SMD LED 19-117/T1D-AP2Q2QY/3T Veri Sayfası - Saf Beyaz - 5mA - 2.7-3.2V - İngilizce Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, 19-117/T1D-AP2Q2QY/3T olarak tanımlanan bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'in özelliklerini detaylandırmaktadır. Bu bileşen, modern elektronik montaj süreçleri için tasarlanmış tek renkli, saf beyaz bir LED'dir. Kompakt SMD paketi, geleneksel lead-frame bileşenlere göre önemli avantajlar sunarak daha küçük baskılı devre kartlarının (PCB'ler) tasarımına, daha yüksek bileşen paketleme yoğunluğuna ve nihayetinde daha kompakt son kullanıcı ekipmanlarına olanak tanır. Paketin hafif yapısı, ayrıca onu minyatür ve taşınabilir uygulamalar için uygun kılar.

1.1 Temel Özellikler ve Uygunluk

LED, yüksek hacimli üretim için standart otomatik seç-ve-yerleştirme ekipmanlarıyla tam uyumlu olacak şekilde, 7 inç çapında bir makaraya sarılı 8mm şerit üzerinde tedarik edilir. Kızılötesi ve buhar fazı reflow lehimleme teknikleri kullanılarak işlenmek üzere tasarlanmıştır. Cihaz, kurşunsuz (Pb içermeyen) malzemeler kullanılarak imal edilmiş ve Elektrostatik Deşarj (ESD) koruması içermektedir. AB'nin RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktifi, REACH (Kimyasalların Kaydı, Değerlendirilmesi, İzin Verilmesi ve Kısıtlanması) yönetmeliği dahil olmak üzere temel çevre ve güvenlik düzenlemelerine uymakta ve her biri 900 ppm'in altında ve toplamları 1500 ppm'in altında Brom (Br) ve Klor (Cl) içeriği ile Halojensiz olarak sınıflandırılmaktadır.

1.2 Hedef Uygulamalar

Bu LED, çok yönlüdür ve çeşitli aydınlatma ve gösterge rollerinde kullanım alanı bulur. Başlıca uygulamalar arasında gösterge paneli tabloları ve membran anahtarlar için arka aydınlatma yer alır. Telekomünikasyon ekipmanlarında, telefon ve faks makineleri gibi cihazlar için durum göstergeleri veya arka aydınlatma olarak hizmet verebilir. Ayrıca, sıvı kristal ekranlar (LCD'ler), anahtar panelleri ve semboller için düz arka aydınlatma sağlamaya uygundur. Genel amaçlı doğası, kompakt, güvenilir bir beyaz ışık kaynağının gerektiği çok çeşitli tüketici ve endüstriyel elektroniklerde kullanıma olanak tanır.

2. Teknik Özelliklerin Derinlemesine İncelenmesi

Bu bölüm, LED'in elektriksel, optik ve termal sınırları ile özelliklerinin detaylı bir analizini sunar. Bu parametreleri anlamak, güvenilir devre tasarımı ve uzun vadeli performansın sağlanması için çok önemlidir.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak Maksimum Değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini tanımlar. Bu değerler, 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir ve hiçbir çalışma koşulunda aşılmamalıdır. Temel limitler şunlardır:

• Ters Gerilim (VR): 5V. Bunun üzerinde bir ters öngerilim uygulamak, LED'in yarı iletken eklemini bozabilir.
• Sürekli İleri Akım (IF): 10mA. Bu, LED'den sürekli olarak geçirilebilecek maksimum DC akımdır.
• Tepe İleri Akımı (IFP): 100mA. Bu, %10 görev döngüsü ve 1 kHz frekansta belirtilen, izin verilen maksimum darbe akımıdır. Kısa süreli, yüksek yoğunluklu flaşlar için uygundur.
• Güç Harcaması (Pd): 40mW. Bu, cihazın ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır ve İleri Gerilimi (VF) × İleri Akımı (IF) olarak hesaplanır.
• ESD Dayanımı (HBM): 2000V. Cihaz, İnsan Vücudu Modeli (HBM) başına bu seviyeye kadar elektrostatik deşarja dayanabilir, bu da iyi bir işleme sağlamlığını gösterir.
• Çalışma Sıcaklığı (Topr): -40°C ila +85°C. LED'in çalışmak üzere tasarlandığı ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı (Tstg): -40°C ila +90°C. Cihazın güçsüz durumda saklanabileceği sıcaklık aralığı.
• Lehimleme Sıcaklığı: Paket, 260°C tepe sıcaklığında 10 saniyeye kadar yeniden akış lehimlemeye veya 350°C'de 3 saniyeye kadar elle lehimlemeye dayanabilir.

2.2 Elektro-Optik Özellikler

Elektro-Optik Özellikler, Ta=25°C ortam sıcaklığında ve 5mA standart test akımında (IF) ölçülmüştür. Bunlar tipik performans parametrelerini temsil eder.

• Işık Şiddeti (Iv): Işık çıkışı, minimum 57.0 milikandela (mcd) ile maksimum 112.0 mcd arasında değişmektedir. Tipik değer bu aralıkta yer alır ve spesifik gruplar tanımlanmıştır (Bkz. Bölüm 3). Tolerans \u00b111%'dir.
• Görüş Açısı (2\u03b81/2): Yoğunluğun tepe değerinin yarısına düştüğü açı olarak tanımlanan tipik görüş açısı 130 derecedir. Bu, alan aydınlatması için uygun, geniş ve yayılı bir ışık yayılım modelini gösterir.
• İleri Yön Gerilimi (VF): LED üzerinden 5mA akım geçtiğindeki gerilim düşümü tipik olarak 2.70V ile 3.20V arasındadır. Tolerans \u00b10.05V'dir. Bu parametre, akım sınırlayıcı devre tasarımı için kritik öneme sahiptir.

3. Binning Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler, temel performans parametrelerine göre "gruplara" ayrılır. Bu, tasarımcıların uygulamaları için belirli parlaklık ve elektriksel gereksinimleri karşılayan bileşenleri seçmelerine olanak tanır.

3.1 Işık Şiddeti Binning

Işık çıkışı, IF=5mA'de ölçüldüğünde üç sınıfa (P2, Q1, Q2) ayrılır:

• Bin P2: 57.0 mcd (Min) ila 72.0 mcd (Max)
• Bin Q1: 72.0 mcd (Min) ila 90.0 mcd (Max)
• Bin Q2: 90.0 mcd (Min) ila 112.0 mcd (Max)

Belirli bin kodu (örneğin, 19-117/T1D-AP2 parça numarasındaki Q2Q2QY/3T) o belirli birim için garanti edilen minimum ışık çıkışını belirtir.

3.2 İleri Voltaj Binning

İleri voltaj, IF=5mA'de beş gruba (29'dan 33'e) ayrılmıştır:

• Grup 29: 2.70V ila 2.80V
• Bin 30: 2.80V ila 2.90V
• Bin 31: 2.90V ila 3.00V
• Bin 32: 3.00V ila 3.10V
• Bin 33: 3.10V ila 3.20V

Bu sınıflandırma, bir grup LED için güç kaynaklarının tasarlanmasına ve akım çekişinin daha doğru tahmin edilmesine yardımcı olur.

3.3 Kromatiklik Koordinatı Sınıflandırması

Beyaz ışığın rengi, CIE 1931 diyagramındaki kromatik koordinatları (x, y) ile tanımlanır. Veri sayfası, her biri renk şemasında bir dörtgen alan belirten altı grup (1'den 6'ya) tanımlar. Her grubun dört köşesinin koordinatları sağlanmıştır. Bu, yayılan beyaz ışığın belirli, kontrollü bir renk uzayı içinde kalmasını sağlar. Bu koordinatlar için tolerans \u00b10.01'dir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Grafik veriler, LED'in değişen koşullar altındaki davranışına dair daha derin bir anlayış sağlar.

4.1 İleri Yön Akımı - İleri Yön Gerilimi (I-V Eğrisi)

I-V eğrisi, akım ve voltaj arasındaki üstel ilişkiyi gösterir. Bu LED için, sabit 25°C ortam sıcaklığında, ileri voltaj akım arttıkça artar. Bu eğri, çalışma noktasını ve istenen bir akımı elde etmek için gerekli seri direnç değerini belirlemek için esastır.

4.2 Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım

Bu grafik, ışık çıkışının ileri akımla nasıl arttığını gösterir. Genellikle düşük akımlarda neredeyse doğrusal bir ilişki gösterir ve bu ilişki, termal ve verimlilik etkileri nedeniyle yüksek akımlarda doyuma ulaşabilir. Eğri, yarı logaritmik ölçekte çizilmiştir ve bir referans noktasına göre %10'dan %1000'e kadar şiddeti gösterir.

4.3 Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı

LED verimliliği, jonksiyon sıcaklığı yükseldikçe azalır. Bu eğri, bağıl ışık çıkışını ortam sıcaklığına (Ta) karşı çizer. Genellikle oda sıcaklığı civarında bir tepe noktası gösterir ve sıcaklık önemli ölçüde arttığında veya azaldığında çıkış düşer. Bu, ideal olmayan termal ortamlarda çalışan uygulamalar için kritik öneme sahiptir.

4.4 İleri Akım Azaltma Eğrisi

Aşırı ısınmayı önlemek için, ortam sıcaklığı arttıkça izin verilen maksimum sürekli ileri akımın azaltılması gerekir. Bu azaltma eğrisi, 25°C'nin üzerindeki ortam sıcaklıklarından maksimum çalışma sıcaklığına kadar olan güvenli çalışma akımını belirtir.

4.5 Spektrum Dağılımı

Spektral güç dağılımı eğrisi, her bir dalga boyunda yayılan ışık şiddetini gösterir. InGaN mavi çip ve sarı fosfor tabanlı bir beyaz LED için (Cihaz Seçim Kılavuzu'nda belirtildiği gibi), spektrum tipik olarak çipten gelen baskın bir mavi tepe noktası ve fosfordan gelen daha geniş bir sarı/yeşil emisyon gösterir; bu iki bileşen birleşerek beyaz ışık üretir.

4.6 Radyasyon Deseni

Bir kutupsal diyagram, ışık şiddetinin uzaysal dağılımını gösterir. Sağlanan diyagram, çeşitli açılardaki normalize edilmiş şiddet değerleri ile geniş 130 derecelik görüş açısını doğrular ve şiddetin 0 derecede (yayıcı yüzeye dik) en yüksek olduğu, kenarlara doğru azaldığı Lambert veya yakın-Lambert bir yayılım deseni sergiler.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

Veri sayfası, LED paketinin detaylı bir mekanik çizimini içerir. Ana boyutlar, toplam uzunluk, genişlik ve yüksekliğin yanı sıra lehim pedlerinin (anot ve katot) boyutunu ve konumunu içerir. Çizim, aksi belirtilmedikçe genellikle ±0.1mm olan toleransları belirtir. Bu çizimin doğru yorumlanması, uygun lehimleme ve hizalama sağlamak için PCB ayak izi tasarımı için hayati önem taşır.

5.2 Polarite Tanımlama

Paket çizimi, hangi lehim pedinin anot (pozitif) ve hangisinin katot (negatif) olduğunu açıkça gösterir. Yanlış polarite bağlantısı, LED'in ışık yaymasını engelleyecek ve ters voltaj derecesini aşabilir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Akım Sınırlama Gereksinimi

Kritik: Harici bir akım sınırlama direnci (veya sabit akım sürücüsü) olmalıdır LED ile seri olarak kullanılmalıdır. LED'in ileri voltajı negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir ve diyot karakteristiği nedeniyle küçük bir değişim akımda büyük bir değişikliğe yol açabilir. Akım kontrolü olmadan çalıştırma, neredeyse kesinlikle termal kaçak ve hızlı arızaya neden olacaktır.

6.2 Depolama ve Nem Duyarlılığı

LED'ler, atmosferik nemin emilimini önlemek için nem geçirmez bariyer torbalarda kurutucu ile paketlenmiştir; bu nem, reflow lehimleme sırasında "popcorning" (paket çatlaması) oluşmasına neden olabilir.

• Açmadan Önce: \u2264 30\u00b0C ve \u2264 %90 Bağıl Nem (RH) koşullarında saklayınız.
• Açtıktan Sonra: "Raf ömrü" (bileşenlerin fabrika ortam koşullarına maruz kalabileceği süre) ≤ 30°C ve ≤ %60 RH'de 1 yıldır. Kullanılmayan parçalar, taze nem alıcı ile birlikte nem geçirmez bir torbada yeniden mühürlenmelidir.
• Kurutma: Nem alıcı göstergesi doygunluğu gösteriyorsa veya maruz kalma süresi aşılmışsa, bileşenler lehimlemeden önce nemi gidermek için 60 ± 5°C'de 24 saat boyunca kurutulmalıdır.

6.3 Reflow Lehimleme Profili

Önerilen bir kurşunsuz reflow sıcaklık profili sağlanmıştır:

• Ön Isıtma: Ortam sıcaklığından 60-120 saniye içinde 150-200°C'ye yükseltin.
• Islatma/Ön Akış: 60-150 saniye boyunca 217°C'nin (kurşunsuz lehimin erime noktası) üzerinde tutun.
• Yeniden Akış: Tepe sıcaklığı 260°C'yi geçmemeli ve 255°C üzerindeki süre maksimum 30 saniye ile sınırlandırılmalıdır. Gerçek tepe noktasındaki süre maksimum 10 saniye olmalıdır.
• Soğutma: Maksimum soğutma hızı 6°C/saniye olarak belirlenmiştir.

Önemli Notlar: Lehimleme işlemi iki kereden fazla tekrarlanmamalıdır. Isıtma sırasında LED üzerinde mekanik stres oluşturmaktan kaçının ve lehimleme sonrasında PCB'yi bükmeyin, çünkü bu lehim bağlantılarına veya bileşenin kendisine zarar verebilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Makara ve Bant Özellikleri

LED'ler, otomatik işleme için kabartmalı taşıyıcı bantta tedarik edilir.

• Makara: Standart 7 inç (178mm) çapında makara.
• Bant Genişliği: 8mm.
• Pocket Pitch & Quantity: Taşıyıcı bant boyutları, her makara için 3000 adet tutacak şekilde belirlenmiştir.
• Makara Boyutları: Detaylı çizimler makara göbeği çapını, flanş çapını ve toplam genişliği gösterir.

7.2 Etiket Açıklaması

Ambalaj etiketinde birkaç kod bulunur:

• CPN: Müşteri Ürün Numarası (isteğe bağlı).
• P/N: Üreticinin tam parça numarası (örn., 19-117/T1D-AP2Q2QY/3T).
• ADET: Makara üzerindeki paketleme miktarı.
• KAT: Işık Şiddeti kutu sıralaması (örn., Q2).
• HUE: Kromatiklik koordinatı ve baskın dalga boyu sıralaması.
• REF: İleri Yönlü Gerilim sınıfı derecesi (örn., 29-33).
• LOT No: İzlenebilirlik parti numarası.

8. Uygulama Tasarımı Hususları

8.1 Sürücü Devre Tasarımı

En yaygın sürme yöntemi bir seri dirençtir. Direnç değeri (R) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (Vbesleme - VF) / IF. VF'yi maksimum değerden veya bileşen değişimleriyle bile akımın limitleri aşmamasını sağlamak için sınıf aralığından muhafazakar bir değerden seçin. Örneğin, 5V besleme ve 5mA hedef IF için VF_max 3.2V kullanıldığında: R = (5V - 3.2V) / 0.005A = 360Ω. En yakın standart değer (örn., 390Ω) seçilir, bu biraz daha düşük bir akımla sonuçlanır. Hassasiyet veya değişen besleme voltajları için sabit akım sürücüleri önerilir.

8.2 Termal Yönetim

Güç dağılımı düşük olsa da (maks 40mW), PCB üzerinde etkili termal yönetim, ışık çıkışını ve ömrü korumak için, özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum akıma yakın sürüldüğünde hala önemlidir. PCB'nin, LED'in termal pedine (varsa) veya lehim pedlerine bağlı, bir soğutucu görevi görecek yeterli bakır alana sahip olduğundan emin olun. Yüksek sıcaklıkta çalışma için akım düşürme eğrisini takip edin.

8.3 Optik Entegrasyonu

Geniş 130 derecelik görüş açısı, bu LED'i bir ışık kılavuzu veya difüzör panel arkası gibi bir alan üzerinde düzgün, dağınık aydınlatma gerektiren uygulamalar için uygun kılar. Daha odaklanmış ışık için harici lensler veya reflektörler gerekli olacaktır. Sarı difüze reçine, ışığı saçmaya yardımcı olarak geniş görüş açısına katkıda bulunur.

9. Teknik Karşılaştırma ve Konumlandırma

Bu LED, parametrelerine dayanarak, genel amaçlı, düşük güçlü bir beyaz aydınlatma kaynağı olarak konumlandırılmıştır. Eski delikli (through-hole) LED'lere kıyasla, SMD formatı önemli ölçüde yer tasarrufu ve üretim verimliliği sunar. SMD beyaz LED yelpazesi içindeki temel farklılaştırıcıları, nispeten düşük ileri voltajı (3.3V mantık beslemeleriyle uyumlu), gösterge ve yerel arka aydınlatma için uygun orta ışık şiddeti ve modern çevre standartlarına uyumu (Halojensiz, Kurşunsuz) özelliklerinin belirli bir kombinasyonudur. Birincil aydınlatma için yüksek güçlü veya yüksek parlaklıklı bir LED değildir; güvenilir, kompakt ikincil aydınlatma ve durum göstergesi için optimize edilmiştir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

10.1 3.3V besleme için hangi dirence ihtiyacım var?

3.2V'luk muhafazakar bir VF ve 5mA'lık hedef IF kullanıldığında: R = (3.3V - 3.2V) / 0.005A = 20Ω. Bu çok küçük bir dirençtir ve akım, VF ve besleme voltajındaki değişimlere karşı oldukça hassas olacaktır. 3.3V sistemler için sabit akım sürücü kullanılması veya daha düşük bir hedef akım (örn. 3-4mA) kullanılması ya da daha düşük VF grubuna sahip bir LED seçilmesi önerilir.

10.2 Karartma için bir PWM sinyali ile sürebilir miyim?

Yes, pulse-width modulation (PWM) is an excellent method for dimming LEDs. It involves switching the LED on and off at a frequency high enough to be imperceptible to the human eye (typically >100Hz). The average light output is proportional to the duty cycle. This method maintains the color temperature better than analog (current reduction) dimming. Ensure the peak current in each pulse does not exceed the Peak İleri Yön Akımı (IFP) rating of 100mA.

10.3 Işık şiddeti neden lümen yerine mcd cinsinden verilir?

Millicandelas (mcd), belirli bir yönde yayılan ışık miktarı olan ışık şiddetini ölçer. Lümen ise toplam ışık akısını (tüm yönlerdeki ışık çıkışını) ölçer. Tanımlı bir görüş açısına sahip bir LED gibi yönlü bir bileşen için mcd yaygın bir spesifikasyondur. Işınım deseni biliniyorsa ışık akısı yaklaşık olarak hesaplanabilir, ancak karşılaştırma ve belirtme amaçları için mcd standarttır.

10.4 Parça numarasındaki "T1D" ne anlama gelir?

Bu veri sayfasında açıkça çözümlenmemiş olsa da, bu tür SMD LED'ler için yaygın endüstri adlandırma kurallarında, "T1" genellikle paket boyutunu/stilini (belirli bir 2-pad SMD ayak izini) ifade eder ve "D" ise rengi (Diffused / Dağınık) veya başka bir varyantı belirtebilir. Kritik performans parametreleri, sonraki bin kodları (AP2Q2QY) ile tanımlanır.

11. Tasarım Uygulama Örneği: Gösterge Paneli Anahtar Arka Aydınlatması

Senaryo: Küçük bir ikon üzerinde düzgün, düşük seviyeli beyaz aydınlatma gerektiren bir otomotiv gösterge paneli anahtarı için arka aydınlatma tasarımı.

Uygulama: Tek bir 19-117 LED, yarı saydam bir anahtar kapağının altına yerleştirilmiştir. LED, bir seri direnç üzerinden aracın 12V sistemi ile sürülür. Direnç, 3.2V'luk yüksek bir VF değeri kullanılarak 8mA'lik güvenli bir akım (10mA maksimumun altında) için hesaplanır: R = (12V - 3.2V) / 0.008A = 1.1kΩ. 1.2kΩ'luk bir direnç seçilir ve yaklaşık 7.3mA akım sağlar. Geniş 130 derecelik görüş açısı, ikonun sıcak noktalar olmadan eşit şekilde aydınlatılmasını sağlar. LED'in çalışma sıcaklık aralığı (-40°C ila +85°C) otomotiv ortamını rahatlıkla karşılar. Kurşunsuz ve halojensiz uyumluluk, otomotiv endüstri standartlarını karşılar.

12. Teknoloji Prensibi

Bu beyaz LED, fosfor dönüşümü prensibiyle çalışır. Temel yarı iletken eleman, elektrik akımı p-n eklemi üzerinden geçtiğinde (elektrolüminesans) mavi ışık yayan bir İndiyum Galyum Nitrür (InGaN) çipidir. Bu mavi ışık doğrudan yayılmaz. Bunun yerine, çip üzerine veya çevresine kaplanmış sarı ışık yayan bir fosfor malzemesi katmanına (örneğin, Seryum katkılı İtriyum Alüminyum Granat, YAG:Ce) çarpar. Fosfor, mavi fotonların bir kısmını emer ve sarı bölgede geniş bir spektrumda fotonları yeniden yayar. Emilmeden kalan mavi ışık ile yeni üretilen sarı ışığın birleşimi, insan gözü tarafından beyaz ışık olarak algılanır. Fosfor bileşimi ve kalınlığı tarafından kontrol edilen mavi ve sarının özel oranları, beyaz ışığın ilişkili renk sıcaklığını (CCT) belirler ve bu, kromatiklik sınıflandırma işlemi ile yönetilir.

13. Endüstri Trendleri

Gösterge ve yerel arka aydınlatma için SMD LED'lerde genel eğilim, daha yüksek verimliliğe (watt başına daha fazla lümen veya mcd) doğru devam etmektedir. Bu, aynı güçte daha parlak çıkış veya aynı parlaklık için daha düşük güç tüketimi sağlar. Ayrıca, gelişmiş renk tutarlılığına (daha sıkı sınıflandırma) ve zorlu koşullar altında daha yüksek güvenilirliğe yönelik bir çaba vardır. Gelişmiş paketleme malzemelerinin benimsenmesi, termal performansı iyileştirerek aynı fiziksel boyutta daha yüksek sürücü akımlarına izin verir. Dahası, sistem tasarımını basitleştirmek için yerleşik kontrol devreleriyle entegrasyon (örneğin, aynı pakette sürücü IC'leri) giderek yaygınlaşan bir trenddir. Bu veri sayfasında vurgulanan çevre uyumluluk standartları (RoHS, REACH, Halojensiz), küresel elektronik endüstrisinde temel gereksinimler haline gelmiştir.