SMD LED 16-216/T3D-AQ1R2TY/3T Veri Sayfası - Saf Beyaz - 2.6-3.0V - 25mA - İngilizce Teknik Belge

1. Ürün Genel Bakışı

16-216/T3D-AQ1R2TY/3T, modern ve kompakt elektronik uygulamalar için tasarlanmış bir yüzeye montaj (SMD) LED'dir. Tek renk tipindedir, saf beyaz ışık yayar ve RoHS gibi çevre düzenlemelerine uyum sağlamak amacıyla kurşunsuz malzemeler kullanılarak üretilmiştir. Temel avantajı, daha küçük baskılı devre kartı (PCB) tasarımlarına, daha yüksek bileşen paketleme yoğunluğuna olanak tanıyan ve sonuçta daha kompakt ve hafif son kullanıcı ekipmanlarının geliştirilmesine katkıda bulunan minyatür boyutudur.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED bileşeninin temel faydaları, SMD paketlemesinden kaynaklanmaktadır. Geleneksel lead-frame LED'lere kıyasla, PCB üzerinde önemli ölçüde yer tasarrufu sağlar, depolama gereksinimlerini azaltır ve otomatik pick-and-place montaj ekipmanlarıyla tam uyumludur, böylece yüksek hacimli üretim süreçlerini kolaylaştırır. Ayrıca standart kızılötesi ve buhar fazı reflow lehimleme teknikleriyle uyumludur. Bu özellikler, onu küçültme, ağırlık azaltma ve otomatik üretimin kritik olduğu uygulamalar için ideal bir seçim haline getirir. Hedef pazarları arasında tüketici elektroniği, otomotiv iç donanımı, telekomünikasyon ve genel gösterge/arka aydınlatma kullanımları bulunur.

2. Teknik Özellikler: Derinlemesine Nesnel Analiz

Bu bölüm, veri sayfasında tanımlandığı şekliyle LED'in elektriksel, optik ve termal parametrelerinin ayrıntılı ve nesnel bir dökümünü sağlar. Güvenilir bir devre tasarımı için bu limitleri ve tipik performans değerlerini anlamak esastır.

2.1 Absolute Maximum Ratings

Mutlak Maksimum Değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bunlar normal çalışma koşulları değildir.

• Ters Gerilim (V_R): 5 V. Ters polarma durumunda bu voltajın aşılması eklem çökmesine neden olabilir.
• Sürekli İleri Yön Akımı (I_F): 25 mA. Bu, sürekli olarak uygulanabilecek maksimum DC akımdır.
• Tepe İleri Yön Akımı (I_FP): 100 mA. Bu yalnızca darbe koşulları altında (görev döngüsü 1/10, frekans 1 kHz) izin verilir.
• Power Dissipation (P_d): 110 mW. Bu, paketin 25°C ortam sıcaklığında (T_a) dağıtabileceği maksimum güçtür.
• Çalışma Sıcaklığı (T_opr): -40 ila +85 °C. Güvenilir çalışma için ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı (T_stg): -40 ila +90 °C.
• Elektrostatik Deşarj (ESD) İnsan Vücudu Modeli (HBM): 150 V. Bu, statik elektriğe karşı orta düzeyde bir hassasiyeti gösterir ve işleme sırasında standart ESD önlemlerinin alınmasını gerektirir.
• Lehimleme Sıcaklığı: 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 Elektro-Optik Özellikler

Bu parametreler, T_a = 25°C standart test koşulunda ölçülmüş olup tipik performansı temsil eder.

• Işık Şiddeti (I_v): I_F = 5 mA. ±%11 tolerans uygulanır.
• Görüş Açısı (2θ_1/2): Genellikle 130 derecelik geniş bir görüş açısı, alan aydınlatması ve arka aydınlatma için uygun difüz bir yayılım modelini gösterir.
• İleri Yönlü Gerilim (V_F): I = 5 mA'de 2.6 V (min) ile 3.0 V (max) arasında değişir._F = 5 mA. ±0.05V tolerans belirtilmiştir. Bu parametre, akım sınırlama direnci hesaplaması için çok önemlidir.
• Ters Yönlü Akım (I_R): 5 V ters gerilim uygulandığında maksimum 50 µA'dir.

3. Binning Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler performans gruplarına ayrılır. Bu, tasarımcıların uygulamaları için belirli parlaklık ve voltaj gereksinimlerini karşılayan bileşenleri seçmelerine olanak tanır.

3.1 Işık Şiddeti Binning

Işık çıkışı, I = 5 mA'da ölçülen belirli bir milikandela aralığını tanımlayan dört sınıf kodu (Q1, Q2, R1, R2) ile kategorize edilmiştir._F Örneğin, Q1 sınıfı 72 ila 90 mcd şiddetindeki LED'leri kapsarken, R2 sınıfı 140 ila 180 mcd'yi kapsar.

3.2 İleri Yönlü Gerilim Sınıflandırması

İleri voltaj, I = 5 mA'da 2.6-2.7V'dan 2.9-3.0V'ye kadar her biri 0.1 V aralığı temsil eden dört koda (28, 29, 30, 31) ayrılmıştır._F Bu, güç kaynakları tasarlamaya ve akım çekimindeki değişimleri tahmin etmeye yardımcı olur.

3.3 Kromatiklik Koordinatı Sınıflandırması

Saf beyaz renk, CIE 1931 kromatiklik koordinat sistemi içinde tanımlanır. Veri sayfası, "A" Grubu içinde, her biri CIE x,y grafiğinde bir dörtgen alanla tanımlanan altı grup kodunu (1'den 6'ya) belirtir. Her grup köşesinin koordinatları, ±0.01 toleransla sağlanır. Bu, yayılan beyaz ışığın kontrollü, tutarlı bir renk uzayı içinde kalmasını sağlar.

4. Performans Eğrisi Analizi

Grafiksel veriler, LED'in değişen koşullar altındaki davranışına ilişkin içgörü sağlar; bu, sağlam bir tasarım için hayati önem taşır.

4.1 Spektrum Dağılımı

Dalga boyuna karşı bağıl ışık şiddeti eğrisi, tipik olarak mavi bir LED çipi ile sarı bir fosforun birleşimiyle üretilen bu beyaz LED'in spektral çıktısını gösterir. Tepe değeri ve spektral genişlik, algılanan renk kalitesini ve Renksel Geriverim İndeksi'ni (CRI) etkiler.

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

Bu eğri, akım ve gerilim arasındaki doğrusal olmayan ilişkiyi gösterir. Açılma gerilimini ve V'nin_F I ile nasıl arttığını gösterir._FBu veri, termal yönetim ve sürücü tasarımı için çok önemlidir, çünkü LED üzerindeki aşırı gerilim düşüşü ısıya dönüşür.

4.3 Işık Şiddeti - İleri Akım

Bu grafik, ışık çıkışının sürücü akımıyla nasıl arttığını göstermektedir. Genellikle doğrusal değildir ve önerilen akımın üzerinde çalıştırmak, verimlilikte azalan getirilere yol açabilir ve lümen kaybını hızlandırabilir.

4.4 Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı

Bu eğri, termal sönümleme etkisini göstermektedir: eklem sıcaklığı yükseldikçe, ışık çıkışı tipik olarak azalır. Bu akım düşürme etkisini anlamak, yüksek sıcaklık ortamlarında çalışan uygulamalar için kritik öneme sahiptir.

4.5 İleri Akım Azaltma Eğrisi

Bu grafik, ortam sıcaklığının bir fonksiyonu olarak izin verilen maksimum sürekli ileri akımı tanımlar. T_a arttıkça, maksimum izin verilen I_F cihazın maksimum bağlantı sıcaklığını ve güç dağıtım derecesini aşmayı önlemek için azaltılmalıdır.

4.6 Radyasyon Diyagramı

Kutupsal radyasyon deseni, ışık yoğunluğunun açısal dağılımını göstererek 130 derecelik görüş açısını görsel olarak doğrular.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

Veri sayfası, LED paketinin detaylı bir boyutsal çizimini sağlar. Ana ölçümler, toplam uzunluk, genişlik ve yüksekliğin yanı sıra elektrot ped boyutlarını ve aralıklarını içerir. Aksi belirtilmedikçe tüm toleranslar tipik olarak ±0.1 mm'dir. Referans için önerilen bir PCB yüzey deseni (ped düzeni) sağlanmıştır, ancak tasarımcıların kendi spesifik üretim süreçlerine ve güvenilirlik gereksinimlerine göre bunu değiştirmeleri önerilir.

5.2 Polarite Tanımlama

Katot (negatif) terminali tipik olarak paket üzerinde, bir çentik, nokta veya yeşil renk tonu gibi bir işaretle tanımlanır. Montaj sırasında doğru polarite yönlendirmesi, düzgün çalışma için zorunludur.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

Cihaz güvenilirliğini ve performansını korumak için uygun taşıma ve lehimleme kritik öneme sahiptir.

6.1 Akım Sınırlama

Harici bir akım sınırlama direnci gereklidir zorunludurLED'in üstel I-V karakteristiği, voltajdaki küçük bir artışın, büyük ve potansiyel olarak yıkıcı bir akım artışına neden olabileceği anlamına gelir. Direnç değeri, besleme voltajı, LED'in ileri voltajı (binleme dikkate alınarak) ve istenen çalışma akımına (25 mA sürekliyi aşmamalı) dayalı olarak hesaplanmalıdır.

6.2 Depolama ve Nem Duyarlılığı

LED'ler, nem geçirmez bir torbada kurutucu ile paketlenmiştir. Torba, bileşenler kullanıma hazır olana kadar açılmamalıdır. Torba açılırsa, bileşenlerin kontrollü koşullar altında (maks. 30°C/%60 RH) 1 yıllık bir "raf ömrü" vardır. Bunun aşılması veya kurutucu göstergesinin renginin değişmesi durumunda, nem buharlaşmasından kaynaklanan "patlamış mısır" hasarını önlemek için reflow lehimlemeden önce 60 ± 5°C'de 24 saatlik bir kurutma işlemi gereklidir.

6.3 Reflow Lehimleme Profili

Kurşunsuz bir reflow sıcaklık profili detaylı olarak sağlanmıştır:

• Ön Isıtma: 150-200°C aralığında 60-120 saniye.
• Sıvı Faz Üstü Süresi (217°C): 60-150 saniye.
• Tepe Sıcaklığı: Maksimum 260°C, 10 saniyeden fazla tutulmamalıdır.
• Isıtma/Soğutma Hızları: 255°C üzerinde maksimum 6°C/saniye ısıtma ve 3°C/saniye soğutma.

Reflow lehimleme işlemi iki kereden fazla uygulanmamalıdır. Isıtma ve soğutma sırasında paket üzerinde mekanik stres oluşturmaktan kaçının.

6.4 El Lehimleme ve Yeniden İşleme

El ile lehimleme gerekliyse, uç sıcaklığı 350°C'nin altında olan bir lehimleme havya kullanın ve her terminale 3 saniyeden fazla ısı uygulamayın. Düşük güçlü bir havya (maks. 25W) kullanın ve terminaller arasında en az 2 saniyelik bir soğuma aralığı bırakın. Yeniden işleme kesinlikle tavsiye edilmez. Kaçınılmazsa, çift uçlu özel bir lehimleme havya kullanılarak her iki terminal aynı anda ısıtılmalı ve çıkarılmalıdır; LED karakteristikleri üzerindeki etki önceden değerlendirilmelidir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Bant ve Makara Özellikleri

Bileşenler, 7 inç (178mm) çapında bir makaraya sarılmış, 8mm genişliğinde kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Her makara 3000 adet içerir. Taşıyıcı şerit ceplerinin ve makaranın detaylı boyutları veri sayfasında sağlanmıştır.

7.2 Etiket Açıklaması

Makara etiketi birkaç önemli tanımlayıcı içerir:

• P/N: Tam ürün numarası.
• Adet: Makaradaki parça miktarı.
• CAT: Işık Şiddeti kutu kodu (örn. Q1, R2).
• HUE: Kromatik Koordinat bin kodu (örneğin, 1, 4).
• REF: İleri Voltaj bin kodu (örneğin, 28, 30).
• LOT No: İzlenebilirlik parti numarası.

Bu bilgi, üretim için sınıflandırılmış bileşenlerin hassas izlenebilirliğini ve seçimini sağlar.

8. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Otomotiv İç Donanımı: Gösterge paneli göstergeleri, anahtarlar ve kontrol panelleri için arka aydınlatma.
• Telekomünikasyon: Telefon ve faks makinelerinde durum göstergeleri ve tuş takımı arka ışığı.
• Tüketici Elektroniği: Küçük LCD ekranlar için düz arka aydınlatma, anahtar aydınlatması ve sembolik göstergeler.
• Genel Amaçlı Gösterge: Çeşitli elektronik cihazlarda güç durumu, mod göstergeleri ve dekoratif aydınlatma.

8.2 Tasarım Hususları

• Termal Yönetim: LED küçük olsa da ısı üretir. Özellikle maksimum akıma yakın sürüşlerde veya yüksek ortam sıcaklıklarında, yeterli PCB bakır alanı veya termal geçiş delikleri sağlayın. Akım düşürme eğrisine uyun.
• Optik Tasarım: Geniş 130 derecelik görüş açısı, iyi eksen dışı görünürlük sağlar. Odaklanmış ışık için harici lensler veya ışık kılavuzları gerekli olabilir.
• ESD Koruması: Montaj alanında standart ESD kontrolleri uygulayın. Uygulama ortamı statik elektriğe yatkınsa, hassas hatlara geçici voltaj bastırma eklemeyi düşünün.
• Uygulama Kısıtlamaları: Veri sayfasında, bu standart ticari sınıf bileşenin, ek niteliklendirme olmadan yüksek güvenilirlik gerektiren uygulamalar için uygun olmayabileceği belirtilmektedir. Bunlar arasında askeri/uzay, otomotiv güvenlik/emniyet sistemleri (örneğin hava yastıkları, frenler) ve hayati önem taşıyan tıbbi ekipmanlar bulunur. Bu tür kullanımlar için, ilgili sıkı standartları karşılamak üzere tasarlanmış ve test edilmiş ürün varyantları konusunda üreticiye danışınız.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Daha büyük, delikli LED'lere kıyasla, bu 16-216 SMD LED'in temel farkı form faktörü ve otomatik montajla uyumluluğudur. Önemli ölçüde küçültme sağlar. SMD LED kategorisi içinde, belirli ışık şiddeti grupları, geniş görüş açısı ve saf beyaz için tanımlanmış renklilik grupları gibi temel parametreleri, tasarımcıların tutarlı nihai ürün kalitesi için öngörülebilir performansa sahip bir bileşen seçmelerine olanak tanır. Detaylı gruplandırma sistemi, birden fazla birimde sıkı parlaklık ve renk eşleştirmesi gereken uygulamalar için özel bir avantajdır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 Hangi direnç değerini kullanmalıyım?

Direnç değeri (R), Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R = (V_besleme - V_F) / Ben_F. Maksimum V'yi kullanın_F veri sayfasından (3.0V), akımın hedef I değerinizi asla aşmamasını sağlayan muhafazakâr bir tasarım için_F (örneğin, 25 mA maksimum değerin altında bir güvenlik payı için 20 mA). 5V besleme için: R = (5V - 3.0V) / 0.020 A = 100 Ω. Dirençteki güç dağılımını da her zaman hesaplayın: P = I_F² * R.

10.2 Kart ısındığında ışık çıkışı neden daha düşük olur?

Bu durum, LED yarı iletkenlerinin temel bir özelliği olan "termal söndürme"den kaynaklanmaktadır. Kavşak sıcaklığı arttıkça, dahili kuantum verimliliği azalır ve bu da daha düşük ışık çıkışına yol açar. Bu durum, "Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı" eğrisinde grafiksel olarak gösterilmiştir. Uygun termal tasarım bu etkiyi azaltır.

10.3 Onu bir direnç olmadan 3.3V besleme ile sürebilir miyim?

Hayır. Besleme voltajı LED'in tipik V_F'sine yakın olsa bile, akım sınırlayıcı direncin olmaması tehlikelidir. Üretim toleransları ve sıcaklık değişimleri, gerçek V_F 3.3V'tan daha düşük olabilir ve aşırı akıma neden olabilir. Güvenilir ve güvenli çalışma için her zaman bir direnç (veya sabit akım sürücüsü) gereklidir.

10.4 Etiket üzerindeki bin kodları (CAT, HUE, REF) ne anlama gelir?

Bu kodlar, o makara üzerindeki LED'lerin tam performans alt grubunu belirtir. CAT parlaklık (Işık Şiddeti) grubudur. HUE renk (Kromatiklik) grubudur. REF ileri voltaj grubudur. Belirli grup kodlarına göre sipariş vermek, üretim seriniz boyunca parlaklık, renk ve elektriksel davranış açısından tutarlılık sağlar.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Senaryo: Bir tüketici yönlendiricisi için bir durum göstergesi paneli tasarlama. Panelde güç, internet, Wi-Fi ve iki Ethernet bağlantı noktası aktivitesini gösteren 5 LED bulunur. 16-216 LED'in saf beyaz kullanılması temiz, modern bir görünüm sağlar. Tasarımcı, iyi görünürlük için yoğunluk (112-140 mcd) için R1 grubunu ve öngörülebilir akım çekimi için voltaj (2.7-2.8V) için 29 grubunu seçer. PCB'de 5V besleme hattı mevcuttur. Maksimum V_F 2.8V ve uzun ömür ile düşük ısı için hedef I_F 15 mA kullanılarak, direnç değeri (5V - 2.8V) / 0.015A = 147 Ω'dur (standart 150 Ω direnç seçilir). PCB düzeni, ısı dağılımı için bir toprak katmanına küçük bir termal rahatlama bağlantısı ile önerilen pad boyutlarını kullanır. LED'ler, diğer bileşenler için tüm yüksek sıcaklıklı reflow işlemlerinden sonra, termal maruziyeti en aza indirmek için yerleştirilir.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), elektrolüminesans yoluyla ışık yayan yarı iletken cihazlardır. p-n eklemine ileri yönlü bir voltaj uygulandığında, elektronlar deliklerle yeniden birleşerek enerjiyi foton formunda salar. Işığın rengi, yarı iletken malzemenin enerji bant aralığı tarafından belirlenir. Bu özel "saf beyaz" LED neredeyse kesinlikle bir fosfor dönüştürmeli beyaz LED'dir. Mavi ışık yayan (tipik olarak InGaN) bir yarı iletken çip kullanır. Bu mavi ışık, çip üzerindeki sarı ışık yayan fosfor kaplamasını kısmen uyarır. Kalan mavi ışık ile yayılan sarı ışığın birleşimi, insan gözü tarafından beyaz olarak algılanan ışığı üretir. Spesifik oranlar ve fosfor bileşimi, CIE diyagramındaki kesin renklilik koordinatlarını ("renk noktası") belirler.

13. Teknoloji Trendleri

16-216 gibi SMD LED'lerin gelişimi, elektronikteki daha geniş trendleri takip eder: küçülme, artan verimlilik ve gelişmiş üretilebilirlik. LED endüstrisindeki devam eden trendler şunları içerir:

• Artan Verimlilik (lm/W): İç kuantum verimliliği ve ışık çıkarma tekniklerindeki sürekli iyileştirmeler, aynı veya daha düşük sürüş akımlarında daha parlak LED'lerle sonuçlanır.
• Geliştirilmiş Renk Kalitesi: Fosfor teknolojisindeki ilerlemeler, daha yüksek Renk Geriverim İndeksi (CRI) ve daha tutarlı renk sıcaklığı aralıklarına sahip LED'leri mümkün kılarak, ekranlar ve aydınlatma için daha iyi ışık kalitesi sağlar.
• Daha Yüksek Güvenilirlik ve Ömür: Ambalaj malzemelerindeki iyileştirmeler ve termal yönetim yapıları, özellikle yüksek sıcaklık ve yüksek akım koşullarında LED'lerin çalışma ömrünü ve kararlılığını artırmaktadır.
• Daha Fazla Miniaturizasyon: Daha küçük cihazlar için süren çaba, optik performansı korurken veya iyileştirirken daha küçük paket ayak izlerine ve daha düşük profil yüksekliklerine yol açmaktadır.
• Entegre Çözümler: Paket içinde yerleşik akım sınırlama dirençleri, koruma diyotları hatta sürücü IC'leri bulunan LED'lere yönelik bir eğilim, son kullanıcılar için devre tasarımını basitleştiriyor.

Bu eğilimler, tasarımcılara giderek genişleyen uygulama yelpazesi için daha yetenekli, güvenilir ve kullanımı kolay bileşenler sunmayı amaçlamaktadır.