SMD LED 0201 Beyaz/Sarı - Paket 0.6x0.3x0.3mm - Gerilim 2.6-3.2V - Güç 96mW - Türkçe Veri Sayfası

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, 0201 paket boyutunda minyatür bir Yüzey Montajlı Cihaz (SMD) Işık Yayan Diyot (LED) için özellikleri detaylandırır. Bu LED'ler, otomatik baskılı devre kartı (PCB) montaj süreçleri için tasarlanmış olup, bileşen yoğunluğunun kritik olduğu alan kısıtlı uygulamalar için idealdir. Bu özel parça numarası için birincil yayılan renk, belirli bir renklilik noktası sunan sarı lensli beyazdır.

Bu bileşenin temel avantajları arasında son derece küçük kapladığı alan, yüksek hacimli pick-and-place ekipmanları ile uyumluluğu ve kurşunsuz kızılötesi (IR) reflow lehimleme süreçlerine uygunluğu yer alır. RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) uyumluluk standartlarını karşılayacak şekilde yapılmıştır.

Hedef pazarlar ve uygulamalar geniştir; telekomünikasyon ekipmanları, ofis otomasyon cihazları, ev aletleri, endüstriyel kontrol sistemleri ve çeşitli tüketici elektroniği ürünlerini kapsar. Tipik kullanımlar arasında durum göstergeleri, ön paneller için arka aydınlatma ve düşük seviyeli sinyal veya sembol aydınlatması yer alır.

2. Teknik Parametreler Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

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

• Güç Dağılımı (Pd):96 mW. Bu, LED paketinin termal sınırlarını aşmadan ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır.
• Tepe İleri Akımı (I_F(tepe)):100 mA. Bu, genellikle aşırı ısınmayı önlemek için darbe koşulları altında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) belirtilen izin verilen maksimum anlık ileri akımdır.
• DC İleri Akımı (I_F):30 mA. Bu, güvenilir uzun vadeli çalışma için önerilen maksimum sürekli ileri akımdır.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı (T_opr):-40°C ila +85°C. LED'in doğru şekilde çalışması için tasarlandığı ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı (T_stg):-40°C ila +100°C. Cihazın güç verilmediğinde saklanması için sıcaklık aralığı.

2.2 Elektro-Optik Özellikler

Bu parametreler, aksi belirtilmedikçe, standart bir ortam sıcaklığında (T_a) 25°C ve bir ileri akımda (I_F) 20 mA'de ölçülür.

• Işık Şiddeti (I_V):1500 - 2900 mcd (millikandela). Bu, birincil bakış yönünde yayılan görünür ışık miktarını tanımlar. Geniş aralık, bir sınıflandırma sisteminin kullanıldığını gösterir (Bkz. Bölüm 3). Ölçüm, CIE standart fotopik (insan gözü) tepkisine uyacak şekilde filtrelenmiş bir sensör kullanır.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):110 derece (tipik). Bu, ışık şiddetinin tepe eksenel değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. 110°'lik bir açı, odaklanmış bir ışın yerine alan aydınlatması için uygun geniş, dağınık bir yayılım modelini gösterir.
• Renklilik Koordinatları (x, y):(0.3100, 0.3100) tipik. CIE 1931 renklilik diyagramındaki bu koordinatlar, yayılan beyaz ışığın kesin renk noktasını tanımlar. Bu nokta, belirli bir ilişkili renk sıcaklığına (CCT) karşılık gelen bir beyaza denk gelir.
• İleri Gerilim (V_F):20mA'de 2.6 V (Min) - 3.2 V (Maks). LED üzerinde belirtilen akım geçerken oluşan gerilim düşüşü. Bu aralık, sürücü devre tasarımı için kritiktir.
• Ters Akım (I_R):V_R= 5V'de 10 μA (Maks). Ters bir gerilim uygulandığında oluşan küçük sızıntı akımı.Önemli:Bu cihaz ters öngerilimli çalışma için tasarlanmamıştır; bu parametre yalnızca test amaçlıdır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Seri üretimde tutarlılığı sağlamak için LED'ler performans sınıflarına ayrılır. Bu, tasarımcıların belirli gerilim, parlaklık ve renk gereksinimlerini karşılayan parçaları seçmesine olanak tanır.

3.1 İleri Gerilim (V_F) Sınıflandırması

LED'ler, 20mA'deki ileri gerilim düşüşlerine göre kategorize edilir.

• Sınıf D8: V_F= 2.6V ila 2.9V
• Sınıf D9: V_F= 2.9V ila 3.2V
• Her sınıf içindeki tolerans ±0.10V'dur.

3.2 Işık Şiddeti (I_V) Sınıflandırması

LED'ler optik çıkış güçlerine göre sıralanır.

• Sınıf X1: I_V= 1500.0 mcd ila 2100.0 mcd
• Sınıf X2: I_V= 2100.0 mcd ila 2900.0 mcd
• Her sınıf içindeki tolerans ±%11'dir.

3.3 Renk (Renklilik) Sınıflandırması

Bu, renk tutarlılığı için en kritik sınıflandırmadır. LED'ler, dört (x, y) koordinat noktasıyla tanımlanan CIE renklilik diyagramındaki belirli dörtgenlere ayrılır.

• Tanımlı Sınıflar:Y2, W1, X1, W2. Her sınıf kodu, renk şemasındaki belirli bir bölgeyi temsil eder.
• Tipik renklilik noktası (0.3100, 0.3100) bu tanımlı bölgelerin içine düşer.
• Her renk tonu sınıfı (x, y koordinatı) üzerindeki tolerans ±0.01'dir.

Bu çok boyutlu sınıflandırma (V_F, I_V, Renk), aynı üretim partisinden gelen LED'lerin sıkı bir şekilde eşleşen elektriksel ve optik özelliklere sahip olmasını sağlar; bu, arka aydınlatma dizileri veya durum göstergesi kümeleri gibi tek tip görünüm gerektiren uygulamalar için esastır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasında belirli grafiksel eğrilere atıfta bulunulsa da, bunların çıkarımları standarttır.

• İleri Akım - İleri Gerilim (I-V Eğrisi):Bu eğri üstel bir yapıdadır. 20mA'de belirtilen V_F çalışma noktasıdır. Gerilimdeki küçük artışlar akımda büyük artışlara yol açar; bu da termal kaçakları önlemek için akım sınırlayıcı devrelerin (örneğin, seri bir direnç veya sabit akımlı sürücü) kullanılmasını gerektirir.
• Işık Şiddeti - İleri Akım:Işık çıkışı, genellikle çalışma aralığı içinde ileri akımla orantılıdır. Ancak, artan ısı nedeniyle çok yüksek akımlarda verim düşebilir.
• Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı:LED ışık çıkışı, genellikle eklem sıcaklığı arttıkça azalır. Sıcaklık aralığının üst sınırında (85°C) çalışmak, 25°C'dekinden daha düşük bir ışık şiddeti ile sonuçlanacaktır. Bu düşürme, termal tasarımda dikkate alınmalıdır.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

Cihaz, EIA standardı 0201 paket şekline uygundur. Ana boyutlar (milimetre cinsinden) şunlardır:

• Paket Uzunluğu: 0.6 mm (tolerans ±0.2 mm)
• Paket Genişliği: 0.3 mm (tolerans ±0.2 mm)
• Paket Yüksekliği: 0.3 mm (tolerans ±0.2 mm)

Lens rengi sarıdır, bu da yayılan beyaz ışığı filtreleyerek nihai renkliliği elde eder. Katot, genellikle bant ve makarada bir işaretleme veya belirli bir pad geometrisi ile tanımlanır.

5.2 Önerilen PCB Lehim Pad Deseni

Kızılötesi veya buhar fazlı reflow lehimleme için önerilen bir lehim pad düzeni sağlanmıştır. Bu desen, güvenilir lehim bağlantısı oluşumunu, reflow sırasında uygun kendi kendine hizalamayı ve yeterli mekanik dayanımı sağlamak için tasarlanmıştır. Özellikle bu kadar minyatür bileşenlerde, mezar taşı (bileşenin dik durması) veya zayıf lehim bağlantılarını önlemek için önerilen pad desenini takip etmek çok önemlidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 IR Reflow Lehimleme Profili

Bileşen, J-STD-020B'ye göre kurşunsuz (Pb-free) IR reflow süreçleri ile uyumludur. Genel bir profil önerilir:

• Ön Isıtma:150-200°C, maksimum 120 saniye, sıcaklığı yavaşça artırmak ve flux'u aktifleştirmek için.
• Tepe Sıcaklığı:Maksimum 260°C. Likidüs üzerindeki süre (kurşunsuz lehim için tipik olarak ~217°C) kontrol edilmelidir.
• Toplam Lehimleme Süresi:Tepe sıcaklıkta maksimum 10 saniye, izin verilen maksimum iki reflow döngüsü.

Not:Optimal profil, spesifik PCB montajına (kart kalınlığı, katman sayısı, diğer bileşenler, lehim macunu) bağlıdır. Sağlanan profil bir hedeftir; süreç karakterizasyonu gereklidir.

6.2 El Lehimlemesi (Gerekirse)

Manuel tamir gerekirse, aşırı dikkat gereklidir:

• Lehim Havya Sıcaklığı:Maksimum 300°C.
• Temas Süresi:Bağlantı başına maksimum 3 saniye.
• Sınır:Yalnızca bir lehimleme döngüsü. Termal kütle çok düşüktür, bu da aşırı ısınmaya yatkın olmasına neden olur.

6.3 Temizleme

Lehim sonrası temizlik gerekirse, plastik paketi veya lensi hasardan korumak için yalnızca belirtilen çözücüler kullanılmalıdır.

• Önerilen:Etil alkol veya izopropil alkol.
• İşlem:Oda sıcaklığında bir dakikadan az süreyle daldırın. Paket için güvenli olduğu doğrulanmadıkça ultrasonik temizleme kullanmayın.
• Kaçınılması Gerekenler:Belirtilmemiş veya agresif kimyasal temizleyiciler.

7. Paketleme ve Taşıma

7.1 Bant ve Makara Özellikleri

Bileşenler, otomatik taşıma için endüstri standardı kabartmalı taşıyıcı bantta tedarik edilir.

• Makar Boyutu:7 inç (178 mm) çap.
• Bant Genişliği:12 mm.
• Makara Başına Miktar:4000 adet (tam makara).
• Minimum Sipariş Miktarı (MOQ):Kısmi makaralar için 500 adet.
• Paketleme, ANSI/EIA-481 spesifikasyonlarına uygundur. Bant, bileşenleri korumak için bir kapak içerir.

7.2 Nem Hassasiyeti ve Depolama

Plastik paket nem hassastır (MSL).

• Mühürlü Torba (nem alıcı ile):≤30°C ve ≤%70 RH'de saklayın. Raf ömrü, torba mühürlendiği tarihten itibaren bir yıldır.
• Torba Açıldıktan Sonra:\"Zemin ömrü\" başlar. ≤30°C ve ≤%60 RH'de saklayın.
• Kritik Zaman Sınırı:Bileşenler, torba açıldıktan sonra ortam fabrika koşullarına maruz kaldıktan sonraki168 saat (7 gün)içinde IR reflow lehimlemeye tabi tutulmalıdır.
• Uzatılmış Depolama (Açık):Nem alıcılı kapalı bir kapta veya nitrojen desikatöründe saklayın.
• Aşılan Zemin Ömrü:Bileşenler 168 saatten fazla maruz kaldıysa, lehimlemeden önce emilen nemi gidermek ve \"patlamış mısır\" etkisini (reflow sırasında paket çatlaması) önlemek için yaklaşık 60°C'de en az 48 saat fırınlanmalıdır.

8. Uygulama Kılavuzları ve Tasarım Hususları

8.1 Sürücü Devre Tasarımı

Üstel I-V karakteristiği nedeniyle, basit bir seri direnç, gösterge uygulamaları için en yaygın sürücü yöntemidir. Direnç değeri (R_seri) şu şekilde hesaplanır: R_seri= (V_kaynak- V_F) / I_F. Düşük-V_F parçasıyla bile akımın 20mA'yi aşmamasını sağlamak için veri sayfasındaki maksimum V_F (3.2V) kullanın. Sabit parlaklık gerektiren veya birden fazla LED'i seri olarak süren uygulamalar için sabit akımlı bir sürücü önerilir.

8.2 Termal Yönetim

Güç dağılımı düşük olsa da (maks. 96mW), küçük paketin ısıyı dağıtma kapasitesi sınırlıdır. PCB üzerinde, termal pad'lere (varsa) veya lehim bağlantılarına bağlı yeterli bakır alanın ısı emici olarak görev yapmasını sağlayın. Termal analiz yapılmadan yüksek ortam sıcaklıklarında mutlak maksimum akımda (30mA DC) çalışmaktan kaçının.

8.3 Optik Entegrasyon

Geniş 110° görüş açısı, bu LED'i küçük alanları veya ışık kılavuzlarını aydınlatmak için uygun kılar. Bir ışık kılavuzuna optimal ışık bağlantısı için, LED'in yayılım modelini ve kılavuzun kabul açısını göz önünde bulundurun. Sarı lens, dahili bir difüzör/renk filtresi görevi görür.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu LED'i doğrudan 5V veya 3.3V mantık çıkışından sürebilir miyim?

C: Hayır. Seri bir akım sınırlayıcı direnç kullanmalısınız. Doğrudan 5V bağlamak felaket bir aşırı akıma neden olur. 5V kaynak ve 20mA hedefi için, maks. V_F 3.2V kullanılarak, R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90Ω (standart 91Ω veya 100Ω direnç kullanın).

S: Renk sınıflandırması neden bu kadar önemli?

C: İnsan gözü, özellikle birden fazla LED yan yana görüldüğünde, beyaz noktadaki küçük farklılıklara karşı çok hassastır. Farklı renk sınıflarından LED'ler kullanmak, bir dizide görünür şekilde düzensiz veya eşit olmayan bir görünüme yol açabilir.

S: Lehimlemeden önce 168 saatlik zemin ömrünü aşarsam ne olur?

C: Emilen nem, reflow'un hızlı ısınması sırasında buhara dönüşebilir ve bu da plastik paketin iç katmanlarının ayrılmasına veya çatlamasına (\"patlamış mısır\" etkisi) neden olarak anında veya gizli arızaya yol açabilir. Bu nemi uzaklaştırmak için fırınlama zorunludur.

S: Bu LED, açık hava veya otomotiv uygulamaları için uygun mudur?

C: Çalışma sıcaklığı aralığı (-40°C ila +85°C) birçok ortamı kapsar. Ancak, veri sayfası bunun \"sıradan elektronik ekipman\" için olduğunu belirtir. Yüksek güvenilirlik gereksinimleri, aşırı çevresel stres (UV, nem, termal döngü) veya güvenlik açısından kritik işlevler (otomotiv, tıbbi, havacılık) olan uygulamalar için üretici ile istişare ve ek niteliklendirme testleri esastır. Bu standart ticari sınıf LED, bu tür kullanımlar için gerekli güvenilirlik sertifikalarına sahip olmayabilir.

10. Tasarım ve Kullanım Senaryosu Örneği

Senaryo: Taşınabilir Bluetooth Modülünde Durum Göstergesi

Bir tasarımcı, kompakt bir Bluetooth ses modülü oluşturmaktadır. Kart alanı son derece sınırlıdır. \"Güç açık\" ve \"eşleşme\" durumunu göstermek için küçük, düşük güçlü bir LED'e ihtiyaç duyarlar.

• Bileşen Seçimi:Bu 0201 LED, minimum kapladığı alan (0.6x0.3mm) nedeniyle seçilmiştir.
• Devre Tasarımı:Modül, 3.7V Li-ion pil ile çalışır. Mikrodenetleyicideki, 20mA sağlayabilen bir GPIO pini LED'i sürecektir. Seri direnç şu şekilde hesaplanır: R = (3.7V - 2.9V_tip) / 0.02A = 40Ω. 39Ω'lik bir direnç seçilir, bu da ~20.5mA'lik bir akımla sonuçlanır ve bu da spesifikasyonlar dahilindedir.
• PCB Yerleşimi:Önerilen pad deseni kullanılır. Pad'lerde lehimlemeye yardımcı olmak için küçük termal rahatlama bağlantıları kullanılır, ancak ısı dağılımı için bir toprak katmanına bazı termal bağlantılar korunur.
• Montaj:Tam PCB montajı kurşunsuz lehim macunu kullanır ve JEDEC reflow profilini takip eder. LED'ler, üretim hattı hazır olana kadar mühürlü torbalarında tutulur, böylece zemin ömrünün aşılmaması sağlanır.
• Sonuç:Minimum kart alanı ve güç tüketen, tüm tasarım gereksinimlerini karşılayan güvenilir, parlak bir durum göstergesi.

11. Teknik Prensip Tanıtımı

Bir LED, bir yarı iletken diyottur. Uçlarına ileri bir gerilim uygulandığında (anot katoda göre pozitif), n-tipi yarı iletken malzemeden gelen elektronlar, aktif bölge içinde p-tipi malzemeden gelen deliklerle yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme, foton (ışık) şeklinde enerji açığa çıkarır. Işığın spesifik dalga boyu (rengi), kullanılan yarı iletken malzemelerin enerji bant aralığı tarafından belirlenir.

Bu bileşendeki gibi \"beyaz\" bir LED, tipik olarak fosfor tabakası ile kaplanmış mavi veya ultraviyole bir LED çipi kullanılarak oluşturulur. Çipten gelen birincil ışık, fosforu uyarır ve bu da daha geniş bir spektrumda ışık yeniden yayarak beyaz ışık üretmek için birleşir. Sarı lens, bu çıkışı beyaz ışık spektrumunda belirtilen renklilik koordinatlarını elde etmek için daha da değiştirir.

12. Endüstri Trendleri ve Bağlam

0201 paketi, elektronikte PCB'ler üzerinde küçülme ve artan fonksiyonel yoğunluk yönündeki devam eden trendi temsil eder. Akıllı telefonlar, giyilebilir cihazlar ve IoT sensörleri gibi tüketici cihazları küçüldükçe, ultra küçük pasif ve aktif bileşenlere olan talep artmaktadır.

Bu tür bileşenleri etkileyen temel trendler şunlardır:

• Gelişmiş Paketleme:Giderek küçülen boyutlarda termal performans ve güvenilirliği iyileştirme.
• Daha Yüksek Verimlilik:Elektriksel giriş gücü (watt) başına daha fazla ışık çıkışı (lümen) sağlama, enerji tüketimini ve ısı üretimini azaltma.
• Daha Sıkı Sınıflandırma:Ekran ve aydınlatma uygulamaları daha yüksek renk tekdüzeliği talep ettikçe, renklilik ve yoğunluk sınıfları üzerindeki toleranslar sıkılaşmaya devam etmektedir.
• Otomasyon Uyumluluğu:Bileşenler, yüksek hızlı, yüksek hassasiyetli pick-and-place makineleri için tasarlanmalıdır ve güvenilir bant-makara paketlemesi tedarik zincirinin kritik bir parçasıdır.

Bu bileşen, bu ekosistem içinde yer alarak, geniş bir gösterge ve düşük seviyeli aydınlatma uygulamaları için gerekli performans parametrelerini sağlarken kompakt tasarımları mümkün kılar.