar parametrelere göre sınıflara ayrılır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

I_F= 5 mA'da sınıflandırılmıştır.

• L2:14.5 – 18.0 mcd
• M1:18.0 – 22.5 mcd
• M2:22.5 – 28.5 mcd
• N1:28.5 – 36.0 mcd

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

I_F= 5 mA'da sınıflandırılmıştır. Bu, kızılımsı turuncunun tonuyla doğrudan ilişkilidir.

• E1:605.5 – 609.5 nm
• E2:609.5 – 613.5 nm
• E3:613.5 – 617.5 nm
• E4:617.5 – 621.5 nm
• E5:621.5 – 625.5 nm

3.3 İleri Gerilim Sınıflandırması

I_F= 5 mA'da sınıflandırılmıştır. Birden fazla LED arasında tek tip akım sürücü devreleri tasarlamak için önemlidir.

• 19:1.7 – 1.8 V
• 20:1.8 – 1.9 V
• 21:1.9 – 2.0 V
• 22:2.0 – 2.1 V
• 23:2.1 – 2.2 V

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, LED'in farklı çalışma koşulları altındaki davranışını anlamak için gerekli olan çeşitli karakteristik eğriler sağlar.

4.1 İleri Akım - İleri Gerilim (I-V Eğrisi)

Bu doğrusal olmayan ilişki, tipik V_Fdeğerinin ötesindeki küçük bir gerilim artışının, büyük ve potansiyel olarak zarar verici bir akım artışına neden olabileceğini gösterir. Bu, LED ile seri olarak bir akım sınırlayıcı direnç veya sabit akım sürücü kullanmanın mutlak gerekliliğini vurgular.

4.2 Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım

Işık çıkışı, ileri akım ile artar ancak doğrusal değildir. Önerilen sürekli akımın (25mA) üzerinde çalışmak parlaklığı artırabilir, ancak artan bağlantı sıcaklığı nedeniyle ömrü ve güvenilirliği azaltacaktır.

4.3 Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı

Işık şiddeti, ortam sıcaklığı yükseldikçe azalır. Bu termal düşürme, yüksek sıcaklık ortamlarında çalışan uygulamalar için kritik bir husustur. Eğri, -40°C ila +100°C arasındaki performansı gösterir.

4.4 İleri Akım Düşürme Eğrisi

Bu eğri, ortam sıcaklığının bir fonksiyonu olarak izin verilen maksimum sürekli ileri akımı tanımlar. Aşırı ısınmayı önlemek için, belirli bir sıcaklığın (tipik olarak 25°C) üzerinde çalışırken maksimum akım azaltılmalıdır.

4.5 Spektral Dağılım

Grafik, 621 nm tepe dalga boyu etrafında merkezlenmiş, farklı dalga boylarında yayılan ışığın bağıl yoğunluğunu gösterir. Bu eğrinin şekli ve genişliği (18 nm) renk saflığını belirler.

4.6 Radyasyon Deseni

Işık şiddetinin açısal dağılımını gösteren bir kutupsal diyagram, şiddetin maksimum değerinin yarısına düştüğü 120 derecelik görüş açısını doğrular.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

LED standart bir SMD paketinde gelir. Tam boyutlar (uzunluk, genişlik, yükseklik) ve pad düzeni, veri sayfası içindeki paket çiziminde tanımlanmıştır. Çizim, uygun lehimleme ve mekanik stabiliteyi sağlamak için lead aralığı ve önerilen PCB pad deseni gibi kritik boyutları içerir. Bileşen şeffaf bir reçine lense sahiptir. Polarite, paket üzerindeki bir işaretle veya asimetrik bir pad tasarımıyla (tipik olarak katot pad işaretlenmiş veya farklı bir şekle sahip olabilir) gösterilir. Tasarımcılar, doğru footprint oluşturmak için spesifik boyut çizimine başvurmalıdır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Profili (Kurşunsuz)

Güvenilir montaj için kritik bir süreçtir.

• Ön Isıtma:60–120 saniye için 150–200°C.
• Likitüs Üzeri Süre (217°C):60–150 saniye.
• Tepe Sıcaklık:Maksimum 260°C.
• Tepe Noktasında Süre:Maksimum 10 saniye.
• Isıtma Hızı:Maksimum 6°C/saniye.
• Soğutma Hızı:Maksimum 3°C/saniye.

Önemli:Aynı LED üzerinde reflow lehimleme ikiden fazla kez yapılmamalıdır.

6.2 El Lehimleme

Manuel lehimleme kaçınılmazsa:

• Uç sıcaklığı < 350°C olan bir lehim havya kullanın.
• Her terminal için temas süresini 3 saniye ile sınırlayın.
• 25W veya daha düşük güç dereceli bir havya kullanın.
• Termal şoku önlemek için her terminali lehimledikten sonra en az 2 saniyelik bir aralık bırakın.

6.3 Depolama ve Nem Hassasiyeti

LED'ler, nem geçirmez bir torbada nem alıcı ile paketlenmiştir.

• Kullanıma hazır olana kadartorbayı açmayın.
• Açıldıktan sonra kullanılmayan LED'ler ≤30°C ve ≤%60 bağıl nemde depolanmalıdır.
• Açıldıktan sonraki "zemin ömrü" 168 saattir (7 gün).
• Zemin ömrü aşılırsa veya nem alıcı nem emilimini gösteriyorsa, kullanımdan önce bir kurutma işlemi gereklidir: 60 ±5°C'de 24 saat.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

Standart paketleme, makara başına 3000 parçadır. Makara, taşıyıcı bant ve kapak bandı boyutları, otomatik ekipmanlarla uyumluluğu sağlamak için belirtilmiştir. Makara üzerindeki etiket, izlenebilirlik ve doğru uygulama için anahtar bilgileri sağlar: Ürün Numarası (P/N), miktar (QTY) ve Işık Şiddeti (CAT), Baskın Dalga Boyu (HUE) ve İleri Gerilim (REF) için spesifik sınıf kodları.

8. Uygulama Tasarımı Hususları

8.1 Akım Sınırlama Zorunludur

LED ile her zaman seri olarak harici bir akım sınırlayıcı direnç kullanılmalıdır. Direnç değeri (R) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R = (V_besleme- V_F) / I_F, burada V_Fistenen I_Fakımındaki LED'in ileri gerilimidir. Aşırı akımı önlemek için muhafazakar bir tasarım için veri sayfasındaki maksimum V_Fdeğerini kullanın.

8.2 Termal Yönetim

Paket küçük olsa da, güç dağılımı (60mW'ye kadar) ısı üretir. Özellikle yüksek akımlarda veya sıcak ortamlarda çalışırken, ısıyı dağıtmaya yardımcı olmak için LED lehim padleri etrafında yeterli PCB bakır alanı (termal rahatlatma padleri) olduğundan emin olun. İleri akım düşürme eğrisine uyun.

8.3 ESD Koruması

2000V HBM için derecelendirilmiş olsa da, montaj ve taşıma sırasında gizli hasarı önlemek için standart ESD işleme önlemlerine uyulmalıdır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

19-217 LED, AlGaInP teknolojisine dayanarak, kızılımsı turuncu uygulamalar için AllnGaP veya filtreli LED'ler gibi diğer teknolojilere kıyasla belirgin avantajlar sunar. AlGaInP, tipik olarak kırmızıdan kehribar spektrumundaki renkler için daha yüksek ışık verimliliği ve sıcaklık ve akım değişimleri üzerinde daha iyi renk kararlılığı sağlar. 120 derecelik görüş açısı, birçok "üstten görünümlü" LED'den daha geniştir, bu da geniş görünürlük gerektiren uygulamalar için uygun olmasını sağlar. SMD formatı, delikli muadillerine kıyasla daha düşük bir profil ve otomatik montaj için daha iyi uygunluk sağlar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

10.1 LED'im neden bir dirence ihtiyaç duyar?

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. I-V karakteristiği üsseldir, yani gerilimdeki küçük bir artış büyük bir akım artışına neden olabilir ve bu da LED'i anında yok edebilir. Bir direnç, akımı güvenli, belirtilen bir değerle sınırlar.

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

Evet, ancak seri bir direnç kullanmalısınız. Örneğin, V_Fbesleme_{=5V ve tipik V}=2.0V ile I_F=5mA elde etmek için direnç değeri R = (5V - 2.0V) / 0.005A = 600 Ohm olacaktır. 620 Ohm gibi standart bir değer kullanın.

10.3 Maksimum lehimleme sıcaklığını veya süresini aşarsam ne olur?

Aşırı ısı, iç yarı iletken die'yi, tel bağlantılarını veya epoksi lensi hasara uğratabilir; bu da anında arızaya veya uzun vadeli güvenilirliğin azalmasına (ışık çıkışında azalma, renk kayması) yol açabilir. Her zaman önerilen profili takip edin.

10.4 Etiket üzerindeki sınıf kodlarını nasıl yorumlarım?

Sınıf kodları (örneğin, CAT: N1, HUE: E4, REF: 21), o makaradaki LED'lerin spesifik performans grubunu size söyler. "N1", ışık şiddetinin 28.5-36.0 mcd arasında olduğu anlamına gelir, "E4" baskın dalga boyunun 617.5-621.5 nm olduğu anlamına gelir ve "21" ileri gerilimin 1.9-2.0V olduğu anlamına gelir. Bu, ürününüzde tutarlı performans sağlar.

11. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Senaryo:Bir endüstriyel kontrolör için durum göstergesi paneli tasarlanıyor. Panel, operatör tarafından geniş bir açıdan görülebilen, tek tip parlaklıkta ve aynı renk tonuna sahip olması gereken birden fazla kızılımsı turuncu gösterge gerektiriyor.

Uygulama:

1. Bileşen Seçimi:19-217 LED, SMD formatı (otomatik montajı kolaylaştırır), geniş 120° görüş açısı ve tutarlılık için mevcut sınıflandırma nedeniyle seçilmiştir.
2. Devre Tasarımı:5V hattı mevcuttur. Uzun ömür ve orta parlaklık için I_F= 5mA hedeflenmiştir. Muhafazakar bir tasarım için maksimum V_F= 2.2V kullanılarak: R = (5V - 2.2V) / 0.005A = 560 Ohm. Her LED ile seri olarak 560Ω, 1/8W'lık bir direnç yerleştirilmiştir.
3. PCB Yerleşimi:LED'ler yeterli aralıklarla yerleştirilmiştir. PCB footprint'i, veri sayfasındaki önerilen pad desenini takip eder. Hafif termal iyileştirme için katot pad'ine ek bakır döküm bağlanmıştır.
4. Tedarik:LED'ler, paneldeki tüm göstergeler arasında görsel tekdüzeliği sağlamak için sıkı sınıflandırma gereksinimleri (örneğin, CAT: M2 veya N1, HUE: E3 veya E4) belirtilerek sipariş edilir.
5. Montaj:Bileşenler, zaman ve sıcaklık limitlerine sıkı sıkıya bağlı kalarak standart bir kurşunsuz reflow profili kullanılarak monte edilir.

Bu yaklaşım, güvenilir, tutarlı ve profesyonel görünümlü bir gösterge paneli ile sonuçlanır.

12. Çalışma Prensibi

Işık, elektrolüminesans adı verilen bir süreçle üretilir. Diyotun iç potansiyelini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, n-tipi yarı iletkenden elektronlar ve p-tipi yarı iletkenden delikler aktif bölgeye (AlGaInP katmanındaki kuantum kuyusuna) enjekte edilir. Bu elektronlar ve delikler yeniden birleştiğinde, enerji foton (ışık) şeklinde açığa çıkar. AlGaInP alaşımının spesifik bileşimi, bant aralığı enerjisini belirler, bu da yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler—bu durumda kızılımsı turuncu (~621 nm). Şeffaf epoksi reçine paketi, ışık çıkışını istenen radyasyon desenine şekillendiren bir lens görevi görür.

13. Teknoloji Trendleri

19-217 gibi gösterge LED'lerindeki genel eğilim, her zaman daha yüksek verimlilik (birim elektrik girişi başına daha fazla ışık çıkışı) yönündedir; bu da güç tüketimini ve ısı üretimini azaltır. Ayrıca, optik performansı korurken veya iyileştirirken daha küçük paket boyutlarına (örneğin, 0402, 0201 metrik) yol açan sürekli bir küçültme çabası vardır. Fosfor ve yarı iletken malzemelerdeki ilerlemeler, renk geri verimini, kararlılığı ve ömrü iyileştirmeye devam etmektedir. Ayrıca, kontrol elektroniğinin (sabit akım sürücüleri gibi) doğrudan LED paketlerine entegrasyonu, basitleştirilmiş tasarım için daha yaygın hale gelmektedir. Temel AlGaInP teknolojisi, verimliliği ve kararlılığı nedeniyle kırmızı, turuncu ve kehribar renkleri için yüksek performanslı bir standart olmaya devam etmektedir.